B&R Logo
  • Website
  • Materialnummer
  • Seriennummer
Login
Eingeloggt als BenutzernameAusloggen
Laden...
Deutsch Deutschland

Bitte wählen Sie Ihr Land:

Folgen Sie uns auf:

Stromautark in die Zukunft

PA060119
Drei Ladestationen für Elektroautos gehören zur Energiefabrik. Zeitpunkt und Energiequelle für den Ladevorgang werden in Abhängigkeit von digitalen Dienstreiseplänen automatisch gewählt und gesteuert. (Foto: Franz Roßmann)

Steht ausreichend Platz für eine Photovoltaikanlage zur Verfügung, kann durch eine intelligente Auslegung, Vernetzung und Steuerung des Energieversorgungssystems ein Anschluss an das öffentliche Stromnetz komplett vermieden und die Energiekosten dauerhaft niedrig gehalten werden. Das von der Provitec GmbH mit B&R-Steuerungstechnik realisierte Konzept für stromautarke Gebäude eignet sich für Logistikzentren, Büro- und Verwaltungskomplexe, Einzelhandel und andere nicht energieintensive Betriebe.

Als das neue Firmengebäude seinen Betrieb aufnahm, durchlebte Robert Endress, Geschäftsführer der Provitec GmbH, einige schlaflose Nächte. Grund für die Unruhe war ein von seinem Unternehmen in enger Zusammenarbeit mit dem Bauherrn Friedhelm Widmann entwickeltes innovatives Energieversorgungssystem, das gänzlich unabhängig vom öffentlichen Stromnetz arbeitet. Doch seine Befürchtungen, es könnten Störungen auftreten, waren unbegründet.

Seit dem Startschuss im Sommer 2014 kam es zu keinem einzigen Engpass oder Ausfall in der Versorgung des Gebäudes. Nicht nur die Zuverlässigkeit, auch die Wirtschaftlichkeit der Energiefabrik begeistert Mieter und Bauherrn der Immobilie, die im östlich von Heilbronn gelegenen Neuenstadt am Kocher steht.

PA060103
In der Energiezentrale fungiert ein Automation Panel 900 mit 18,5-Zoll-Multitouch-Bildschirm in IP65 als Bedienerschnittstelle für die Steuerung der Energiefabrik. (Foto: Franz Roßmann)
PA060134
Überschüssiger Strom wird bei der Energiefabrik zur Überbrückung sonnenarmer Perioden in einer Batteriebank mit einer Kapazität von 400 kWh zwischengespeichert. (Foto: Franz Roßmann)

Die Kilowattstunde ab 6 Cent

„Die Stromgestehungskosten liegen bei einem autarken Energieversorgungssystem nach unserem Konzept je nach Zusammenstellung der verwendeten Energiequellen dauerhaft zwischen 6 und 20 Cent pro Kilowattstunde“, sagt Endress. „Damit rechnet sich die Energiefabrik in sehr vielen Anwendungsfällen auch ohne staatliche Förderungen.“

Die Energiefabrik versorgt den gut 350 m² großen Werkstattbereich und die rund 600 m² große Bürofläche des Neubaus mit Strom, Wärme und Kälte aus rein regenerativen Energiequellen. Das Energieversorgungssystem ist dabei so ausgelegt und intelligent gesteuert, dass es ohne Backup durch das öffentliche Stromnetz auskommt. Damit profitieren Betreiber solcher Anlagen von besonders günstig und ökologisch erzeugtem Strom. Zusätzlich sparen sie sich die Anschlusskosten und Steuern, mit denen manche Länder den Eigenverbrauch von Solarstrom belegen, sobald ein Anschluss an das öffentliche Stromnetz besteht.

firmengebäude
Solarstrom an Fassaden und auf sonstigen Flächen bildet das Fundament des in Neuenstadt erstmals realisierten Energiefabrik-Konzepts von Provitec zur autarken Versorgung von Gebäuden. (Foto: Provitec GmbH)

Autark durch maßgeschneiderten Energiemix

Die autarke Versorgung basiert auf der Nutzung verschiedener Energiequellen und Speicherarten: Auf Dach und Fassade des Gebäudes sind Solarzellen mit einer Nennleistung von 112 kW (unter Standardtestbedingungen) installiert. Nicht direkt genutzter Strom wird in einer Batteriebank mit einer Kapazität von 400 kWh gespeichert. Auf diese Weise werden etwa 80% des Energiebedarfs des Gebäudes abgedeckt und das Stromnetz stabilisiert.

In sonnenarmen Phasen kann zusätzlich auf ein mit Biogas geheiztes Blockheizkraftwerk (BHKW) mit einer elektrischen Leistung von 40 kW zurückgegriffen werden. Für das Heizen und Kühlen der Räume werden drei Wärmepumpen eingesetzt. Ist die Sonnenenergie knapp oder läuft das BHKW, wird dessen Abwärme bei Bedarf zum Heizen genutzt.

Die in Neuenstadt installierte Energieversorgungsanlage liefert dabei zu Stromgestehungskosten von knapp 10 Cent/kWh so viel Strom, dass auch noch eine Flotte von derzeit 4 Elektroautos über 3 Ladestationen kostengünstig und umweltverträglich betankt werden kann.

Prognose des Energiebedarfs

„Entscheidend für die hohe Wirtschaftlichkeit und Effizienz der Anlage ist die intelligente Steuerung der einzelnen Komponenten“, sagt Endress. Ein zentrales Element ist dabei die wetterdatenbasierte Prognose des zukünftigen Energiebedarfs und des voraussichtlichen Stromangebots. Parallel werden Daten aus einem Projektmanagementsystem ausgewertet, um zum Beispiel die Raumtemperatur in ungenutzten Räumen abzusenken und das Licht auszuschalten. Das System enthält auch Informationen über Dienstfahrten mit den Elektrofahrzeugen, sodass die Ladezyklen entsprechend geplant werden können. Ziel ist es, die optimale Ausnutzung der unterschiedlichen Energiequellen sicherzustellen und Engpässe zu vermeiden.

PA060113
Das Steuerungssystem auf Basis von B&R-Hardware nutzt Wettervorhersagen zur Prognose des voraussichtlichen Energiebedarfs und stellt darauf aufbauend den passenden Energiemix bereit. (Foto: Franz Roßmann)

Verschiedene Domänen vereinen

„Eine der größten Herausforderungen dieses Projekts war die dafür erforderliche Zusammenführung der Daten aus den unterschiedlichen Domänen wie der Gebäudeautomatisierung, dem Personalmanagement, der Wettervorhersage sowie der Produktions- und Unternehmenssteuerung“, sagt Endress.

Denn die für das Anlagenmanagement erforderliche übergeordnete Steuerung muss mit unterschiedlichen Schnittstellen und Datenformaten kommunizieren, Datenbankanbindungen erlauben und in der Lage sein, zum Teil auch Aufgaben der Komponentensteuerungen zu übernehmen. Bei der Lösung dieser anspruchsvollen Aufgabe konnte Provitec auf umfangreiche Erfahrungen aus dutzenden Automatisierungsprojekten und der Programmierung sowie dem Einsatz des MES-Systems Prodaisi zurückgreifen, das zu der Energiemanagementlösung Proenergic ausgebaut wurde.

Als die passende Hardwareplattform für diese datenbankbasierte Software haben die Provitec-Ingenieure schnell einen Industrierechner vom Typ Automation PC 910 von B&R identifiziert, der hohe Rechenleistung in kleinem Formfaktor für anspruchsvollste Anwendungen bietet. Als übergeordnete Steuerung fungiert eine Hutschienen-CPU aus dem modularen X20-System, die das Management der Anlagenkomponenten von der Heizung über die Wärmepumpen und die Ladestationen bis hin zur Lichttechnik übernimmt. Diese Steuerung kommuniziert über POWERLINK mit 3 X20-Unterstationen mit insgesamt 440 I/Os, die dezentral über das Gebäude verteilt sind.

Die in der Energiezentrale an einem hängenden Tragarm montierte Bedieneinheit zur Steuerung und Überwachung der Energiefabrik basiert auf einem Automation Panel 900 mit 18,5-Zoll-Multitouch-Bildschirm im Edelstahlgehäuse und Schutzart IP65. Daneben besteht die Möglichkeit, die Anlage via Internet fernzusteuern.

Robert Endress (2)

„Für uns steht fest: Mit der B&R-Lösung ist technisch mehr möglich als mit Wettbewerbsprodukten. Der größte Vorteil liegt aber in der Servicequalität. B&R hat uns bei Problemen, wie sie bei komplexen technischen Aufgabenstellungen unvermeidlich auftauchen, noch nie im Stich gelassen.“ Robert Endress, Geschäftsführer der Provitec GmbH

Ein Steuerungsbaukasten für jeden Fall

„Die Steuerung auf Basis der B&R-Technik bietet die Offenheit, die für die Anpassung an unterschiedliche Schnittstellen und Datenformate erforderlich ist“, erläutert der Provitec-Geschäftsführer. Aber nicht nur deshalb konnte sich B&R schon früh in der Planungsphase als Steuerungslieferant durchsetzen. Mindestens ebenso wichtig war die einfache Skalierbarkeit, die der durchgängige industrielle Baukasten von B&R bietet. „Damit können wir das ganze Spektrum von kleinen bis hin zu sehr komplexen Anlagen abdecken.“

Besonders positiv bewertet der Automatisierungsfachmann auch die integrierte Engineering-Umgebung von B&R: „Wir sind mit Automation Studio mitgewachsen und vergessen dabei fast, dass hier über die Jahre ein äußerst leistungsstarkes Werkzeug entstanden ist, das uns unsere Arbeit deutlich erleichtert.“

PA060129
Das Energieversorgungssystem der Energiefabrik liefert auch bei Schlechtwetterperioden genügend Strom für eine Elektrofahrzeugflotte. (Foto: Franz Roßmann)

Schnell zum Ziel

Endress schätzt auch die vielen Details, die den Engineering-Aufwand weiter reduzieren helfen: Integrierte Web-Server und Schnittstellen wie ein SQL-Interface, die der Steuerung einen direkten Zugriff auf Datenbanken und ERP-Systeme erlauben und nicht mühsam nachprogrammiert oder separat gekauft werden müssen.

„Für uns steht fest: Mit der B&R-Lösung ist technisch mehr möglich als mit Wettbewerbsprodukten. Der größte Vorteil liegt aber in der Servicequalität. B&R hat uns bei Problemen, wie sie bei komplexen technischen Aufgabenstellungen unvermeidlich auftauchen, noch nie im Stich gelassen.“

Artikel als PDF downloaden:

Stromautark in die Zukunft.pdf

Ejemplo
Share
Um Ihnen benutzerdefinierte Einstellungen auf br-automation.com bereitstellen zu können, speichert B&R Informationen über Ihren Besuch in sogenannten Cookies. Durch die Nutzung dieser Webseite erklären Sie sich mit der Verwendung von Cookies einverstanden. Informationen über den Einsatz von Cookies erhalten Sie in unserer Datenschutzerklärung.