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10/11 | 2014

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TITELTHEMA 312 504: So

TITELTHEMA 312 504: So viele Module zählt der Solarpark Kalkbult imNordwesten Südafrikas. Das Ende 2013 ans Netz gegangene PV-Großkraftwerk –geplant, entwickelt und errichtet vom Eigentümer Scatec Solar –belegt eindrucksvoll, dass Entwicklungsund Schwellenländer beim Ausbau Erneuerbarer Energien immer wichtiger werden. Technologieunternehmen aus Deutschland übernehmen dabei in den wachsenden Auslandsmärkten aufgrund ihres Entwicklungsvorsprungs Vorreiterrollen –was letztlich die Auftragsbücher füllt. Die Steuerung des größten Solarkraftwerks in Südafrika kommt von der QTE GmbH aus dem hessischen Vellmar, die dafür notwendige IPC- Hardware von Wago aus Minden. Bild: Wago Fernwirkeinsatz in Südafrikas größtemSolarkraftwerk Heiko Tautor Die 312504 Photovoltaikmodule bilden zusammen eine Fläche von 140Fußballfeldern mit einerAnschlussleistung von75MWp. 135MillionenKilowattstunden Sonnenstrom soll das erstevon drei Projekten vonScatec Solar aus dem südafrikanischen REIPPP Programm fürErneuerbare Energien (South African Renewable Energy Independent Power Producer Procurement Program) jährlich liefern. Nach Angaben von Scatec Solarreichtdiese Leistung fürdie Versorgung von35000 Haushaltenaus.Dahinter stehen ferner CO 2 -Einsparungen von knapp 115000 Tonnen. Südafrika decktseinenEnergiebedarfbis datonoch überwiegendmit eigener Steinkohle.Die Regierung verfolgt jedoch das Ziel, die PV-Leistung bis2030auf 8400 Megawatt auszubauen. Größter Solarpark am Netz Die mit dem ersten Großprojekt in Kalkbult betrauten Unternehmen haben vom Engineering über den Bau bis zur Inbetriebnahme so gut zusammen gearbeitet, dass das Kraftwerk drei Monate früher als geplant ans Netz gehen konnte. „Die Steuerungstechnik für das Einspeisemanagement haben wir vorprogrammiert geliefert und vor Ort in Betrieb genommen“, berichtet Thomas Eusterwiemann, Geschäftsführer von QTE. DasUnternehmenaus Vellmar bei Kassel ist auf Anlagensteuerungen dieser Artspezialisiert. Das Herzstück des „QTE Power Plant Controller Highend“ bildet ein Wago-I/O-IPC aus der Steuerungsfamilie 758 mit 1GHz-Celeron-M-Prozessor und Schnittstellen fürdie Fernwartung. Der Typ 758–875/000–130 unterstützt als Fernwirk-IPC die Kommunikation gemäß der internationalen Fernwirkprotokolle IEC 60870–5–101/-104 sowie desneuen Standards IEC61850. DasSystemder Zukunftnutzt im Gegensatzzur signalorientierten Arbeitsweise der IEC 60870 die strikte Objektorientierung. Statt einzelnerSignale istesdamit möglich, komplette Objekte in der Datenübertragung als Klartext zu berücksichtigen. Wago bietet für beide Protokolle in der CODESYS-Entwicklungsumgebung jeweils eine Konfigurationsoberfläche an. DieIntegrationder Fernwirktechnik in die Steuerungsprogrammierung gemäß IEC61131–3 hat für Anwenderden Vorteil, mit einer Programmierumgebung durchgängig den kompletten Engineeringprozess zeitsparend gestalten zukönnen. QTE-GeschäftsführerEusterwiemann bewertet diese komfortable Konfiguration der Fernwirktechnik, integriert in eine IPC-Steue- 12 UmweltMagazin Oktober -November 2014

Der „QTE Power Plant Controller Highend“ ist für Großanlagen ausgelegt. rung, „als sehr gute Sache“. Das nordhessische Unternehmen hat schon lange Zeitvor dem AuftraginSüdafrika gemeinsam mit Wago Projekte realisiert. Die dabei gewonnenen Erfahrungen und das Wissen umdie Technik nutzt QTE, umZeit imEngineering zu sparen und Kunden neue Lösungsmöglichkeitenzueröffnen. Systeme einfacher updaten Heute arbeitet inSüdafrika eine Controllerarchitektur, die speziell für die Netzanforderungen des südafrikanischen Stromversorgers Eskom konfiguriert wurde. „Die Flexibilität des Systems hatuns die Möglichkeit verschafft, wirklich alle Projektanforderungen eins-zu-eins zu erfüllen“, blickt Eusterwiemann zurück und spricht dabei auch von „Änderungswünschen des Netzbetreibers bei der Steuerung während deslaufendenProjekts“. Softwareanpassungenwaren zum Beispiel ausreichend, um für etwaige Leistungsabregelungen den direkten Durchgriff bis zur Steuerung zuerlangen. Das Update konnte QTE per VPN- Tunnelganz einfach vonVellmar aus in Südafrika implementieren. „Die Einsparungen bei Zeit und Reisekosten sind schon dramatisch,zudem Wartung und Service deutlichleichter.“ Angesichtder hohenLeistung des Solarkraftwerks nimmt abseits des Engi- Bild: QTE Die Wago-I/O-IPC aus der Gerätereihe 758 werden für die Steuerung und Fernwartung genutzt. neerings die Verfügbarkeit eine weitere Hauptrolleein. Hierbei gehe es laut QTE aber weniger darum zu verhindern, dass irgendwo das Licht ausgeht, so„wenig schön dieser Effekt auch ist“, drückt es Eusterwiemann aus. Vielmehr bedeute Betriebssicherheit die verlässliche Produktion vonsolarem Stromaus monetärerSicht. „Wir haben es im VergleichzuStandorteninDeutschlandmit ganz anderen Beträgen zu tun. Bei75MWLeistung ist eine Störung finanziell sehr relevant“, bringt es der Geschäftsführer auf den Punkt. Dieses liegt zum einen ander räumlichen Größe des Kraftwerkes und zum anderen anden rund zweieinhalb mal so vielen Sonnenstunden im Jahr im VergleichzuDeutschland. Südafrika zählt im Jahresmittelzwischen 2000 bis 2500 Stunden, hierzulande sind es 900bis 1000. Redundanz per Herzschlag Bei der Steuerungstechnik hat QTE diese Verfügbarkeit mit redundanter Automatisierung sichergestellt. Zwei Wago-IPC laufen parallel zueinander, synchronisiert über ein „alive bit“. Mit diesem erzeugten digitalen „Herzschlag“ melden beide Steuerungen gegenseitig, dass sie noch einwandfrei arbeiten. Tritt eine Störung auf,wirddiese sofort über die Fernwirktechnik an die Leitwarte gemeldet. Angesichts dieser Ansprüche an die Verfügbarkeit sind die Wago-Steuerungenentsprechendangepasst, um vorallem den jahreszeitlichen Temperaturschwankungenvon –10bis +50 Grad gewappnetzusein. Bild: QTE Montagearbeiten in Kalkbult DieDatenaus der Anlage selbst laufen über Modbus TCP inder Wago-Steuerung ein und werden von dieser für die Leistungsregelung des PV-Parks genutzt. Im Hintergrund liegen dem System von QTE entwickelte mathematische Modelle zugrunde. Mit ihnen lassen sich Solarkraftwerke ertragsoptimiert steuern, ohne das Versorgungsnetz zu überlasten. „Nach der Bündelung der acht Mittelspannungslinien im Kraftwerk speisen wir direkt in das Hochspannungsnetzvon Südafrika mit 135 kVein“, berichtet Thomas Eusterwiemann. „Hier darf eskeine Phasenverschiebung geben. Wir müssen Frequenz und Spannung jederzeit halten und ausreichend Blindleistung zur Verfügung stellen.“ Aussicht Nach der erfolgreichen Inbetriebnahme des ersten PV-Parks inSüdafrika ist die Anbindung der zwei weiteren Großanlagen in dernördlichen undöstlichenKapregionfür Mitte 2014 geplant. Laut Analysten von IHS wird Südafrika als meistversprechenden neuen Photovoltaikmarkt der Welt eingestuft. Das Land habe seine Stellung als PV-Wachstumsmarkt gefestigt, indemes ein politisches Umfeld geschaffen habe, das stabil genug sei,umFinanzierungen vonGeschäftsbanken zu bekommen. Heiko Tautor, Wago Kontakttechnik, Minden, info@wago.com Quelle: Scatec Solar UmweltMagazin Oktober -November 2014 13

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