Digitalisierung kein "nice to have" mehr

„Die Digitalisierung bei KWK-Anlagen ist bereits heute kein ‚nice to have‘ mehr“, sagt Johannes Meinhold, Geschäftsführer von Sokratherm. Ein aktuelles Beispiel ist das neue BHKW in dem denkmalgeschützten Heizkraftwerk im thüringischen Hermsdorf. Hier hat Sokratherm ihr erstes BHKW in der Megawattklasse (GG 1000) in Betrieb genommen. Mit einer Leistung von 999 kW elektrisch und 1.113 kW thermisch wird es im ersten Betriebsjahr gut 8 GWh Wärme erzeugen und damit gut 20 % des Hermsdorfer Fernwärmebedarfs abdecken.

Der Anteil wird noch steigen, wenn im nächsten Jahr zwei weitere BHKW-Module dieses Typs in Betrieb gehen. Sie werden gemeinsam mit einer 4-MW-Power-to-Heat-Anlage und einer Wärmepumpe eine innovative KWK-Anlage für die Stadtwerke Jena bilden, die hocheffizient und besonders flexibel Wärme für Hermsdorf und Strom für den lokalen und überregionalen Strommarkt liefert. Dieser flexible Anlagenbetrieb ist notwendig, um die volatile Erzeugung von Wind- und Solarstrom auszugleichen.

Die digitale Transformation von technischen Anlagen werde für den reibungslosen und möglichst effizienten Betrieb immer wichtiger, ist Meinhold sicher. „Daher haben wir bereits vor zehn Jahren für unsere Blockheizkraftwerke präzise aufeinander abgestimmte Soft- und Hardwarepakete auf Basis eines Industrie-PC (iPC) entwickelt. Unsere iPC-Regelung und die internetbasierte Fernüberwachung Remote-Manager ermöglichen nicht nur eine kontinuierliche Überwachung und Regelung von BHKW, Kessel und Speicher, sondern auch den Zugriff per PC, Notebook oder Smartphone zum Beispiel zur Fehleranalyse, Veränderung von Betriebsparametern oder Quittierung von Störmeldungen.“ Auch die Anbindung an Smart Grids und virtuelle Kraftwerke sei so problemlos möglich. Darüber hinaus erleichtern die erfassten Betriebsdaten die Optimierung der Anlagen und ermöglichen zahlreiche Weiterentwicklungen.

„Insbesondere im Bereich der vorausschauenden Wartung haben wir Tools entwickelt, die anhand der Datenanalyse unsere Techniker informieren, wenn die Entwicklung der Betriebsdaten auf einen kommenden Handlungsbedarf hinweist“, sagt der Sokratherm-Geschäftsführer. Diese Werkzeuge hätten sich insbesondere beim Erkennen von Verschmutzungsgraden und Verschleißindikatoren bewährt, um die bestmögliche Ausnutzung der Lebensdauer von Bauteilen bei gleichzeitig hoher Betriebssicherheit zu erzielen. „Zur bedarfsgerechten Energieerzeugung können auch aktuelle, ortsgenaue Wetterdaten wie Temperatur, Druck oder Sonnenstunden mit der Betriebsweise des BHKW verknüpft und ausgewertet werden. Somit generieren diese Daten einen Mehrwert für den Kunden.“

Das Ziel für den BHKW-Hersteller ist dabei die intelligente Regelung der Energieerzeuger und -verbraucher für einen bestmöglichen Ertrag bei gleichzeitiger Vermeidung von unnötigen Start- und Stoppvorgängen der Einzelanlagen. Zentral werden künftig intelligente Instandhaltungsstrategien sein, die viel stärker den tatsächlichen Verschleißzustand von Bauteilen erfassen und berücksichtigen. Diese Instandhaltungsstrategien können den Kostenauftrieb bremsen, der durch die neuen flexiblen Fahrweisen entsteht.

Die Herausforderung für die zukünftige Entwicklung der KWK als systemdienliche Säule in der Energieerzeugung ist nach Ansicht des Herstellers die weitere Flexibilisierung und zeitliche Entkopplung vom Strom- und Wärme- beziehungsweise Kältebedarf. Daraus folgt eine breitere Spreizung der technisch und wirtschaftlich sinnvollen Betriebsweisen von Erzeugungsanlagen, in die unter anderem Nutzerverhalten, Jahreszeit, Wettereinflüsse und Strommarktdaten einfließen.

„Dass unsere BHKW-Anlagen schon heute netzdienlich sind, konnten wir beispielsweise am 8. Januar 2021 unter Beweis stellen, als sie mit rund 110 MW zur Netzstabilisierung bei einem drohenden Blackout im europäischen Stromnetz beigetragen haben.“

Sokratherm mit Sitz in Hiddenhausen hat Module im elektrischen Leistungsbereich 50 kW bis 1 MW im Portfolio und dazu Betriebsführungs- und Wartungskonzepte. Außerdem errichtet das Unternehmen Heizzentralen mit einem oder mehreren BHKW-Modulen, Heizkesseln, Pufferspeicher, übergeordneter Regelung und einer Gesamtleistung von bis zu 4 MW. Der Hersteller versorgt vor allem Industriebetriebe, Hotels, Energieversorger und Contractoren sowie Kommunen als Betreiber von Krankenhäusern, Altenheimen und Schwimmbädern.