Windparküberwachung mit GPRS für entlegene Standorte.

Windparks stehen oft abseits von größeren Ortschaften und damit außerhalb von Festnetz-Telefonanschlüssen oder UMTS-Netzen. Wie können Windpark-Betreiber ihre Anlagen dennoch kostengünstig und schnell mit den zentralen Servern verbinden? Die Lösung ist ein GPRS-Router: die industrielle Machine-to-Machine-Technologie verbindet Windkraftanlagen.

Gerrit Schmidt, technischer Leiter der WSB Service GmbH, erläutert die bisherige Vorgehensweise: „Die Datenkommunikation zwischen den Windpark-Servern erfolgt in der Regel über ISDN- bzw. DSL-Flatrates. Die Betriebsdaten unserer rund 150 Windenergieanlagen werden so am Sitz des Unternehmens in Dresden zusammengeführt und ausgewertet. Die Daten werden über definierte Schnittstellen in den Windparks auf autarken Servern gesammelt, komprimiert und zwischengespeichert. Damit haben die Mitarbeiter der Kraftwerkszentrale über die Oberfläche des „Windenergie InformationsSys-tems“ – WIS – jederzeit aktuellen Zugriff auf alle Betriebsdaten wie Leistung, Windgeschwindigkeiten und Störungen.“

Was aber, wenn kein Telefonanschluss verfügbar ist, etwa wie im neu errichteten Windpark „Schöpstal“ in der Nähe von Görlitz? Da der Standort Schöpstal, wie die meisten anderen Windparks auch, abseits größerer Ortschaften liegt, ist kein UMTS-Netz verfügbar. Die Aufgabe war es also, eine Alternative zur Datenübertragung über eine langsame GSM-Verbindung mit teurer, zeitbasierter Abrechnung zu finden.

Die Windpark-Betreiber entschieden sich für den Einsatz eines GPRS Routers. Auch im industriellen Einsatz erlangen drahtlose Kommunikationstechniken wie GSM, WLAN oder GPRS zunehmend an Bedeutung. Bei der Wartung und Instandhaltung von Automatisierungssystemen helfen sie Arbeitsabläufe zu optimieren, vorbeugende Servicemaßnahmen zu planen und Frühausfälle von wichtigen Anlagen und Maschinen zu verhindern – auch ohne Telefonanschluss vor Ort. Seit Jahren wird die Machine-to-Machine-Technologie, auch M2M genannt, durch die Vielzahl an Lösungen und Varianten günstiger. Die geringeren Verbindungskosten und die höheren Datenvolumen der Mobilfunkanbieter führen zur deutlichen Senkung der laufenden Betriebskosten für Windparkbetreiber. Das automatisierte Erfassen von Betriebsdaten und die Übertragung an die Leitstellen entwickelt sich zunehmend zu einem wich-tigen Faktor bei der technischen Betriebsführung von Windparks.

In Zusammenarbeit mit dem langjährigen Lieferanten Westermo, einem Spezialisten im Bereich der Datenübertragung im industriellen Umfeld, und der softEnergy GmbH, dem Entwickler der zentralen Leitstellen-Software und der Windpark-Server, wurde eine Lösung entwickelt, die Betriebsdaten der Windenergieanlagen über eine sichere VPN-Verbindung aus den Windparks zum zentralen Leitstellen-Server zu übertragen.

Der ZR-150G als „Herzstück“ der Datenübertragung ist ein industrieller GPRS M2M Router. Der Router wurde für GPRS-VPN Verbindungen entwickelt und ist Quadband und EDGE fähig. Über digitale Eingänge können auch Alarmierungs-SMS verschickt werden. Durch die kompakten Abmessungen, die 24V DC Versorgung und die schnelle Montage auf die Hutschiene lässt sich das Gerät schnell in den Schalt-schrank installieren. Der Router hat ein integriertes GSM/GPRS Modem. Als Kommunikations-Schnittstelle steht dem Anwender eine 10/100 Mbit Ethernet Schnittstelle zur Verfügung. Über den Web-Browser ist der Router außerdem leicht zu konfigurieren.

Durch den GPRS-Router ist der Windpark-Server ständig mit dem Internet verbunden, der zentrale Leitstellen-Server verfügt ebenfalls über eine permanente Breitband-Internetanbindung (DSL). Um den Datenstrom vor unberechtigten Zugriffen aus dem Internet zu schützen, wird dieser durch einen verschlüsselten VPN-Tunnel geleitet, der zwischen dem zentralen Leitstellen-Server und dem Windpark-Server besteht. Damit ist der Windpark über eine „drahtlose Standleitung“ an das WIS-System ange-bunden.

Als einer der ersten Anwender konnte die WSB Service GmbH den GPRS-Router ZR-150G erfolgreich einsetzen. Die Erfahrungen im Windpark „Schöpstal“ sind sehr positiv, das Gerät ist seit mehr als einem halben Jahr störungsfrei in Betrieb, und es wird eine sehr hohe Datenverfügbarkeit erreicht. Die Kosten der Datenübertragung sind gering und kalkulierbar. Da die Abrechnung volumenbasiert über einen Flatrate-Tarif erfolgt, liegen sie bei etwa einem Zehntel der Kosten, die bei einem zeitbasierten Tarif entstehen würden. Auf Grund der guten Betriebserfahrungen wird der ZR-150G GRPS-Router auch in weiteren Windparks der WSB-Gruppe zum Einsatz kommen, die über keinen Festnetz-Telefonanschluss verfügen.