Solar-Heat-Grid: Intelligentes Regelungskonzept für Deutschlands größte Solarthermieanlage

Im Rahmen des Klimaschutz-Modellprojekts „Solar-Heat-Grid - Bau und Anbindung einer der größten deutschen Solarthermieanlagen an ein optimiertes Wärmeverbundnetz“ errichten die Stadtwerke Ludwigsburg-Kornwestheim GmbH (SWLB) derzeit Deutschlands größte Freiflächenanlage mit rund 9 MW Spitzenleistung aus 14.800 qm Kollektorfläche. Kombiniert wird diese Anlage mit einem 2.000 cbm Wärmespeicher und dem Zusammenschluss von vier bestehenden Wärmenetzen.

Ziel des Vorhabens ist den Anteil erneuerbarer Energien im Fernwärmenetz zu steigern und mit der erzielten Reduzierung des CO2-Ausstoßes aktiv den Klimaschutz sowie die Energiewende in Deutschland voranzutreiben. Die Fertigstellung ist für Mai 2020 geplant und hat insgesamt rund drei Jahre Zeit in Anspruch genommen.

Das Solar-Heat-Grid-Projekt betrachtet alle Facetten der dezentralen Wärmeversorgung: Erzeugung, Verteilung, Speicherung und Verbrauch. Bereits im Jahr 2008 hat die SWLB gemeinsam mit uns die Partnerschaft begonnen, um den damaligen Fernwärmeverbund regelungstechnisch zu modernisieren und ein für die Zukunft einheitliches sowie jederzeit skalierbares Konzept zu entwickeln. Wie belastbar dieses Konzept heute ist zeigt sich im aktuellen Projekt, denn auch hier mussten zahlreiche neue Antworten auf die regelungsseitigen Fragestellungen gefunden werden. Unsere langjährige Erfahrung im Bereich der Wärmeverbundregelung sowie die Einbindung großer Solarthermieanlagen in bestehende Fernwärmenetze, wie bereits bei der bisher größten Anlage in Senftenberg, ist daher bereits in der Projektierungsphase mit eingeflossen.

Um diese anspruchsvollen Anforderungen zu erfüllen und die Komplexität zu meistern, kommt ein intelligentes Speichermanagement zur Einbindung der Solaranlage und des Wärmespeichers in das bestehende Wärmenetz zum Einsatz. Dabei handelt es sich um eine standardisierte Verbundregelungslösung, die aus der frei-konfigurierbaren Regelung SE²MASTER, dem übergeordneten Leitsystem SE²OPERATOR und unserer einzigartigen Moduloption „Cluster-Control" besteht. Die neue Solarthermieanlage wird so optimiert eingebunden und im Zusammenspiel des Gesamtsystems vollständig automatisiert. Der Zustand der Solarthermieanlage sowie des gesamten Fernwärmenetzes wird dazu kontinuierlich durch eine Vielzahl an Sensoren messtechnisch erfasst. Mit der dezentralen Steuerungs- und Regelungstechnik des SE²MASTER werden gleichzeitig alle Aggregate und Aktoren angesteuert. Den komplett automatisierten Betrieb des Fernwärmeverbunds, die Visualisierung, Bedienung und Überwachung übernimmt das Wärmenetzleitsystem SE²OPERATOR. Diese Kombination macht die Betriebsführung so besonders effizient und anwenderfreundlich - spart gleichzeitig Zeit, Kosten und letztlich CO2.

Die komplexen Anforderungen an die Regelungstechnik sind mit unserer durchgängigen Lösung für dezentrale Energiesysteme erneut gelöst worden:

  • Gewährleistung einer stabilen Wärmeversorgung zu jedem Zeitpunkt bei erweitertem Netz mit nun 13 Schlechtpunkten
  • primäre Einspeisung der CO2-neutralen Wärmeerzeuger Solarthermieanlage und Holzheizkraftwerk
  • maximale Ausnutzung der solaren Wärme und deren wirkungsgradoptimierte Netzeinspeisung
  • intelligentes Speichermanagement zur regelungstechnischen Optimierung der Be- und Entladung des Wärmespeichers
  • zwei der zu integrierenden Inselnetze können frei umschaltbar als Erzeuger oder als Verbraucher im Wärmeverbund agieren
  • der Betrieb der Gesamtanlage und des Gesamtsystems ist komplett automatisiert

Wenn das Projekt im Mai 2020 abgeschlossen ist, werden durch die Kombination der Maßnahmen jährlich rund 3.700 t CO2, das entspricht rund 1,6 Millionen Liter Benzin, eingespart. Für die SWLB ist dann ein weiterer großer Schritt in der Verfolgung der konsequent nachhaltigen Ziele getan.

Mehr über das Projekt "Solar-Heat-Grid" finden Sie im Artikel der Fachzeitschrift "Energie & Management": hier

Weitere Infomationen finden Sie auf der Webseite der Stadtwerke Ludwigsburg-Kornwestheim (SWLB): hier

 

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