Steuerung für Blockheizkraftwerke

Steuerung für
Blockheizkraftwerke

Die Kraft-Wärme-Kopplung in Blockheizkraftwerken ist eine sehr wirtschaftliche und energieeffiziente Methode, um gleichzeitig elektrische Energie und Heizenergie für Wohnanlagen, Krankenhäuser oder Produktionsstätten zur Verfügung zu stellen. Der Gesamtwirkungsgrad eines Blockheizkraftwerks kann bis zu 90% betragen. Der Schaltanlagenbauer EWA Elektrotechnik GmbH hat sich unter anderem auf Schaltanlagen für solche Blockheizkraftwerke spezialisiert. Für diese Schaltanlagen vertraut er auf Zeit- und Koppelrelais von Finder.

 Blockheizkraftwerke erzeugen gleichzeitig elektrische und thermische Energie und zeichnen sich durch einen hohen Gesamtwirkungsgrad aus. (Bild: Finder GmbH)

Blockheizkraftwerke erzeugen gleichzeitig elektrische und thermische Energie und zeichnen sich durch einen hohen Gesamtwirkungsgrad aus. (Bild: Finder GmbH)


Blockheizkraftwerke (BHKW) erleben seit einigen Jahren in Deutschland einen regelrechten Boom. Der hohe Gesamtwirkungsgrad der Anlagen und die Erzeugung elektrischer und thermischer Energie direkt am Ort des Verbrauchers führen zu einer hohen Effizienz. Das neue 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.
 Vom Steuerschrank aus werden sämtliche Komponenten und Aggregate des BHKW angesteuert. (Bild: Finder GmbH)

Vom Steuerschrank aus werden sämtliche Komponenten und Aggregate des BHKW angesteuert. (Bild: Finder GmbH)

Spezialist für Schaltanlagen

Ein BHKW besteht aus einem Verbrennungsmotor, der einen Generator antreibt, der elektrische Energie erzeugt. Die Abwärme des Verbrennungsmotors dient der gleichzeitigen Erwärmung von Heizungswasser. Die elektrische Leistung eines typischen BHKW liegt im Bereich von einigen kW und etwa 20MW. 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. Für größere BHKW ist für diese Steuerung und das für die Einspeisung der elektrischen Energie in das Netz notwendige Leistungsfeld üblicherweise eine Schaltanlage notwendig. Der Bau solcher Schaltanlagen ist einer der Schwerpunkte der EWA Elektrotechnik GmbH aus Wachenheim. Das mittelständische Unternehmen, das seit über 25 Jahren am Markt aktiv ist, plant und fertigt elektrotechnische Steuerungen und Schaltanlagen für unterschiedlichste Anwendungen. Neben Schaltanlagen für BHKW liegen diese Anwendungen in den Bereichen der erneuerbaren Energien, wie Biogas, Pflanzenöl, Solar-, Wind- und Wasserenergieerzeugung, sowie der Herstellung vollautomatischer Notstromanlagen. Der innovative Mittelständler mit 35 Mitarbeitern liefert seine Schaltanlagen weltweit – u.a. auch auf den nordamerikanischen Markt. Seit 2013 hat EWA Elektrotechnik daher das sogenannte Panel Shops Zertifikat für Abnahmen nach UL/CSA.

 Relais von Finder sorgen für eine galvanische Trennung zwischen SPS und Verbraucher und ermöglichen es außerdem, auch hohe Lasten sicher zu schalten. (Bild: Finder GmbH)

Relais von Finder sorgen für eine galvanische Trennung zwischen SPS und Verbraucher und ermöglichen es außerdem, auch hohe Lasten sicher zu schalten. (Bild: Finder GmbH)

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 4.000A ausstatten“, erläutert Siegfried Kraft, Geschäftsführer bei EWA Elektrotechnik. Die Absicherung im Leistungsfeld erfolgt über Leistungsschalter. Im Steuerschrank setzt EWA Elektrotechnik eine SPS ein, die sämtliche Komponenten und Systeme des BHKW ansteuert. Dabei gibt es laut Siegfried Kraft eine Ausnahme: „Der Verbrennungsmotor hat in der Regel eine integrierte Steuerung, so dass wir uns um dessen Ansteuerung nicht kümmern müssen.“ Ein Beispiel der Aggregate, die von der SPS angesteuert werden müssen, sind die Wasserkreisläufe, mit denen die Abwärme des Motors in nutzbare Heizenergie umgewandelt wird. 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 Siegfried Kraft. Wenn hohe Lasten geschaltet werden müssen – ein typisches Beispiel sind hier die Regelventile – sind Koppelrelais auf jeden Fall notwendig, da die Ausgänge der SPS keine so großen Ströme schalten können. Bei den Relais setzt man bei EWA Elektrotechnik auf Finder als Lieferanten. Vom Relaisspezialisten bezieht man verschiedene Typen von Koppelrelais sowie Zeitrelais, die für einfache Steuerungsaufgaben zum Einsatz kommen.

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