Der ACS2000i ist kompakt in einem 44-Fuß-Seecontainer mit Lüftung und Klimatisierung untergebracht.

Bild 01: Der ACS2000i ist kompakt in einem 44-Fuß-Seecontainer mit Lüftung und Klimatisierung untergebracht. (Quelle: SWM)

Im Rahmen ihrer Ausbauoffensive Erneuerbare Energien forcieren die Stadtwerke München (SWM) die Nutzung regenerativer Energien im Strom- und Wärmebereich. Bis spätestens 2040 wollen sie den Münchner Bedarf an Fernwärme CO₂-neutral decken. Den wesentlichen Beitrag für die Ökowärme wird die Geothermie leisten.

München und sein Umland bieten dank der günstigen Lage beste Voraussetzungen für die Nutzung der hydrothermalen Geothermie. Die bayerische Landeshauptstadt liegt auf einem großen natürlichen Schatz: Tief unter der Erde befindet sich ein gewaltiges Heißwasservorkommen, mit dem umweltfreundlich Wärme erzeugt werden kann – und südlich von München auch Strom. Die SWM nutzen diese lokale, nahezu unendliche Energiequelle schon seit Jahren und erschließen sie schrittweise weiter.

Umrichter tragen zur Fernwärmeversorgung bei

Um die Wärme des heißen Wassers zum Heizen zu nutzen, wird es mittels spezieller Tauchkreiselpumpen (ESP-Pumpen, Electro-Submersible Pumps), die mehrere 100 m tief in der Förderbohrung platziert sind, nach oben gefördert. An der Oberfläche wird die Energie aus dem geförderten Thermalwasser über Wärmetauscher an das Wasser in den Fernwärmenetzen übertragen oder zur Stromerzeugung genutzt.

Mittelspannungsfrequenzumrichter von ABB regeln bereits seit einigen Jahren die Pumpenmotoren in allen SWM-Geothermieanlagen. Bei den für den Transport des Thermalwassers notwendigen Tauchpumpen handelt es sich um mehrstufige Kreiselpumpen, die in vertikaler Position arbeiten.

ABB hatte 2017 einen Rahmenvertrag für die Ausrüstung von Geothermieanlagen der SWM mit ihren Frequenzumrichtern gewonnen und konnte seitdem viel Erfahrung bei Geothermieprojekten des Kunden und ESP-Pumpenanwendungen sammeln. Die Mittelspannungsfrequenzumrichter der Serien ACS1000 und ACS2000 ermöglichen dabei ein herstellerneutrales Betreiben der Motoren der Geothermie-Tauchkreiselpumpen, auch von solchen mit geringerer Nennspannung. Zur Regelung der Förderleistung regeln sie die Drehzahl eines Motors stufenlos von nahezu Null bis zur benötigten Nenndrehzahl.

Absicherung nicht nur des eigenen Betriebs

Mit einem neuen mobilen Mittelspannungsfrequenzumrichter ACS2000i von ABB sichern die SWM jetzt nicht nur den Betrieb ihrer eigenen Geothermieanlagen in Riem, Freiham, Schäftlarnstraße, Sauerlach, Dürrnhaar und Kirchstockach ab, sondern können auch benachbarte Geothermiebetreiber unterstützen. Der Energieversorger erhöht damit die Verfügbarkeit der eigenen Geothermieanlagen in und um München sowie die weiterer Anlagen in der Region.

Da für Tauchpumpenmotoren eine Reihe von Betriebsspannungen verwendet werden können, muss der Frequenzumrichter mit der jeweiligen Motorspannung kompatibel sein. Der ACS2000i hat eine standardisierte Schnittstelle zum Motor, zur bauseitigen Elektrotechnik und bei Bedarf zur übergeordneten Leittechnik und ist dadurch mit unterschiedlichen Pumpen und Motoren kompatibel. Die Anlage kann aber auch als autarkes System in einem Neu-Projekt zum Einsatz kommen und die ersten Pumptests an neuen Bohrlöchern ausführen. Hierfür ist eine eigenständige Steuerung für einen sicheren und unabhängigen Betrieb vorhanden.

Der ACS2000i ist kompakt in einem dichtgeschweißten 44-Fuß-Seecontainer mit Lüftung und Klimatisierung untergebracht (Bild 1). Der Container beinhaltet außerdem eine Schaltanlage für 10-/20-kV-Netzeinspeisung, eine aufwendige Klimatisierung (spezielle Ansaug- und Filterlösung, Kühlung/Heizung mittels Außenluft als auch Zusatzkühlung-Heizung mittels Klimagerät, spezielle Absaugverrohrung der Warmluft, aufwendige Steuerung für Kühlen und Heizen) sowie zahlreiche Steuerungskomponenten, um ihn mobil an allen Bohranlagen betreiben zu können. Er kann bei klimatischen Umgebungsbedingungen von –20 °C bis 45 °C betrieben werden. Mit einem Tieflader kann die Anlage flexibel und schnell überall dorthin transportiert werden, wo es zu einem Teil- oder Totalausfall eines vorhandenen Frequenzumrichters kommt oder Wartungsarbeiten anstehen (Bild 2).

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