Pilz BARD Offshore 1: Sicherheit im Aufwind

Diese Animation zeigt den fertigen Windpark „BARD Offshore 1“, der 80 Windkraftanlagen umfassen wird. (Fotos: BARD und Pilz)

Laut Maschinenrichtlinie ist eine Maschine „[...] eine mit einem Antriebssystem ausgestattete Gesamtheit miteinander verbundener Teile oder Vorrichtungen, von denen mindestens eines bzw. eine beweglich ist und die für eine bestimmte Anwendung zusammengefügt sind.“ Somit ist eine Windkraftanlage eine Maschine, für die eine Konformitätserklärung gemäß Anhang IIA ausgestellt werden muss. Normen für die Sicherheit

Die mehrteilige grundlegende Norm EN 61400 trifft in Teil 1 Aussagen zu den Sicherheitsanforderungen an eine Windkraftanlage. Hinzu kommt die EN 50308. Sie definiert die Anforderungen hinsichtlich der Schutzmaßnahmen für die Gesundheit und die Sicherheit des Personals, zu dessen Aufgaben Abnahme, Betrieb und Instandhaltung von Windenergieanlagen gehören. Die generellen Forderungen zum Schutz der Mitarbeiter zielen darauf ab, Risiken für Gesundheit und Sicherheit zu vermeiden. Die Norm trifft u. a. Regelungen über Türöffnungen, Zufahrtswege, Böden, Plattformen und Geländer, Leitern mit Fallschutz, Passage- und Arbeitsräume, Anschlagpunkte und Griffe, Beleuchtung, Schutz der beweglichen Teile, Schutz vor elektrischer Gefahr sowie Geräuschpegel und die thermische Isolation. Sie umfasst auch Aussagen zu Steigeinrichtungen, zu beweglichen Teilen von Schutz- und Blockiervorrichtungen, zu Not-Halt, Leistungsabschaltungen, Brandschutz und Warnzeichen.

Auch Windkraftanlagen fallen unter die Maschinenrichtlinie und müssen sicherheitstechnische Anforderungen erfüllen.

Rundum-Sicherheit für Windkraftanlagen

90 km nordwestlich von Borkum errichtet die BARD-Gruppe 80 „BARD 5.0“ Windkraftanlagen der 5 MW-Klasse. Das Projektgebiet für den Windpark „BARD Offshore 1“ umfasst etwa 60 km² bei 40 m Wassertiefe. BARD entwickelt seit 2003 Windparks, Anlagen und Konzepte für Aufstellung, Wartung und Betrieb großer Offshore Windkraftanlagen. Bereits in der Planungsphase erfolgt eine Gefährdungsbeurteilung aller notwendigen Arbeitsschritte, von der Errichtung bis zum Betrieb. Das Offshore-Windkraftwerk vor Borkum wird eine Nennleistung von 400 MW liefern. Das entspricht der Stromversorgung für über 400.000 Mehrpersonen-Haushalte.

Fester Bestandteil des Verfahrens zur Konformitätsbewertung ist die Risikobeurteilung. Diese identifiziert und bewertet die wesentlichen Risiken für das Bedien- und Wartungspersonal und bestimmt die erforderlichen Maßnahmen zur Risikoreduzierung. „Eine fachkundig durchgeführte Risikobeurteilung bietet die beste Grundlage für die sichere Konstruktion einer Anlage sowie für die Festlegung der Schutzmaßnahmen“, so Karlfried Pfeifenbring, verantwortlich für den Bereich HSEQ der BARD-Gruppe. „Deshalb haben wir für die eigentliche Risikobeurteilung der Windkraftanlage einen Dienstleister mit Erfahrung auf diesem Gebiet gesucht.“

Für alle Phasen des Maschinen-Lebenszyklus bietet Pilz angepasste Dienstleistungen – von der Risikobeurteilung über das Sicherheitskonzept und –design bis hin zur Systemintegration und Validierung.

Gefahrenpotenziale aufdecken

BARD übertrug die Risikobeurteilung der Windkraftanlage „BARD 5.0“ unter Berücksichtigung produktspezifischer Vorschriften dem Automatisierungsexperten Pilz, dessen Steuerungskomponenten in den Windkraftanlagen „BARD 5.0“ bereits im Einsatz waren. „Pilz schaffte es sehr gut, die eigene Kompetenz in Sachen Sicherheitstechnik nutzbringend an uns weitergeben“, erklärt Pfeifenbring. Die Risikobeurteilung umfasste die Ermittlung der geltenden Normen, Vorschriften und gängigen Verfahren sowie die Festlegung der Grenzen der Maschine. Dafür wurden sämtliche Gefahrenpotentiale innerhalb des gesamten Lebenszyklus der Anlage untersucht. Anschließend erfolgte eine genaue Risikobeurteilung und -bewertung, die schließlich in einer empfohlenen Maßnahme zur Reduzierung des Risikos auf Basis der aktuellen Normen mündete.

„Wir hätten die Risikobeurteilung auch mit eigenem Personal durchführen können. Durch Einschalten eines externen Unternehmens ergeben sich zusätzliche Ansätze und Sichtweisen“, beschreibt Pfeifenbring den Vorteil dieser Herangehensweise. Die Risikobeurteilung erstreckte sich auch auf sicherheitsrelevante Funktionen der Steuerungstechnik, bewertet nach EN ISO 13849-1. Die Herausforderung dabei war, die sicherheitstechnischen Kennwerte der beteiligten Komponenten wie Performance Level (PL), Mean Time to failure (MTTF) und weitere charakteristische Werte von den Komponentenherstellern zu erhalten.

Dienstleister für die Sicherheit

Jahrzehntelange Praxiserfahrung in der sicheren Automation gepaart mit Wissen über Normen aus erster Hand – Pilz ist in zahlreichen Normungsgremien engagiert – gibt das Unternehmen in Form von Dienstleistungen und Schulungen an Kunden weiter. Das Dienstleistungsangebot umfasst alle Phasen des Maschinen-Lebenszyklus. Der Risikobeurteilung folgt die Entwicklung eines Sicherheitskonzeptes einschließlich der technischen Lösung, mit der die Sicherheit der Anlage nach den aktuellsten Normen umgesetzt wird. Daran schließt sich das Sicherheitsdesign an, im Zuge dessen Sicherheitsmaßnahmen den erkannten Gefährdungen zugeordnet und die Mechanik, die Elektrotechnik und Elektronik detailliert gestaltet werden. Als nächstes werden für das zu erreichende Sicherheitsniveau geeignete Komponenten ausgewählt. Auch die beiden letzten Schritte des Prozesses der Konformitätsbewertung, die Systemintegration von der Projektplanung bis zur Inbetriebnahme und die Verifizierung sind bei Pilz im Dienstleistungspaket enthalten.

Da das Thema Sicherheit nicht immer zu den Kernkompetenzen von Unternehmen gehört oder die Ressourcen nicht immer ausreichend sind, macht es mit Blick auf Aufwand und Kosten oft Sinn, ein externes Unternehmen hinzuzuziehen. Bei BARD hat man sich für eine weitere „Auslagerung“ des Themas Sicherheit entschieden. Aktuell sind Schulungen für das Personal zum Thema europäische Maschinenrichtlinie und zur Zuverlässigkeit sicherheitsrelevanter Steuerungsfunktionen geplant.