Bild 01: Die Rolle des ERC in der Systemkette – vom Backend bis zu den steuerbaren Verbrauchseinrichtungen (SteuVE) (Quelle: Weidmueller)
Das Stromnetz verändert sich tiefgreifend: Immer mehr Photovoltaikanlagen, Ladesäulen und Wärmepumpen werden daran angeschlossen. Damit steigt die Zahl dezentraler Erzeuger und stark variierender Verbraucher. Schwankende Einspeisung und wechselnde Lastspitzen belasten das Netz lokal und regional.
Neue Netzanforderungen treffen auf heterogene Technik
Gemäß §14a EnWG und §9 EEG ist es notwendig, bestimmte elektrische Einrichtungen im Haushalt und im Gewerbe steuerbar ausführen zu können. Ziel ist, das Stromnetz auf diese Weise zu stabilisieren. Netzdienliche Eingriffe können erfordern, mehr Strom durch dezentrale Erzeuger in das Stromnetz einzuspeisen oder die Einspeisungen zu drosseln. Diese Steuerung erfolgt im Auftrag der Netzbetreiber und wird durch die Messstellenbetreiber umgesetzt, indem die Steuerbefehle durch eine gesicherte digitale Kommunikation über das Smart-Meter-Gateway (SMGW) in die Betreiberanlagen gebracht werden.
Geeignete Smart-Meter-Gateways (SMGW) können durch Erweiterung mit einer Steuerfunktion zu einem SMGWplus aufgewertet werden. Sie setzen die Steuerbefehle des Messstellenbetreibers in das EEBUS-Protokoll um, das direkt zur Steuerung von zahlreichen Endgeräten mit EEBUS-Schnittstelle verwendet werden kann.
Allerdings sind in Gebäuden verschiedene Anlagen vorhanden, die oft noch analog mit Relais angesteuert werden. Viele dieser Geräte sind nicht mit nativer, digitaler Schnittstelle zum Smart-Meter-Gateway mit Steuerfunktion ausgestattet. Hier setzt der EEBUS-Relais-Converter (ERC) von PPC [1] und Weidmüller [2] an, indem er eine verlässliche Übersetzung zwischen digitaler SMGW-Kommunikation und analoger Relaissteuerung bereitstellt. Diese Brücke gewinnt insbesondere dort an Bedeutung, wo Bestandsanlagen noch über viele Jahre im Einsatz sind und eine kurzfristige Umstellung auf voll digitalisierte Systeme wirtschaftlich ineffizient wäre.
Einfacher Einstieg in die digitale Steuerung analoger Anlagen
Der ERC lässt sich in typische Gebäudeinstallationen integrieren, in denen ein Smart-Meter-Gateway mit Steuerfunktion (SMGWplus) bereits vorhanden ist oder eingeführt wird. Die Integration des EEBUS-Relais-Converters erfolgt direkt im Zählerschrank im Raum für Zusatzanwendungen (RfZ) oder im anlagenseitigen Anschlussraum (AAR). Er ist mit haushaltsüblichen Spannungen von AC 230 V versorgbar.
Der EEBUS-Relais-Converter wird zwischen dem SMGWplus und den jeweiligen Erzeugern sowie steuerbaren Verbrauchern platziert. Er empfängt die vorgesehenen Steuerinformationen per EEBUS-Protokoll und setzt sie über Relaiskontakte auf der Anlagenseite um. Damit wird die digitale Steuerung aus dem SMGWplus für bestehende, analog angebundene Technik nutzbar. Das schützt Investitionen in vorhandene Geräte und reduziert Integrationsaufwände durch eine standardisierte Lösung nach FNN-Steuerkonzepten.
In der Praxis werden so die folgenden beiden EEBUS Use-Cases abgebildet:
- „Limitation of power production“ (LPP): Drosselung der Energieerzeugung wie PV-Anlagen bei hoher Energieproduktion.
- „Limitation of power consumption“ (LPC): Begrenzung („Dimmen“) der Leistung von steuerbaren Verbrauchseinrichtungen, wie Wärmepumpen und Ladesäulen, bei hoher Netzauslastung.