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Fertigungsauto­matisierung

Energie gewinnen mit dem Umrichter


Trinkwasseraufbereitung im Hochbehälter Mönchsloh

Wolf-Dieter Frank von ABB begutachtet den ACS800-11.

Im Hochbehälter Mönchsloh der ZV Renninger WV-Gruppe wird ein rückspeisefähiger Frequenzumrichter ACS800-11 in einer Turbinenapplikation zur Energiegewinnung verwendet. Realisiert hat die Lösung die SAB GmbH Steuerungs- und Anlagenbau.

Der Zweckverband Renninger Wasserversorgungsgruppe (ZV Renninger WV-Gruppe), ein Zusammenschluss der nahe Stuttgart gelegenen Städte Renningen und Rutesheim, gibt an die beiden Verbandsgemeinden jährlich rund 1,3 Mio. m³ Wasser ab. Die Trinkwasserversorgung erfolgt derzeit zu 60 % durch eigene Brunnen sowie zu 40 % durch Fremdwasser des ZV Bodenseewasserversorgung (BWV).

Eine wichtige Rolle in der Trinkwasserversorgung spielt der Hochbehälter Mönchsloh, der heute als zentraler Hochbehälter zur Einspeisung ins Versorgungsnetz des ZV Renninger WV-Gruppe dient. Er wurde dafür technisch und baulich erweitert, unter anderem um eine dritte Wasserkammer, die seine Kapazität auf 3.350 m³ erhöht. Im Rahmen des Modernisierungs- und Erweiterungsprojekts wurden insgesamt zehn ABB-Niederspannungsfrequenzumrichter in dem Hochbehälter eingebaut. Die SAB GmbH Steuerungs- und Anlagenbau projektierte und montierte die Geräte. Die Firma mit Sitz in Nufringen (Baden-Württemberg) ist im Bereich Schalt- und industrielle Elektroanlagen tätig. SAB fertigt jährlich über 1.500 Niederspannungs- und Steuerschränke. Eine weitere Kompetenz liegt im Umfeld der kommunalen Wasser- und Abwasserversorger, für die SAB Anlagen von der Planung bis zur kompletten Montage, Software sowie SPS- und PLS-Technik liefert.

„Als produktunabhängiger Systemlieferant berücksichtigt SAB nur namhafte Hersteller. Im Bereich Frequenzumrichter haben wir in der Vergangenheit schon in diversen Projekten mit ABB zusammengearbeitet“, bemerkt SAB-Projektleiter Axel Kruse.

Axel Kruse von SAB (li.) und Wolf-Dieter Frank an der Pumpe

„Täglich erzeugt der Wasserversorger mit dem ACS800-11 ungefähr 200 kWh elektrische Energie, die intern zur Energieversorgung von Pumpen verwendet wird.“

Energierückgewinnung mit dem Umrichter

Ein rückspeisefähiger ABB Industrial Drive ACS800-11 mit einer Nennleistung von 37 kW dient im Hochbehälter Mönchsloh zur Energierückgewinnung des Eingangsdrucks der BWV-Zuleitung. In der Einspeiseleitung der Bodenseewasserversorgung ist eine Turbine installiert, die den Vordruck der Bodenseewasserversorgung von circa 13 bar entspannt. Täglich erzeugt der Wasserversorger mit dem ACS800-11 ungefähr 200 kWh elektrische Energie, die intern zur Energieversorgung von Pumpen verwendet wird.

Turbinen mit rückspeisefähigen Frequenzumrichtern bieten erheblich bessere Möglichkeiten der Energieeinsparung als konventionelle Druckreduzierarmaturen, indem sie Energie aus dem Prozess zurückgewinnen. Externe Bremswiderstände sind nicht erforderlich. Das hat eine einfachere Installation und bedeutend weniger Abwärme zur Folge. Dank ihres sehr guten Netz-Oberschwingungsverhaltens und des einstellbaren Leistungsfaktors sind rückspeisefähige Frequenzumrichter auch eine günstige Alternative zur Dämpfung von Oberschwingungen und um Blindleistung zu kompensieren.

Zielgerechte Trinkwasseraufbereitung

Im Hochbehälter Mönchsloh regeln außerdem neun ABB Standard Drive ACS550-01 in der Wasseraufbereitung und -verteilung die Motoren verschiedener Pumpen sowie eines Rührwerks. Die ACS550-01 zeichnen für die kontinuierliche Einstellung der Wassermengen verantwortlich. Um die Aufbereitung des Trinkwassers zielgerecht ausführen zu können, müssen diverse Parameter bis auf eine Nachkommastelle geregelt werden. Für SAB haben die ABB-Frequenzumrichter den Vorteil, alle Geräte – auch den rückspeisefähigen – aus einer Hand zu bekommen. Zudem kannte die Firma die Geräte schon von anderen Anlagen. Der ACS800-11 hat für die Energierückgewinnung weiterhin den Vorteil, dass er entgegen der Ausschreibung alle erforderlichen Komponenten in einem Gehäuse hat. Sowohl der Endkunde als auch das Planungsbüro haben dies akzeptiert. Der Typ ACS800-11 wird inzwischen in mehreren Anlagen mit Fernwasserversorgung zur Energierückgewinnung eingesetzt.

Blick in eine der drei Wasserkammern des Hochbehälters Mönchsloh.