Praxistipps für die Steuerung von Power-to-Heat-Anlagen

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2 MW Beckhoff Thyristorsteuerung von Siekerkotte für eine Power-to-Heat Anlage in einer Fussballarena in München

Steuerungs- und Regeltechnik von Siekerkotte Power-to-Heat

Power-to-Heat-Anlagen (P2HA) müssen verschiedenen Anforderungen genügen, die von Seiten des Direktvermarkters, des lokalen Energieversorgers, des lokalen Wärmeabnehmers und der Sicherheitstechnik der Heizungsanlage an sie gestellt werden.

Im Zentrum steht dabei die Schalt- und Steueranlage mit dem dazugehörigen Steuerprogramm, die als zentrales Element diese Anforderungen aufeinander abstimmt und die Komponenten verknüpft.

Die lokale Steuerung einer P2HA muss immer im Zusammenhang mit dem Gesamtsystem betrachtet werden. Wichtige Parameter sind zum Beispiel: Die Kapazität des vorhandenen Wärmespeichers und die Mindestlaufzeiten von Kessel und BHKW-Anlagen, sowie die Topologie des Netzknoten an dem die Anlage hängt. Die Topologie bestimmt wieviel Last man zum Beispiel zuschalten kann, ohne dass das Netz durch Spannungsspitzen instabil wird. Der Wärmespeicher ist ein dynamisches System und unterliegt den Einflüssen der Witterung, dem Verhalten der Wärmenutzer und den daraus resultierenden hydraulischen Verhältnissen. Je nach vorhandenen Rahmenbedingungen kann mal mehr und mal weniger Wärme von der P2HA in den Speicher eingebracht werden.

Das Steuerprogramm berücksichtigt im Idealfall alle diese Punkte. Dennoch gilt, dass je steiler der Anlagenbetreiber die geforderte Leistungsrampe durchfahren kann, desto höher die Vergütung dafür ausfallen kann. Die magische Grenze liegt hierbei bei fünf Minuten, wobei nach einer Minute schon 1 Megawatt an Leistungsaufnahme zur Verfügung stehen muss. Eine hohe Regelgüte ohne ein gegenseitiges Aufschwingen der Systeme kann jedoch nur durch optimierte Regelalgorithmen des Steuerprogramms erreicht werden.

Intelligente Steuerungen und die auf die lokalen Bedingungen optimierte Regelung erhöhen somit den Ertrag der P2HA und helfen an anderer Stelle die Kosten zu reduzieren.

Die Kommunikation mit anderen Steuerungen (Kessel, BHKW, Direct Digital Control Systems) erfolgt in der Regel über unterschiedlichste Bussysteme, die in der Gesamtkonzeption berücksichtigt werden müssen. Betriebsdaten sollten zur späteren Auswertung gespeichert, der Betriebsverlauf sowie aktuelle Daten und Zustände sollten lokal angezeigt werden. Hierbei ist die richtige Auslegung des Systems, das alle diese Komponenten verknüpft und für einen problemlosen Datenaustausch sorgt, von entscheidender Bedeutung. Um die Steuerung mit dem Regelenergiemarkt zu verbinden, arbeitet Siekerkotte mit Partnern – wie der Alfred Kuhse GmbH  – zusammen. Deren Gateway Modul arbeitet nach dem Industriestandard VHPready 4.0 und bietet eine sichere Kommunikationslösung.

All diese Informationen müssen gesammelt und dem Betreiber eines virtuellen Kraftwerkes zur Verfügung gestellt werden, so dass dieser seine Regelenergieanfrage unter der Berücksichtigung der lokalen Bedingungen senden sowie erhalten kann.

Vor dem Bau und der Einbringung der P2HA sind folgende Punkte zu klären und die Zuständigkeiten zu definieren:

  • bauliche Gegebenheiten wie Zuwegung, Aufstellungsfläche, Demontage der Heizelemente zur Wartung;
  • hydraulische Anbindung an die bestehende Heizanlage
  • regelungstechnische Anbindung an die eventuell bestehende Leittechnik und die anderen Wärmeerzeuger
  • Berücksichtigung der Betriebsweise der bestehenden Wärmeerzeugungsanlage
  • Anbindung an das DFÜ-System des Direktvermarkters

Werden diese Punkte in dem Gesamtkonzept berücksichtigt, dann steht einer erfolgreichen Inbetriebnahme sowie einer langen Nutzung der P2HA nichts im Wege.

Siekerkotte baut seit 27 Jahren elektrische Erhitzer von Watt bis Megawatt-Größe. Die dazu passende Steuerung Ihrer Power-to-Heat-Anlage wird von uns konzipiert, optimiert und gefertigt. Wir sind der richtige Partner für Sie, wenn Sie Ihre Lösung aus einer Hand und in bewährter Qualität – Made in Germany – bekommen wollen. Sprechen Sie uns an Tel. 05221 930 930 – Email: siekerkotte@siekerkotte.de