In Zusammenarbeit mit namhaften Industriepartnern der Solarwärme-Branche(Resol, WILO und PAW Pommerening) hat das Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme in Freiburg (ISE) eine internet-vernetzte Solarkollektoranlage mit neuartigem Regelungssystem vorgestellt.  Große solarthermische Anlagen mit einer effizienten und zuverlässigen Betriebsführung auszustatten, erfordere ein „intelligentes“ Regelungskonzept, das dem komplexen Systemverhalten gerecht wird, so das ISE in einer Pressemitteilung. Feldtests bei solarthermischen Großanlagen hätten gezeigt, dass es besonders wichtig sei, Betriebsstörungen durch eine optimierte Regelungstechnik zu vermeiden. Standardregelungssysteme würden den besonderen Anforderungen großer Anlagen oft nicht gerecht. Die Folge sei ein unzuverlässiger Anlagenbetrieb und die kostenintensive Betreuung der Anlagen. Genau an dieser Stelle setzten die Freiburger Forscher mit ihrem Projekt an. Das von ihnen entwickelte Energiemanagement-System ermittelt über Sensoren den Anlagenzustand, diagnostiziert Betriebsstörungen und erlaubt so eine weitgehend automatisierte Betriebsüberwachung. Neu gegenüber herkömmlichen Regelungssystemen seien die Vernetzung und die Einbindung eines Internet-Servers auf der Basis von so genannten Embedded Systems. Sie gestatten die Kommunikation innerhalb der Anlage, um beispielsweise den solaren Energieeintrag und Speicherverluste zu ermitteln. Gleichzeitig ermöglichen sie den Online-Zugriff auf das Internet und damit eine übergeordnete Funktionskontrolle sowie ein externes Monitoring.

Die über das Internet vernetzte Solarwärmeanlage besteht aus einer speziell konfektionierten Kompaktbaugruppe, die das Zusammenspiel von Solarkollektoren, Pumpen, Wärmetauschern und Speichern mittels eines Regelungssystems optimiert. Die Entwicklung der industriell vorgefertigten Kompakteinheit wurde im Rahmen des Forschungsprogramms »SolarThermie 2000« vom Bundeswirtschaftsministerium gefördert.

Laut ISE befindet sich die Technologie klassischer Regelungssysteme derzeit im Umbruch. Während bisher meist autonome Microcontroller zum Einsatz gekommen seien, zeichneten sich zukunftsfähige Konzepte durch die Integrationsfähigkeit in Netzwerke aus. Dabei spiele die Internettechnologie „TCP/IP“ eine wichtige Rolle, besonders im Bereich von Energiemanagement-Systemen. Die Ablösung herkömmlicher Regelungssysteme für solarthermische Großanlagen durch ein netzwerkfähiges Konzept stehe beispielhaft für vielfältige Entwicklungen von Energiemanagement-Systemen am Fraunhofer ISE. Gegenüber der konventionellen Technologie brächten vernetzte Energiemanagementsysteme herausragende Vorteile, darunter die komfortable Fernwartung und ein definierter Nutzerzugang.

Durch die Leistungsfähigkeit der „Embedded Systems“ werden laut ISE zunehmend modellbasierte Regelungskonzepte realisierbar, die den dynamischen Sollzustand des Systems in Echtzeit berechnen und mit dem „Ist“-Verhalten vergleichen. Die Verfügbarkeit der Anlagendaten im Internet könne sehr einfach zur Realisierung automatisierter Energieflussanalysen herangezogen werden. Durch die so genannte Skalierbarkeit lasse sich die Auswertung zahlreicher Anlagen über einen Server abwickeln. Auch im Bereich Photovoltaik und Kraft-Wärme-Kopplung befasst sich das Fraunhofer ISE mit Hard- und Softwareentwicklung für Energiemanagement-Systeme zur optimierten Betriebsführung von autonomen Stromversorgungen sowie von Niederspannungsnetzen. Die Dienstleistung der Freiburger Forscher reicht dabei vom Entwurf und der Entwicklung vernetzter Regelungssysteme zur Optimierung der Betriebsführung bis hin zur Realisierung vernetzter Monitoring-Systeme.

27.08.2003   Quelle: Fraunhofer ISE