Mess-, Regel- und Automatisierungssystem mTron T von Jumo,  Bild: Jumo

Die komplette Steuerung des Power-to-Heat-Systems von Elwa erfolgt mit dem Mess-, Regel- und Automatisierungssystem mTron T von Jumo. Bild: Jumo

Was macht man mit all dem Strom, wenn an einem sonnigen, windigen Sommertag tausende Photovoltaikanlagen auf Hochtouren laufen? Diesen Fall gab es am Muttertag 2016. Die Folgen: Stromerzeuger mussten sogar Geld bezahlen, damit die Überschüsse in andere Netze eingespeist werden durften. Diese sogenannten negativen Strompreise sind natürlich keine Dauerlösung – Alternativen müssen her. Die Umwandlung von Strom in Wärmeenergie ist ein vielversprechender Ansatz. Power-to-Heat-Anlagen kommen unter anderem in Kraftwerken, Biogasanlagen oder mit Wärmepumpen zum Einsatz. Bei Blockheizkraftwerken im Verbund optimieren sie den Wirkungs- und Nutzungsgrad.

Was ist Power-to-Heat? - Definition und Funktion

Power-to-Heat (kurz: PtH und P2H) bedeutet übersetzt Energie zu Wärme, das heißt die Erzeugung von Wärme mithilfe von Strom. Diesen Strom stellen bei Power-to-Heat beispielsweise erneuerbare Technologien wie Windkraftanlagen oder Solaranlagen bereit. Power-to-Heat ist somit eine Möglichkeit elektrische Überschüsse aus erneuerbaren Energien für die Wärmebereitstellung zu verwenden. Dadurch können im Wärmesektor fossile Energieträger und Emissionen eingespart werden.

(Quelle: www.kesselheld.de und Wikipedia)

Die Lösungen des in Maisach bei München ansässigen Unternehmens Elwa Elektro Wärme sind modular aufgebaut und deshalb jederzeit erweiterbar. Sie wurden mit den Vorgaben maximale Betriebssicherheit, Verfügbarkeit und Wartungsfreundlichkeit entwickelt. Das System besteht aus mindestens einer bis unbeschränkt vielen Leistungsstationen von <100 kW bis zu 1,68 MW Einzelleistung. Der Ausfall von Heizleistung in einem Subsystem wird sofort von den anderen Systemen kompensiert. Bei ausreichender Reserveleistung lässt sich das defekte System elektrisch und hydraulisch für Wartungsarbeiten auskoppeln. Alle Bauteile sind mit normalen Werkzeugen auswechselbar. Der benötigte Bauraum ist nicht größer als bei einem Einzelsystem für die gesamte Leistung. Die Stationen werden parallel geschaltet und mit Bypassleitungen verrohrt. Kundenseitig sind nur die Rohranschlüsse und die Leistungskabel anzuschließen. Die Power-to-Heat-Steuerung mit dem bedienungsfreundlichen 8,4-Zoll-Display ist in einem eigenen Schaltschrank ausgebaut und kann beliebig viele Power-to-Heat-Subsysteme steuern. Das System ist somit jederzeit beliebig erweiterbar.

Wie Sensoren in der Power-to-Heat-Anlage für Sicherheit sorgen

Druckmessumformer dTrans p02 Delta, Bild: Jumo
Ebenfalls in der P2H-Anlage: Der Druckmessumformer dTrans p02 Delta misst den Differenzdruck nichtaggressiver und aggressiver Gase, Dämpfe und Flüssigkeiten. Bild: Jumo

Sicherheit spielt eine besonders große Rolle. Bei P2H-Systemen kommt es nicht nur auf eine zuverlässige Leistungsregelung an, auch die Messgrößen Druck und Temperatur müssen permanent überwacht und geregelt werden. Hier verlässt sich das Unternehmen auf Produkte des Mess- und Regeltechnikherstellers Jumo. So wird der zuverlässige Dreiphasen-Thyristor-Leistungssteller TYA 202 in den Anlagen verbaut. Dieser schaltet ohmsch-induktive Lasten über eine Drehstromsparschaltung im Stern-Dreieck-Drehstrombetrieb. Der mikroprozessorgesteuerte Leistungssteller stellt alle Parameter in einer LCD-Anzeige mit Hintergrundbeleuchtung dar und ist über vier frontseitige Tasten bedienbar. Durch das serienmäßige LC-Display mit Klartextanzeige lässt sich die Konfiguration einfach und schnell am Gerät durchführen. Eine Vorkonfiguration kann über einen frontseitigen Mini-USB-Stecker einfach und unkompliziert vorgenommen werden. Das standardmäßige duale Energiemanagement führt zu einer gleichmäßigen Verteilung der Energie im Netz und sorgt somit für geringere Energiekosten.

Alle Leistungssteller sind mit einem Ethernet-basierenden Kommunikationsprotokoll ausgestattet. Durch diese Schnittstelle stehen mehr Daten in kürzerer Zeit zur Verfügung. Somit lassen sich auch Prozessdaten wie Laststrom, Lastspannung und Impedanz stetig übermitteln. Aber auch Angaben zum Energieverbrauch sowie Diagnosefunktionen wie Netzspannungsschwankungen, Teillastbruch und Übertemperatur werden ausgewertet.

So überwachen Jumos Sensoren Druck und Temperatur

Ein weiteres Produkt, das in den Power-to-Heat-Anlagen Verwendung findet, ist der Druckmessumformer dTrans p02 Delta. Dieser misst den Differenzdruck nichtaggressiver und aggressiver Gase, Dämpfe und Flüssigkeiten (-40 bis +85 Grad Celsius). Der Druckmessumformer arbeitet nach dem piezoresistiven Messprinzip. Das Ausgangssignal ist ein eingeprägter Gleichstrom, der dem Eingangsdruck linear proportional ist. Bei Durchflussmessungen ist es möglich, das Ausgangssignal mit radizierter Kennlinie zum Eingangsdruck einzustellen. Auch die Temperatur wird bei Elwa mit Jumo-Technik überwacht und die komplette Anlagensteuerung erfolgt mit dem Mess-, Regel- und Automatisierungssystem mTron T. aru

Zum Thema: Safety-Sensorik von Jumo - Quelle: ke NEXT

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