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Autarke Messstation mit LTE-Anbindung an FlowChief

Herausforderung:

Für die zuverlässige Erfassung von Messdaten an einem abgelegenen Standort ohne Anschluss an das öffentliche Stromnetz wurde eine vollständig energie­autarke Lösung benötigt. Die Aufgabe bestand darin, eine Messstation zu entwickeln, die unter variablen Umweltbedingungen ganzjährig wartungsarm und ausfallsicher arbeitet. Besonderes Augenmerk lag auf der präzisen Dimensionierung der Energieversorgung, um auch in sonnenarmen Wintermonaten eine unterbrechungsfreie Datenübertragung an das kundeneigene Leitsystem zu gewährleisten.

Alles aus einer Hand:

Dieses Projekt wurde zu 100% intern durch unser Team umgesetzt. Wir begleiteten den gesamten Prozess von der ersten Idee bis zur Inbetriebnahme:

• Auslegung & Planung: Basierend auf detaillierten Feldmessungen des Energieverbrauchs erstellten wir ein maßgeschneidertes Photovoltaik-Konzept. Durch Simulationen mit dem PVGIS-Tool des EU-Wissenschaftszentrums dimensionierten wir die Anlage so, dass sie auch in sonnenarmen Wintermonaten maximale Versorgungssicherheit bietet.
• Fertigung & Montage: Der mechanische Aufbau, die Verdrahtung der Komponenten und die Montage der PV-Module auf dem speziellen 4-Meter-Sondermast erfolgten in unserer eigenen Fertigung am Standort Landau. Dies garantiert höchste Qualitätsstandards und kurze Wege.
• Programmierung & Integration: Unsere Software-Experten programmierten die speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) und entwickelten die Schnittstelle zur sicheren Datenübertragung. Die nahtlose Anbindung an das kundeneigene Leitsystem FlowChief erfolgt via LTE-Mobilfunk, wodurch die Messwerte in Echtzeit zentral verfügbar sind.

Die technische Umsetzung umfasst:

• Energieerzeugung: Zwei bifaziale Solarfabrik PV-Module mit je 450 Wp Nennleistung, montiert auf einem speziell verstärkten 4-Meter-Sondermast für optimale Ausbeute.
• Energiemanagement & Speicher: Ein hochwertiges System von Victron Energy, bestehend aus einem SmartSolar MPPT Laderegler, einem Cerbo GX Kommunikationszentrum sowie zwei Lithium-SuperPack Batterien (insgesamt 50 Ah) für eine effiziente Zwischenspeicherung.
• Messtechnik & Steuerung: Integration einer Nivus NivuFlow 750 Messung sowie einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) zur intelligenten Datenverarbeitung.
• Datenkommunikation: Die nahtlose Anbindung an das kundeneigene Leitsystem FlowChief erfolgt via LTE-Mobilfunk. Das integrierte Modem überträgt die erfassten Messwerte in Echtzeit und ermöglicht so eine zentrale Überwachung und Steuerung ohne lokale Netzinfrastruktur.
• Gehäuseschutz: Unterbringung der sensiblen Elektronik in einem doppelwandigen Aluminium-Außenschrank mit einem zusätzlichen innenliegenden Kompakt-Schaltschrank von Rittal, der optimalen Schutz vor Witterung und Temperaturextremen bietet.

Das Ergebnis:

Eine nahezu 100% verfügbare Station, die dem Betreiber Echtzeit-Transparenz bietet – ohne Netzanschluss, ohne Kompromisse. Ein perfektes Beispiel dafür, wie wir kritische Infrastrukturen durch intelligente Insellösungen zukunftssicher machen.

Sie haben ähnliche Herausforderungen an abgelegenen Standorten? Sprechen Sie uns an!

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Kläranlage Edenkoben: Energetische Optimierung durch neue Hochlastfaulung

Neubau von Schlammentwässerung, Hochlastfaulung inkl. Gasverwertung (BHKWs), Photovoltaik und Heizungsanlage – vollständig integriert in das bestehende Leitsystem.

Ausgangslage: Was war das Problem?

Die Kläranlage Edenkoben steht vor einer besonderen saisonalen Herausforderung: Während der Weinbaukampagne im Spätsommer steigt die Belastung der Anlage extrem an – von regulär 8.000 auf bis zu 120.000 Einwohnerwerte (EW) bei einem Durchsatz von 70 bis 119 m³/h.

Um den anfallenden Klärschlamm energetisch nutzen zu können und die Anlage wirtschaftlicher zu betreiben, entschied sich die Verbandsgemeinde Edenkoben für eine umfassende Erweiterung. Die Herausforderung bestand darin, eine komplett neue Hochlastfaulung (zwei Faultürme à 430 m³) inklusive vorgeschalteter mechanischer Überschussschlammentwässerung und nachgeschalteter Verwertungsanlagen (Gasspeicher, Gasfackel, BHKWs mit 100 kW elektrischer Leistung, Heizungsanlage mit Pufferspeicher und Photovoltaik) zu errichten. All diese neuen, hochkomplexen Anlagenteile mussten nahtlos in das bestehende Prozessleitsystem integriert werden, ohne den laufenden Betrieb zu gefährden.

Unsere Lösung: Welche Technik wurde eingesetzt?

AUTEC begleitete das Projekt ganzheitlich über alle Phasen (HOAI 1-3, 5-9) – von der Planung der Elektrotechnik (2013) und Heizungstechnik (2014) bis zur Softwareerstellung und Inbetriebnahme (2015-2017).

Um die neuen Anlagenteile intelligent zu vernetzen, wurde folgende Technik implementiert:

• Steuerungstechnik: Softwareerstellung für Siemens S7-300 und S7-1200 Steuerungen.
• Systemintegration: Komplexe Datenkopplung an die bereits bestehenden WAGO-Steuerungen der Kläranlage sowie an die S7-Steuerungen der neuen Blockheizkraftwerke (BHKWs).
• Vernetzung: Anbindung diverser Peripheriegeräte über verschiedene Bussysteme, um einen reibungslosen Datenaustausch zu gewährleisten.
• Leittechnik: Neuerstellung der Visualisierung für das bestehende FlowChief-Prozessleitsystem, um dem Betriebspersonal eine einheitliche und übersichtliche Bedienoberfläche für alte und neue Anlagenteile zu bieten.

Das Ergebnis: Was ist der messbare Nutzen?

Durch die Erweiterung und die intelligente Automatisierungstechnik von AUTEC wurde die Kläranlage Edenkoben energetisch auf ein neues Level gehoben. Der messbare Nutzen für den Betreiber:

• Energetische Verwertung: Der anfallende Klärschlamm wird nun effizient in den zwei neuen Faultürmen genutzt. Das entstehende Gas treibt die BHKWs an, die 100 kW elektrische Leistung erzeugen.
• Ganzheitliches Energiemanagement: Die Kombination aus Gasverwertung, Photovoltaik und intelligenter Heizungsanlage mit Pufferspeicher senkt die externen Energiekosten der Anlage signifikant.
• Maximale Transparenz: Trotz der enormen Erweiterung behält das Betriebspersonal durch die nahtlose Integration in das FlowChief-Leitsystem den vollen Überblick über alle Prozesse – auch während der extremen Belastungsspitzen in der Weinbaukampagne.
• Zukunftssicherheit: Durch kontinuierliche Ergänzungen und Optimierungen nach den ersten Erfahrungen im laufenden Betrieb (2016) läuft die Anlage heute hocheffizient und stabil.

Ergebnis & Mehrwert

Die Kläranlage Kronweiler ist eine kommunale Abwasseranlage mit einem Einzugsgebiet von 53 km² und einem Durchsatz von bis zu 540 m³/h. Zum Zeitpunkt der Beauftragung war die gesamte Steuerungs- und Leittechnik
der Anlage veraltet und technisch am Ende ihres Lebenszyklus. Die Anlage umfasst neben der zentralen Kläranlage zwölf räumlich verteilte Außenstationen: fünf Pumpwerke, vier Klärbecken und drei Analysestationen. Ein Ausfall der Steuerungstechnik hätte unmittelbare Auswirkungen auf die Abwasserbehandlung und damit auf die Umwelt gehabt. Eine Modernisierung war daher nicht nur wirtschaftlich sinnvoll, sondern technisch und regulatorisch
zwingend notwendig.

Ähnliches Projekt geplant? Wir integrieren komplexe Anlagenerweiterungen sicher in Ihr bestehendes Leitsystem.