Kleinwind-Energieanlagen

Baukastenlösung sorgt für die schnelle Automatisierung

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Modulares Hardwarekonzept begegnet allen Anforderungen

Bei der Hardware bietet Phoenix Contact ebenfalls ein modulares Konzept, um allen Anforderungen der verschiedenen KWEA-Typen gerecht zu werden. Als Beispiel seien die Inline-Steuerungen genannt, die mit einer unterschiedlichen Anzahl an ankoppelbaren I/O-Punkten, unterstützten Teilnehmern und Ethernet-Ports sowie verschiedenen Bearbeitungsgeschwindigkeiten, Programm- und Datenspeichern erhältlich sind. Mit dem beschriebenen Automatisierungsansatz lässt sich selbst eine Multimegawatt-Anlage realisieren, wobei die vielfältigen Erfahrungen, die Phoenix Contact in diesem Umfeld gewonnen hat, auch in die Umsetzung von KWEA einfließen.

Die Inline-Steuerungen eignen sich insbesondere für Kleinwindenergieanlagen, weil sie je nach Version bereits ein GSM-Modul beinhalten. Sollte sich der Anwender für eine andere Inline-Steuerung entschieden haben oder einen DSL-Anschluss bevorzugen, kann das System um ein entsprechendes Modem ergänzt werden. Die Geräte der Produktfamilie MGuard verfügen über eine integrierte Firewall inklusive einer VPN-Nutzerverwaltung. Auf diese Weise gestaltet sich der Zugriff via Internet nicht nur schnell, sondern auch zugriffssicher.

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Hohe Verfügbarkeit und Sicherheit der Applikation

Selbst wenn bei vielen KWEA nicht die Notwendigkeit einer Rund-um-die-Uhr-Überwachung besteht, möchten zahlreiche Betreiber aus der Ferne auf sie zugreifen können. Die Portal-Lösung von Phoenix Contact ermöglicht daher einen solchen Fernzugriff über ein effizientes proprietäres Protokoll auf Basis von Ethernet TCP/IP. Neben einer Vielzahl von Statistik- und Service-Funktionen unterstützt das System die Einbindung von mobilen Geräten wie Tablet-PCs oder Smartphones.

Kleinwindenergieanlagen müssen ebenso wie die größeren WEA-Typen die Maschinenrichtlinie 2006/42/EG erfüllen. Das stellt viele Hersteller vor eine Herausforderung, da sie keinerlei Erfahrung in diesem Bereich haben. Deshalb umfasst das Dienstleistungs-Spektrum von Phoenix Contact nicht nur eine Risikobeurteilung der Anlage, sondern begleitet den KWEA-Anbieter über den gesamten Sicherheitslebenszyklus bis zur Zertifizierung. Darüber hinaus wird ein umfassendes Portfolio an Safety-Komponenten angeboten, mit dem sich alle sicherheitsgerichteten Anforderungen einfach und schnell umsetzen lassen. Das Spektrum, das von einfachen Sicherheitsrelais bis zur integrierten Sicherheitssteuerung reicht, ist dabei stets genau auf die individuellen Bedürfnisse ausgerichtet.

USV sorgen für sicheren Betrieb

Fällt das Netz aus, sollte die Windenergieanlage noch so lange mit Strom versorgt werden, bis die SPS fehlerfrei heruntergefahren und die Anlage in einen sicheren Zustand gebracht ist. Dazu wird die Steuerungslösung mit modularen unterbrechungsfreien Stromversorgungen (USV) und Batteriesystemen ausgestattet. Die Geräte lassen sich je nach Energiebedarf in der passenden Baugröße einplanen. Sie sind für starke Vibrationen sowie extreme Temperaturbereiche ausgelegt, damit die Notstromversorgung jederzeit sichergestellt ist.

Zusätzliche Informationen durch autarke Messgeräte

Falls in der Umgebung der Kleinwindenergieanlage ein Blitz einschlägt, muss die empfindliche Elektronik der in ihnen verbauten Geräte – wie der Umrichter – vor auftretenden Überspannungen geschützt werden. Zu diesem Zweck wird die Steuerung optional mit entsprechenden Komponenten ausgerüstet. Für jede Spannungsklasse ist der passende Ableiter erhältlich, sodass sich die Automatisierungslösung immer an die jeweiligen Gegebenheiten adaptiert. Auf Wunsch beinhalten die Überspannungsschutz-Geräte einen Monitoring-Ausgang, der von der Steuerung überwacht werden kann. Auf diese Weise wird dem Betreiber bereits in der Fernüberwachung angezeigt, wenn ein Ableiter vorgeschädigt oder sogar defekt ist.

Autarke Messegeräte liefern aktuelle und kumulierte Daten

Viele KWEA sind so einfach konstruiert, dass keine separate SPS benötigt wird. Trotzdem möchte sich der Betreiber oftmals mehr Daten über die erzeugte Energie anzeigen lassen, als er den monatlichen Abrechnungen des Energieversorgers entnehmen kann. Daher stellt Phoenix Contact eine Auswahl an Messgeräten zur Verfügung, die autark in der Kleinwindenergieanlage installiert werden und direkt vor Ort oder über die Steuerung weitere aktuelle und kumulierte Daten liefern. In Kombination mit den Steuerungen und entsprechender Software, I/O-Modulen, Modems, Stromversorgungen sowie Safety- und Überspannungsschutzgeräten liegt somit ein Baukasten vor, mit dem sich jeder KWEA-Typ schnell und wirtschaftlich automatisieren lässt. (mz)

* Dipl.-Wirt.-Ing.(FH) Carsten Schröder Mitarbeiter im Industry Management Wind Energy, Phoenix Contact Electronics GmbH, Bad Pyrmont

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