Wassertechnik Wasserinseln energieautark mit Sonnenenergie automatisieren

Redakteur: Sariana Kunze

Der manuelle Betrieb von entlegenen dezentralen Anlagen wie etwa Regenrückhaltebecken ist zeit- und kostenintensiv. Die An- und Rückfahrt, die Betätigung und Überprüfung der Anlage – all das kostet viel Zeit und ist wenig produktiv. Energieautarke Automatisierung mit Photovoltaik oder Windkraft schafft hier Abhilfe: Bedienung und Monitoring finden von der Leitwarte aus statt.

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Energieautark treiben Sonnen- und Windenergie die Schieberventile von Regenrückhaltebecken an, die häufig in Gebieten ohne reguläre Stromversorgung liegen.
Energieautark treiben Sonnen- und Windenergie die Schieberventile von Regenrückhaltebecken an, die häufig in Gebieten ohne reguläre Stromversorgung liegen.
(Festo)

Regenrückhaltebecken fangen bei großen Niederschlagsmengen das überschüssige Wasser aus der Kanalisation auf und schützen Klärwerke und die natürlichen Gewässer vor Überlastung. Ist in der Kläranlage wieder genügend Kapazität vorhanden, werden die Schieberventile am Rückhaltebecken geöffnet und entsprechend Wasser abgelassen. Da sich die Anlagen oft an Orten befinden, an denen keine reguläre Stromversorgung vorhanden ist, mussten die Schieber bisher im Handbetrieb betätigt werden, was Zeitverzögerung und einen nicht unerheblichen Personalaufwand bedeutete.

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Leckagen, Defekte und Fehler frühzeitig erkennen und beseitigen

Eine energieautarke Lösung von Festo betätigt jetzt automatisch und ferngesteuert die Schieberventile: Dabei liefert eine Photovoltaik- oder Windkraft-Anlage die nötige elektrische Energie für den Betrieb dieser Insellösung. Ein Kompressor erzeugt Druckluft. Als Energieversorgungs-Puffer sorgen ein Druckluftspeicher und ein Akkusystem für den sicheren und zuverlässigen Betrieb der pneumatischen Antriebe. Der Druckluftspeicher stellt den Notlaufbetrieb bei Energieausfall sicher. Ein Laderegler schützt vor Über- oder Tiefentladung. Der Fernzugriff erfolgt über das Mobilfunknetz.

Mit Hilfe eines GSM-Modems kann die gesamte Anlage von der entfernten Leitstelle der Kläranlage aus gesteuert und überwacht werden. Das Öffnen und Schließen der Schieberventile kann dadurch ebenso zentral erfolgen wie die Zustandsüberwachung des gesamten Systems. Ein Datenlogger dokumentiert kontinuierlich den Ladestand der Akkus und protokolliert gleichzeitig das Ladeverhalten. Auch die Laufzeiten der Drucklufterzeugung werden überwacht und die Daten an die Zentrale übermittelt. Leckagen, Defekte an der Stromversorgung oder andere Fehler können damit frühzeitig erkannt und beseitigt werden.

Diagnose und Steuerung vor Ort

Das Herz der pneumatischen Lösung ist ein elektrisches Terminal vom Typ CPX, kombiniert mit einer Ventilinsel vom Typ VTSA. Damit steht dem Anwender ein autarkes und vollwertiges System zur Verfügung, das Steuerungsaufgaben direkt vor Ort löst und zudem umfassende Diagnosemöglichkeiten bietet. So können zum Beispiel Module für Temperaturerfassung, Druckregler oder auch Drucksensoren installiert und die Signale über das CPX-Terminal verarbeitet werden.

Die Abflussdrosselschieber werden mit pneumatischen Linearantrieben vom Typ DFPI und DLP von Festo betätigt, die zum Teil mit Stellungsreglern ausgestattet sind. Die pneumatischen Antriebe sind für den Einsatz im Außenbereich, wie er in der Wassertechnik häufig vorkommt, besonders gut geeignet: Sie sind sehr robust, korrosionsbeständig und standardmäßig auch im Ex-Bereich einsetzbar. Beim Regelantrieb DFPI sind Wegmesssystem und Stellungsregler optimal aufeinander abgestimmt und in einem Gehäuse integriert. Dadurch ist er sehr kompakt und alle Teile sind geschützt.

Die energieautarke Station wird in ihrer Größe und Leistung individuell ausgelegt. Ausschlaggebend dafür sind unter anderem:

  • Standortspezifische Daten wie Sonneneinstrahlung, Ausrichtung, Abschattungen,
  • die Erfassung des Verbraucherprofils nach Art, Betriebsdauer, Betriebszeitraum und
  • die Definition der Autonomiezeit für den sicheren Betrieb bei Ausfall der Energiequellen.

Die Anlage kann fernab von jeder regulären Stromversorgung automatisiert betrieben werden. Der Betreiber spart Zeit und Kosten, da er die Schieber von zentraler Stelle aus bei Bedarf betätigen kann. Zudem erfolgt eine kontinuierliche Überwachung des Systems. Festo liefert hierbei nicht nur die komplette Automatisierungslösung, sondern unterstützt Betreiber, Planer und Anlagenbauer mit technischer Beratung bei Planung und Realisierung.

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