WINDENERGIE. Wartung, Reparatur und Austausch. Erweiterter Patentbericht. Aenert. August 2021
Zusammenfassung
Windenergie ist einer der bedeutendsten und erfolgreichsten Bereiche moderner Energie auf Basis erneuerbarer Quellen. In den letzten 10 Jahren ist der Anteil der Windenergie an der weltweiten Stromerzeugung von etwa 1 % auf 5 % gestiegen, während ihre Gesamtkapazität etwa 50 % aller erneuerbaren Energiekapazitäten beträgt. Das Volumen der installierten Windenergiekapazitäten belief sich im Jahr 2020 auf über 100 GW und das Gesamtvolumen auf über 700 GW. Zu den drei weltweit führenden Anbietern installierter Windkraftanlagen zählen China, die USA und Deutschland. In China betrug das Volumen der neu installierten Kapazität im Jahr 2020 mehr als 60 % der weltweiten.
Eines der größten Probleme der Windenergie ist der relativ geringe Leistungsfaktor, der in der Praxis von Windkraftanlagen selten über 30 % liegt. Dies hat zur Folge, dass riesige, materialintensive und teure Strukturen von Windkraftanlagen längere Zeit stillstehen, ohne Strom zu erzeugen, was die Investitionsattraktivität der Branche verringert, einen Rückgang der Verkaufspreise für Strom verhindert und die Wettbewerbsfähigkeit dieser Branche einschränkt. Die Sicherstellung des maximalen Kapazitätsfaktors von Windkraftanlagen wird durch objektive Faktoren in Form lokaler natürlicher Ressourcen behindert, vor allem durch die Stärke und Bandbreite der Windgeschwindigkeit, ihre Stabilität und Neigung zu starken Böen.
Darüber hinaus gibt es eine große Gruppe subjektiver Faktoren, die die Ermittlung des maximal möglichen Kapazitätsfaktors behindern. Dazu gehören beispielsweise: ineffektive Gerätezustandsüberwachung, insbesondere Fernüberwachung; mangelhafte Wartung; verspätete Lieferung von Einzelteilen; suboptimale Organisation von Transport- oder Reparaturarbeiten; Mangel an leistungsstarken Werkzeugen für die Wartung, was zu unerwarteten Abschaltungen von Windkraftanlagen führt.
Die Lösung dieser Probleme kann zusätzliche Reserven für die Stromnutzung schaffen und stellt den vielversprechendsten Weg dar, die Effizienz der Windenergiebranche insgesamt zu verbessern. Im vorliegenden Bericht wird eine Auswahl von Erfindungen im Zusammenhang mit der Montage, Wartung, Reparatur und dem Austausch von Windkraftanlagen vorgestellt, die von Patentämtern auf der ganzen Welt in den Jahren 2000 bis 2020 veröffentlicht wurden. Allgemeine Forschungsmethoden finden Sie auf der Website von Advanced Energy Technologies (www.aenert.com).
Der vorliegende erweiterte Patentbericht besteht aus einer Patentübersicht und Anhängen in Form einer Datenbank sowie Patentdokumentenlisten und umfasst Informationen zu 7104 veröffentlichten Patentdokumenten, die im Rahmen einer fachbezogenen Patentrecherche in allgemein zugänglichen Patentrecherchesystemen gesammelt wurden. und bearbeitet mit Stand August 2021, in dem die Autoren die Zugehörigkeit der Patentlösungen zum Bereich der Montage, Wartung, Reparatur und des Austauschs von Windkraftanlagen erklärt haben.
Die Patentdatenbank enthält einen strukturierten Datensatz im Excel-Format für Patentdokumente mit Bezug zum interessierenden Thema für einen Zeitraum von 2000 bis 2020. Durch die Platzierung einer Patentdokumentendatenbank in einer Datei mit der Erweiterung xlsx ist eine individuelle Selektion möglich Dokumente bearbeiten oder mithilfe der integrierten Tools von Microsoft Office Excel nach ausgewählten Parametern sortieren. Das beigefügte Handbuch beschreibt die wichtigsten Möglichkeiten zur Verwaltung von Patentdokumenten in der Datenbank und entspricht im Funktionsumfang der englischsprachigen Version von Microsoft Office Excel 2016. Für in die Datenbank eingebundene Patentdokumente kann eine Volltextbeschreibung oder zumindest eine Zusammenfassung enthalten sein wird anhand der Dokumentennummer in öffentlich zugänglichen Patentsuchmaschinen, beispielsweise Google Patents, gefunden. Zum Zeitpunkt der Erstellung der vorliegenden Übersicht wurden rund 550 im Jahr 2020 veröffentlichte Erfindungen gefunden, bearbeitet und registriert, was natürlich nicht das pauschale Ergebnis ist. Es ist zu berücksichtigen, dass der Prozess der Veröffentlichung neuer Patentdokumente in nationalen und allgemein zugänglichen Datenbanken eine gewisse Zeit in Anspruch nimmt, während ihre Ermittlung und Bearbeitung umfassende und zeitaufwändige Verfahren sind, die nicht bis Mitte 2021 abgeschlossen werden können.
Eine kostenlose Demoversion dieser Datenbank kann hier heruntergeladen werden:
Die Demoversion präsentiert die ersten hundert Patentdokumente sowie einige statistische Informationen. In den meisten Fällen beschränken sich statistische Diagramme und Tabellen auf die ersten Positionen, der Rest wird durch Symbole ### verdeckt. In der Vollversion werden die statistischen Informationen vollständig dargestellt und die Diagramme automatisch berechnet.
Die Datenbank umfasst:
Erfindungen: 7104
Büros: 43
Länder: 28
Bewerber: 1387
Einzelne IPC-Untergruppen: 1402
Gesamtzahl der zugewiesenen IPC-Untergruppen: 18835
Die Überprüfung und Analyse der veröffentlichten Patente und Patentanmeldungen umfasst: Verteilung der Dokumente nach Jahren; nach bibliografischen und technologischen Indikatoren; von Top-Patentämtern; von führenden Ländern für erfinderische Tätigkeit; Analyse der Beteiligung von Ausländern; Korrelation internationaler Patentklassifikationsindizes; Analyse der Aktivität der produktivsten Bewerber; Beteiligungsanteile der Antragsteller am Register für geistiges Eigentum; Ratingbewertung von Patentdokumenten unter Verwendung der Originalmethodik; Analyse wichtiger Produktionsabläufe und -ausrüstungen.
Für jedes der für die Prüfung in dieser Überprüfung ausgewählten Patentdokumente wurden vorläufig die Merkmale einheitlicher Indikatoren definiert. Dazu gehören: technische Probleme, Arten der eingesetzten erfinderischen Lösungen, Zugehörigkeit zu dem einen oder anderen Technologiesegment. Dies ermöglicht die Visualisierung des internen Inhalts für jeden der Indikatoren in der aggregierten Reihe von Dokumenten, um beispielsweise die Reihenfolge und den proportionalen Zusammenhang technischer Probleme zu definieren, die mit den in den Texten offenbarten erfinderischen Lösungen gelöst werden sollen.
Die Überprüfung liefert Daten zur Patentaktivität in den führenden Patentämtern, darunter USPTO (USA), EPO (Staaten des Europäischen Patentübereinkommens), CNIPA (CN), KIPO (KR), JPO (JP), CIPO (CA). , IP Australien (AU), DPMA (DE), TIPO (TW), DKPTO (DK). Es enthält eine detaillierte Beschreibung der Ergebnisse der Patentierungstätigkeit für die führenden Anmelder, darunter Wobben Properties GmbH, Vestas Wind Systems A/S, General Electric, Siemens Group, Wobben Aloys, Mitsubishi Heavy Industries, Ltd., Senvion Deutschland GmbH, Goldwind, Samsung Heavy Industries Co., Ltd, Vestas Offshore Wind A/S. Statistische Daten werden in zwei vergleichenden Varianten dargestellt – für erteilte Patente während des gesamten Analysezeitraums und für Anmeldungen, die in den letzten fünf Jahren veröffentlicht wurden.
Das Kapitel „Wichtige Fertigungsbetriebe und Ausrüstungen“ bietet eine detaillierte statistische und technologische Analyse von Patentdokumenten im Zusammenhang mit Wartung, Reparatur und Austausch von Windkraftanlagen. Die Analyse wurde für einzelne Patentgruppen durchgeführt, die Dokumente mit ähnlichen technologischen Merkmalen enthalten:
Montage und Wartung von Türmen;
Kräne, einschließlich Hebezeuge und andere Hebevorrichtungen;
Transport von Rotorblättern – vorwiegend Transport von Rotorblättern für Windkraftanlagen;
Montage und Wartung von Rotorblättern;
Offshore-Transport – überwiegend Transport von Windkraftanlagenausrüstung in Offshore-Gebieten;
Offshore-Montage und -Wartung – hauptsächlich Montage- und Wartungsarbeiten für Windkraftanlagen in Offshore-Gebieten;
Inspektion – hauptsächlich Inspektion des technischen Zustands von Windkraftanlagen;
Arbeitsplattformen – Arbeitsplattformen für Reparaturarbeiten;
Robotik – Robotergeräte für Reparaturarbeiten;
Sonstige Wartung – sonstige Reparaturarbeiten und Ausrüstung dafür.
Die Gruppen wurden auf einer Kompromissbasis ausgewählt, wobei die technologische Bedeutung eines Themas, seine Beliebtheit bei Erfindern, die Möglichkeit einer eindeutigen Interpretation der technologischen Eigenschaften einer Gruppe und eine angemessene Anzahl der Gruppen berücksichtigt wurden. Für jede Gruppe wurden allgemeine statistische Indikatoren berechnet, einschließlich einer Aufschlüsselung der Patentdokumente nach Jahren und nach großen Patentämtern, außerdem wurden führende Anmelder und statistische Indikatorentrends bereitgestellt. Als Technologieindikatoren werden IPC-Indizes, Erfindungsprobleme, Technologieelemente und die Liste der Spitzengruppen identischer einheitlicher Indikatoren bereitgestellt. Die Patente mit der höchsten Bewertung in jeder Gruppe und die Patente, die die umfangreichsten Patentfamilien repräsentieren, wurden überprüft. Identifikationsnummern der Patentdokumente, die die Gruppen repräsentieren, sind in einem Anhang aufgeführt, der von den Patentämtern verteilt wird. Ein Teil der Indikatoren wird zum Zweck der vergleichenden Analyse getrennt für Patente und Patentanmeldungen bereitgestellt.
Die Schlussfolgerung enthält vergleichende statistische Daten mit der Bewertung der bestehenden Trends.
Die Listen der Patentdokumente aus der Datenbank sind ebenfalls im PDF-Format verfasst und werden in drei Varianten dargestellt: Aufschlüsselung nach Anmeldern; Aufschlüsselung nach einheitlichen Gruppen; Aufschlüsselung nach IPC-Klassen. Jedes Patentdokument in einer Liste wird mit den wichtigsten bibliografischen Daten, der Nummer des Kerndokuments und der Übersetzung des Titels aus der Landessprache in die englische Sprache, einer Liste technologischer Indikatoren und einem Bewertungswert versehen. Die Listen der Patentdokumente nach Anmeldern sind zusätzlich nach Patentfamilien sortiert. Die Aufschlüsselung nach einheitlichen Gruppen umfasst die Listen der Gruppenkombinationen von Erfindungen mit identischen einheitlichen Indikatoren. Innerhalb dieser Gruppen werden Patentdokumente nach Clustern sortiert, die zusätzlich die größte Ähnlichkeit in den bibliografischen Indikatoren der Patentdokumente aufweisen. Die Aufschlüsselung nach IPC-Klassen ergibt eine Liste von Patentdokumenten, die in Gruppen mit denselben IPC-Abschnitten und IPC-Klassen zusammengefasst sind. Alle Dokumente mit der exakten Übereinstimmung der IPC-Untergruppen können mit einfachen Suchvorgängen in dieser Liste gefunden werden. Benutzer können je nach ihren Vorlieben oder Zielen von jeder der vorgeschlagenen Versionen der Anhänge profitieren. Durch die Anordnung des Berichts in verschiedenen Konfigurationen, einschließlich Patentüberprüfung, Datenbank im Excel-Format und Originallisten von Patentdokumenten, erhalten verschiedene Benutzergruppen umfassenden Zugriff auf die enthaltenen Materialien.
Dieser Bericht dient als eine der Varianten zur Überwachung fortgeschrittener technischer Errungenschaften im angegebenen Industriesektor. Die im Bericht bereitgestellten statistischen Daten, Ratingauswertungen und sorgfältig ausgewählten Patentdokumente können für Erfinder, Ingenieure, Forscher, Studenten und Pädagogen sowie für Geschäftsleute und Investoren von Interesse sein, die sich auf die eine oder andere Weise mit den Problemen von befassen die Entwicklung von Windenergie-Produktionstechnologien.
Haftungsausschluss
Dieser erweiterte Patentbericht wurde von der Firma EnerTechUp erstellt und enthält Patentdokumente, die sorgfältig aus öffentlich zugänglichen Quellen zusammengestellt wurden und den Autoren zufolge zum Zeitpunkt des Berichts weitgehend die neuesten Innovationen in der jeweiligen Energiebranche darstellen war vorbereitet. Detaillierte Informationen zur Methodik der Suche und Bearbeitung von Patentdokumenten finden Sie auf der Website von Advanced Energy Technologies (www.aenert.com). Angesichts der Schwierigkeiten im Zusammenhang mit der Zusammenstellung von Listen internationaler Patentdokumente, einschließlich derjenigen im Zusammenhang mit Zeitrahmen, nationalen und terminologischen Barrieren, sowie unter Berücksichtigung der hohen Arbeitsintensität bei der Sammlung der erforderlichen analytischen Informationen und der Durchführung ihrer qualitativen Interpretation, haben die Autoren von Der vorliegende Bericht kann keine absolute Vollständigkeit und Richtigkeit der dargestellten Materialien garantieren und lehnt jegliche Verantwortung für deren Verwendung ab. Das Unternehmen EnerTechUp stellt dieses Material „wie besehen“ dar und lehnt jegliche Ansprüche und Haftungen ab, die sich aus der Nutzung der darin veröffentlichten Daten ergeben, einschließlich, aber nicht beschränkt auf: Entschädigung für jede Art von finanziellem Schaden, entgangenen Gewinn oder Entschädigung für moralische Verletzungen. Diese Bestimmungen gelten auch für Mitarbeiter, Aktionäre, Vertreter und Datenlieferanten des Unternehmens EnerTechUp.
