Flexibilität bei verschiedenen Spannungsniveaus
Bei dem 2000i mit einer Motorleistung von 2,3 MW und einer Netzspannung von 6,9 kV handelt es sich um ein bewährtes Gerät, das sich mittels vorkonfigurierter Optionen an die spezifische Anpassung anpassen lässt. Der Frequenzumrichter ist mit einem integrierten Eingangstransformator ausgestattet, der für das 10-kV- oder 20-kV-Netz umschaltbar ist. Durch die integrierte Lösung ist zusätzlicher Platz für einen Transformator im Container nicht erforderlich.
Mit dem Frequenzumrichter können außerdem über das Motorkabel Messsignale von den Motoren und Pumpen, wie Temperaturen, Schwingungen etc., ausgelesen werden. Dies geschieht über eine sogenannte Zenith-Box, bei der hochfrequente Signale auf das Motorkabel ein- und ausgekoppelt werden, und dies über eine Kabellänge von mehreren 100 m zu den tief in der Erde befindlichen Pumpen.
Definierte Anfahr- und Abfahrkurven der Pumpen
Die Antriebseinheit sorgt für definierte Anfahr- und Abfahrkurven der großen Thermalwasserpumpen. Der Frequenzumrichter regelt den Pumpenmotor innerhalb der Pumpenkennlinie und bietet einen sicheren Überlast- und Unterlastschutz. Der Schutz gegen Überlastung ist erforderlich, um die Motorwicklungen vor dem Verbrennen zu bewahren. Da niedrige Durchflussraten eine ausreichende Kühlung des Motors verhindern, muss auch Schutz bei Unterlast gegeben sein (Bild 3).
Die Laufräder der Pumpen sind so ausgelegt, dass sie in einem bestimmten Leistungsbereich effizient arbeiten. Ein Betrieb der Pumpen unterhalb ihrer Auslegungsleistung führt dazu, dass das Laufrad gegen den Diffusor stürzt, was zu einem Verschleiß der Lager und der Scheiben führt. Arbeiten die Pumpen oberhalb ihrer Auslegungskapazität, hebt sich das Laufrad gegen den oberen Teil des Diffusors und verursacht ähnlichen Verschleiß. Idealerweise sollte das Laufrad freischweben und dies über den gesamten empfohlenen Betriebsbereich tun.
Neben einer erhöhten Verfügbarkeit und verbesserten Effizienz führt die Antriebstechnik auch zu weniger Blindleistung.
Standardcontainer kundenspezifisch modifiziert
Das Service-Team von ABB Motion hat die mobile Containerlösung zusammen mit der Josef Weiß Elektrotechnik [3] entwickelt. Dafür wurde ein Standard-44-Fuß-Container so modifiziert, dass er den Vorgaben der SWM entspricht ( zusätzliche Türen, Isolierung, Lärmschutzmaßnahmen, Installation einer Lüftungs- und Klimaanlage, Installation von Klemmstellen für 10/20 kV). Um die Anforderungen an die Klimatisierung zu erfüllen, wurden zahlreiche Versuche, Messungen und Veränderungen durchgeführt, um alle klimatischen Eventualitäten abdecken zu können. Anschließend wurde der Frequenzumrichter mit dem integrierten Trafo installiert.
Ein Rufbereitschaftsvertrag mit ABB ermöglicht den SWM die Ersatzteilvorhaltung und einen umfangreichen Service zur schnellen Entstörung – ein wesentlicher Bestandteil der Geothermiestrategie des Energieversorgers (Bild 4). Beinhaltet ist auch eine garantierte Reaktionszeit von 24 h innerhalb derer ein ABB-Servicemitarbeiter bei den SWM eintreffen muss, um Support zu leisten.
Die Münchner Wärmewende
Die Stadtwerke München (SWM), eines der größten deutschen kommunalen Versorgungs- und Dienstleistungsunternehmen, haben 2008 ihre Ausbauoffensive Erneuerbare Energien gestartet. 2012 haben sie diese um eine Fernwärme-Vision erweitert: Bis spätestens 2040 soll die Fernwärme der bayerischen Landeshauptstadt CO₂-neutral sein, vor allem mittels Tiefengeothermie. Die SWM betreiben im Jahr 2023 in und um München sechs Geothermieanlagen. Vorbereitungen für den Bau der siebten Anlage auf dem Gelände des Michaelibads haben begonnen, Planungen für weitere Projekte laufen.
Literatur
- Stadtwerke München GmbH, München: www.swm.de
- ABB Motion Deutschland, Mannheim: https://new.abb.com/drives/de
- Joseph Weiß Elektrotechnik GmbH & Co. KG, Hunding: www.et-weiss.de