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Blockheizkraftwerke erzeugen gleichzeitig elektrische und thermische Energie und haben einen hohen Gesamtwirkungsgrad

Zuverlässige Steuerung für Blockheizkraftwerke

01 Als Lieferant von Relais verlässt sich Siegfried Kraft, Geschäftsführer der EWA Elektrotechnik GmbH, auf Finder

02 Vom Steuerschrank aus werden sämtliche Komponenten und Aggregate des BHKW angesteuert

03 Relais von Finder sorgen in den Schaltanlagen für eine galvanische Trennung zwischen SPS sowie Verbraucher und ermöglichen es außerdem, auch hohe Lasten sicher zu schalten

Die Kraft-Wärme-Kopplung in Blockheizkraftwerken ist eine wirtschaftliche und energieeffiziente Methode, um gleichzeitig elektrische sowie thermische Energie für Wohnanlagen, Krankenhäuser oder Produktionsstätten zur Verfügung zu stellen. Bei seinen Schaltanlagen für solche Blockheizkraftwerke vertraut EWA Elektrotechnik GmbH auf Zeit- und Koppelrelais von Finder .

Blockheizkraftwerke (BHKW) erleben seit einigen Jahren in Deutschland einen regelrechten Boom. Der hohe Gesamtwirkungsgrad der Anlagen von bis zu 90 % sowie die Erzeugung elektrischer und thermischer Energie direkt am Ort des Verbrauchers führen zu einer hohen Effizienz. Das Kraft-Wärme-Kopplungs-Gesetz fördert BHKW seit dem 1. Januar 2009 in Deutschland in einem erheblichen Umfang. Zu der Förderung gehören neben einer garantierten Einspeisevergütung für die produzierte elektrische Energie auch eine Erstattung der Energiesteuer für die eingesetzten Primärenergieträger, wie Heizöl oder Erdgas.

Spezialist für Schaltanlagen
Ein BHKW besteht aus einem Verbrennungsmotor, der einen Generator antreibt, welcher die elektrische Energie erzeugt. Die Abwärme des Verbrennungsmotors erwärmt gleichzeitig das Heizungswasser. Die elektrische Leistung eines typischen BHKW liegt im Bereich von einigen kW bis etwa 20 MW. Sehr kleine BHKW, die überwiegend in Wohneinheiten eingesetzt werden, lassen sich direkt an die elektrische Energieverteilung anschließen und haben in der Regel eine integrierte Steuerung, die sich um alle Abläufe der Anlage kümmert. Größere BHKW benötigen für diese Steuerung sowie für das Leistungsfeld, das normalerweise für die Einspeisung der elektrischen Energie in das Netz erforderlich ist, eine Schaltanlage. Der Bau solcher Schaltanlagen ist einer der Schwerpunkte der EWA Elektrotechnik GmbH. Das mittelständische Unternehmen, das seit über 25 Jahren am Markt aktiv ist, plant und fertigt elektrotechnische Steuerungen sowie Schaltanlagen für unterschiedlichste Anwendungen. Dazu gehören, neben BHKW, vor allem Bereiche der erneuerbaren Energien, wie Biogas, Pflanzenöl, Solar-, Wind- und Wasserenergieerzeugung, sowie die Herstellung vollautomatischer Notstromanlagen.

Steuerung aller Aggregate
Die Schaltanlage für ein BHKW besteht prinzipiell aus zwei Teilen: Der Energieverteilung und der Steuerungstechnik. Während die Energieverteilung – das sogenannte Leistungsfeld – die Einspeisung in das Energienetz und die Absicherung übernimmt, sorgt die Steuerung dafür, dass die Anlage reibungslos arbeitet und vom Betriebspersonal bedient werden kann. „Unsere Schaltanlagen für BHKW können wir mit Leistungsfeldern für Bemessungsströme bis zu 4.000 A ausstatten“, erläutert Siegfried Kraft, Geschäftsführer bei EWA Elektrotechnik (Bild 1). Die Absicherung im Leistungsfeld erfolgt über Leistungsschalter. Im Steuerschrank setzt EWA Elektrotechnik eine SPS ein, die sämtliche Komponenten und Systeme des BHKW ansteuert (Bild 2). Der Verbrennungsmotor hat in der Regel eine integrierte Steuerung, sodass dessen Ansteuerung nicht notwendig ist. „Bei Bedarf können wir aber auch die komplette Motorsteuerung mitliefern“, sagt S. Kraft: „Hierfür haben wir mit unserem IMCS eine eigene Lösung entwickelt.“ Ein Beispiel für die Aggregate, die von der SPS angesteuert werden müssen, sind die Wasserkreisläufe, welche die Abwärme des Motors in nutzbare Heizenergie umwandeln. Die Ausgänge der SPS müssen dazu die Pumpen und Regelventile der Wasserkreisläufe schalten können. „Um die Ausgänge der SPS galvanisch von den Verbrauchern zu trennen, verwenden wir Koppelrelais von Finder “, so S. Kraft. Vom Relaisspezialisten bezieht EWA Elektrotechnik verschiedene Typen von Koppelrelais sowie Zeitrelais, die für einfache Steuerungsaufgaben zum Einsatz kommen (Bild 3). Wenn hohe Lasten geschaltet werden müssen – ein typisches Beispiel sind hier die Regelventile, braucht man Koppelrelais, da die Ausgänge der SPS keine so großen Ströme schalten können.

Zuverlässigkeit besonders wichtig
„Unsere Schaltanlagen kommen weltweit zum Einsatz“, erzählt der Geschäftsführer von EWA: „Ein Serviceeinsatz wegen eines defekten Bauteils kann deswegen recht aufwendig und teuer werden.“ Zuverlässigkeit ist daher ein wesentliches Kriterium, das sämtliche Komponenten, die EWA Elektrotechnik in seine Schaltanlagen einbaut, erfüllen muss. Dies gilt natürlich auch für die Relais. Von der Qualität der Finder-Relais ist S. Kraft überzeugt: „Wir verwenden seit etwa 20 Jahren Relais von Finder und hatten bisher praktisch nie Probleme mit einer Anlage wegen defekter Relais.“ Zudem ist die Belastbarkeit der eingesetzten Relais hoch. Sie vertragen einen maximalen Dauerstrom von mindestens 6 A. Ein weiterer wesentlicher Vorteil, der laut S. Kraft für die Relais von Finder spricht, ist die Vielzahl an internationalen Zulassungen, die sie erfüllen: „Wir liefern auch Schaltanlagen in die USA und nach Kanada, wo die Zulassungen gemäß UL bzw. CSA eine wichtige Rolle spielen.“ So sind die Steuerschränke für die BHKW beispielsweise entsprechend der Normen UL508A und NFPA79 gebaut. Die Zulassung für eine Schaltanlage ist deutlich einfacher, wenn die verwendeten Komponenten, die entsprechende Zertifizierung aufweisen. (no)

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Autor:
Manfred Cloot ist Leiter Technik bei der Finder GmbH in Trebur-Astheim. m.cloot@finder.de