Hoher Wirkungsgrad – hohe Flexibilität Planen, Steuern und Überwachen von Blockheizkraftwerken

Baden-Württemberg entwickelt sich, was die Energieeffizienz von Wohngebäuden angeht, zum \’Musterländle\‘. Am 01. Januar 2010 trat das Erneuerbare-Wärme-Gesetz (EWärmeG) in Kraft, das darauf abzielt, bis 2020 den Anteil erneuerbarer Energien an der Wärmeversorgung in Baden-Württemberg von derzeit 8 auf 16% auszubauen. Als Pflichtanteil von erneuerbaren Energien am Bedarf für Heizung und Warmwasser sind für Neubauten in diesem Gesetz 20% festgelegt. Bei Bestandsgebäuden liegt der Anteil bei 10%, wenn die Heizungsanlage erneuert wird. Neben der Nutzung regenerativer Energiequellen erlaubt das Gesetz auch ausdrücklich den Einsatz von Blockheizkraftwerken, um die neuen Anforderungen zu erfüllen. Dies ist ein Grund, warum gerade in Baden-Württemberg zahlreiche Projekte zur Energie- und Wärmeversorgung mit Kraft-Wärme-Kopplung für Wohngebäude umgesetzt werden. Ein zukunftsorientiertes Steuerungskonzept für Blockheizkraftwerke zur Versorgung von Wohngebäuden hat die SIT Steuerungstechnik GmbH aus Ettlingen in Zusammenarbeit mit der Schmidt+Eger GmbH aus Karlsruhe entwickelt. Das System ist modular aufgebaut, um Standards für die Planung, Umsetzung und den Service anbieten zu können. Erweiterungen für zukünftige Anforderungen lassen sich flexibel und kostengünstig integrieren. Modularität reduziert Planungszeit Die Basis bildet das I/O-System Inline Modular von Phoenix Contact. So ist es möglich, Funktionseinheiten wie z.B. Wärmespeicher, Pumpen oder Energieerzeuger im Baukastensystem beliebig zusammenzustellen. Die Planungszeit wird reduziert, ohne sich auf eine feste Konfiguration beschränken zu müssen. Es lassen sich beliebig viele Funktionseinheiten integrieren und die Granularität des Systems erlaubt es, die Größe der Schaltanlage an die örtlichen Gegebenheiten anzupassen. Unterstützt wird dies durch die kostenfrei erhältliche Software Project+ von Phoenix Contact. Aufgrund des modularen Konzepts kann bei den Anlagen von Schmidt+Eger durch Hinzufügen oder Abwählen von Modulen die Leistung bei gleich bleibendem System den Anforderungen angepasst werden. Somit können anstelle einer großen mehrere kleinere Einheiten gewählt werden, was die Laufleistung und somit den Wirkungsgrad um ein Vielfaches erhöht. In kürzester Zeit wurde eine Reihe von Projekten in unterschiedlichen Variationen abgeschlossen (siehe Kasten \’Beispiele\‘). Easy Automation Kern des Systems ist eine Kleinsteuerung der 100er-Leistungsklasse aus dem Programm Easy Automation von Phoenix Contact, in die viele Kommunikations- und Kopplungsfunktionen bereits integriert sind. So ist z.B. mit der modularen Inline-Steuerung ILC 150 GSM/GPRS die zentrale Steuerung, Überwachung, Datenaufzeichnung und Koordination der Anlagenteile sowie deren Visualisierung und Überwachung möglich. Der große Speicher und leistungsfähige Prozessor erlauben parallel die Datenaufzeichnung sowie vielfältige Regelungs- und Steuerungsaufgaben. Per integriertem Webserver in der Steuerung lässt sich die Anlage via Standard-Browser bedienen. Hier kann sich der Anwender u.a. über den Status der Anlage, den aktuellen Wirkungsgrad und die produzierte Leistung informieren. Über umfangreiche Konfigurationsmasken kann die Anlage jederzeit durch Anpassung diverser Parameter optimiert werden. Die unterschiedlichen Benutzerebenen ermöglichen spezielle Profile für verschiedene Nutzergruppen, die vom Hausmeister bis zum Servicetechniker reichen. Vor Ort wird dies über ein 15\“-Web-Panel realisiert, das direkt in der Schaltschranktür eingebaut ist. Einfache Wartung Mittels eingebautem GSM-Modem ist die Steuerung stets in der Lage, selbständig Status- oder Störmeldungen an einen Servicetechniker oder die Leitstelle abzusetzen. Durch Senden von Steuerungsbefehlen per SMS lassen sich erste Fehler beheben. Für eine detaillierte Diagnose kann die Anlage via Internet von jedem Punkt der Erde mittels Browser angewählt werden. Dabei steht die gleiche Benutzeroberfläche wie vor Ort zur Verfügung. Lange Reaktions- und Servicezeiten gehören somit der Vergangenheit an. Der 4MB große Flash-Speicher der Steuerung kann via FTP als Dokumentationsablage genutzt werden und ist somit immer verfügbar. Muss ein Inline-Modul ausgewechselt werden, ist aufgrund der wartungsfreundlichen Stecktechnik mit stehender Verdrahtung kein Werkzeug notwendig. Für eine schnelle Wiederinbetriebnahme der Anlage können Module auch von Personal getauscht werden, das nicht über spezielle Kenntnisse der Steuerungstechnik verfügt. Fazit Durch den modularen Systemaufbau kann die SIT Steuerungstechnik GmbH jederzeit auf neue Bedürfnisse sowie unterschiedliche Leistungsanforderungen und Technologien flexibel und kostengünstig reagieren. Aufgrund der hohen Durchgängigkeit und der verschiedenen Lösungsmöglichkeiten bietet das System Alleinstellungsmerkmale gegenüber den Wettbewerbern. Das moderne Bedien- und Servicekonzept ermöglicht es dem Wartungspersonal oder Anlagenbetreibern weltweit, sich jederzeit über den Anlagenstatus zu informieren und bei Bedarf Einstellparameter zu verändern. So laufen Blockheizkraftwerke mit reduzierter Standzeit und optimalem Wirkungsgrad, so dass eine hohe Wirtschaftlichkeit sichergestellt ist. Kasten 1: Blockheizkraftwerk (BHKW) Blockheizkraftwerke produzieren Strom und Wärme nach dem Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung. Dabei treibt ein Gas-Verbrennungsmotor einen Generator an. Die bei der Verbrennung entstandene Wärme wird über einen Plattenwärmetauscher ausgekoppelt, mit der geheizt und Warmwasser bereitet werden kann. Kasten 2: Beispiele von Blockheizkraftwerk-Projekten Projekt 1: – BHKW 18/36 (el. 18kW/Therm. 36kW) – Brennwertkessel mit 285kW – Niedertemperaturkessel mit 345kW – Pufferspeicher Heizung 2.200l Zentralgebäude – Trinkwasserspeicher 1.000l Zentralgebäude/Wohngebäude und 6x500l Wohngebäude – Versorgung von sieben Wohnhäusern mit 110 Wohneinheiten und 13 Eigentumswohnungen – Zentralsteuerung mit ILC 150GSM/GPRS und 15\“-Web-Panel Projekt 2: – 1 x BHKW 18/36 (el 18kW/Therm 36kW) – Brennwertkessel mit 311kW – Pufferspeicher Heizung 2.000l Zentralgebäude – Trinkwasserspeicher 1.000l Zentralgebäude/Wohngebäude und 4x500l Wohngebäude – Versorgung von fünf Wohnhäusern mit 63 Wohneinheiten – Zentralsteuerung mit ILC 150GSM/GPRS und 15\“-Web-Panel Projekt 3: – 1 x BHKW 50/81 (el 50kW/Therm 81kW) – Brennwertkessel mit 285kW – Brennwertkessel mit 170kW – Pufferspeicher Heizung 2.000l Zentralgebäude – Trinkwasserspeicher 500l Zentralgebäude/Wohngebäude und 4x500l Wohngebäude – Zentralsteuerung mit ILC 150GSM/GPRS und 15\“-Web-Panel sowie fünf dezentral installierten ILC 130 ETH