Wie man die Wasserkraft unter Kontrolle hält:Verwaltung und Wartung von Wasserkraftwerken

Durch die Nutzung der Schwerkraft und des Wasserkreislaufs nutzen die Menschen seit langem eine der effizientesten und natürlichsten Energiequellen der Erde, Wasser. Heute hilft die Technologie dabei, den Prozess der Stromerzeugung aus Wasserkraft besser zu steuern. Hier Jürgen Resch, Leiter Energiewirtschaft bei COPA-DATA erklärt, wie intelligente Technologie die Wasserkraft unter Kontrolle halten kann.

Mit rund 24 % der weltweiten Gesamtenergieerzeugung ist Wasserkraft eine der effizientesten Energieerzeugungsmethoden. Großbritannien profitiert seit über einem Jahrhundert von dieser Form der erneuerbaren Energie. Laut einer Studie des World Atlas of Hydropower and Dams hat das Land jedoch das Potenzial, weitere Gewinne aus Investitionen in Wasserkraftwerke zu erzielen.

Staatliche Anreize wie die Erneuerbare Energien-Verpflichtung und der Einspeisetarif haben Großbritannien dazu veranlasst, seine erneuerbare Energieerzeugung bis 2020 auf 15 % zu steigern. Aber was sind die Vorteile von Wasserkraft gegenüber anderen erneuerbaren Quellen?

Höhen und Tiefen der Wasserkraft

Wasserkraft gilt weithin als eine der saubersten verfügbaren Energiequellen, da dabei kein Kohlendioxid freigesetzt wird. Die anfänglichen Investitionen in Zeit, Material und Ressourcen können jedoch extrem hoch sein.

Der für den Anlagenbau erforderliche Tiefbau kann unglaublich kompliziert sein. Die Umleitung von Flüssen, die Unterbringung unterirdischer Kraftwerke und die sorgfältige Berücksichtigung der Auswirkungen des Baus auf Gewässer und Umwelt sind potenzielle Hindernisse. Ungeachtet dieser Komplikationen sind die Vorteile einer Investition in Wasserkraft konkurrenzlos.

Wasserkraft kann so volatil sein wie andere erneuerbare Energiequellen, aber da sie nachts verfügbar ist, gilt sie als beständiger als Solarenergie. Es bietet Energieunternehmen auch ein größeres Maß an Kontrolle als einige andere erneuerbare Energien.

Anstatt sich auf Batteriespeicher zu verlassen, können Wasserkraftwerke Pumpspeicher verwenden, um die Energieerzeugung besser zu steuern. Bei dieser Art der Speicherung wird Wasser in den Damm zurückgepumpt, wenn keine Stromerzeugung erforderlich ist oder die Energiepreise zu diesem Zeitpunkt besonders niedrig sind.

Mehrere europäische Länder und Regionen sind bereits stark von der Stromerzeugung aus Wasserkraft abhängig, darunter die Schweiz, Süddeutschland, Österreich und Teile Frankreichs.

Im Vergleich dazu ist Großbritannien unerfahren in der Stromerzeugung aus Wasserkraft. Was können wir Großbritannien also von diesen Ländern lernen, die bereits erfolgreiche Wasserkraftwerke gebaut haben, und wie können neue Technologien dabei helfen?

Übernehmen Sie die Kontrolle mit Überwachungssoftware

Wie bei jedem Energieerzeugungsbetrieb ist eine Steuerungs- und Überwachungssoftware ein wesentliches Mittel, um Anlagen unter Kontrolle zu halten. Aufgrund der Größe der meisten Wasserkraftwerke ist die Investition in eine intelligente Steuerungssoftware jedoch noch wichtiger.

Steuerungs- und Überwachungssoftware für Wasserkraftwerke kann eine Vielzahl von Daten erfassen – die Systeme können als lokales Human Machine Interface (HMI) für die Komponenten eines Kraftwerks verwendet werden und Daten von zahlreichen Komponenten sammeln, z. B. Turbinen, Generatoren und Konverter. Für einzelne Kraftwerke kann die Software für die Projektkonfiguration und das Reporting verwendet werden oder nach oben skaliert werden, um mehrere Anlagen in einem übergeordneten System zu verwalten. Aber wie verbessern diese Daten den Betrieb?

Betrachten Sie die Wartung als Beispiel. Generell müssen Maschinen in einem Wasserkraftwerk alle paar Jahre überarbeitet und repariert werden. Ohne die erforderlichen Daten, um genau vorherzusagen, wann eine Maschine möglicherweise gewartet werden muss, basieren Investitionen in Reparatur und Wartung jedoch nur auf Vermutungen.

Intelligente Überwachungssoftware, wie zenon von COPA-DATA, kann die erforderlichen Daten sammeln, um dem Wartungspersonal zu helfen, fundiertere Entscheidungen zu treffen – und die Wahrscheinlichkeit zu reduzieren, Geld für unnötige Wartungen zu verschwenden.

Durch die Archivierung von Daten aus dem Anlagenbetrieb kann die Software eventuelle Probleme mit Maschinen oder Anlagen in der Anlage erkennen. Für diejenigen, die mit Steuerungssoftware für Energie und Infrastruktur vertraut sind, kann das Verstehen der Daten eine Kunstform sein. Glücklicherweise kann moderne Software diese Informationen in einem leicht verständlichen Bericht zusammenfassen und dem Wartungspersonal helfen, genau zu erkennen, wo der Maschinenausfall wahrscheinlich auftreten wird, wenn die Anlage über mehrere Standorte verteilt ist.

Reagieren Sie in Echtzeit auf Warnungen

Das Sammeln und Archivieren von Daten kann auch bei der Reaktion auf Probleme in der Anlage von Vorteil sein. Viele Wasserkraftwerke verfügen aufgrund ihrer Größe über unbemannte Kontrollräume, die im Problemfall zu langsamen Reaktionen führen können. Anstatt auf die Eskalation des Problems zu warten, werden die meisten modernen Kontrollsysteme die Bediener auch per SMS, E-Mail oder Anruf benachrichtigen.

Mit dieser Methode können Bediener reagieren und erkennen, was schief gelaufen ist. Unter diesen Umständen ist es oft notwendig, die vergangenen Ereignisse des Anlagenbetriebs zu rekonstruieren, um genau herauszufinden, wo im Prozess der Fehler aufgetreten ist. Auch hier kann Software helfen.

zenon von COPA-DATA beispielsweise verfügt über ein eigenes Process Recorder-Modul. Diese Funktion kann Betriebsdaten aus dem Archiv abrufen und den Betrieb der Anlage jederzeit wiedergeben. Dies bietet dem Bediener eine Wiedergabe dessen, was schief gelaufen ist, was eine schnellere Identifizierung des Problems und damit geringere Ausfallzeiten ermöglicht.

Durch diese Art der Datenarchivierung werden auch Ereignisse aufgezeichnet und stehen für eine spätere Auswertung zur Verfügung. Dies kann Werksleiter in die Lage versetzen, fundiertere Entscheidungen zu treffen und die Effizienz der Anlage noch weiter zu verbessern.

Wasserkraft mag eine der effizientesten erneuerbaren Energiequellen sein, aber das bedeutet nicht, dass ihre Erzeugungsmethoden nicht verbessert werden können. Mittels Steuerungs- und Überwachungstechnik profitieren Energieunternehmen in Mitteleuropa bereits heute von der CO2-freien Kraft der Wasserkraft.

Großbritannien nutzt seit Jahrhunderten Wasserkraft, aber mit zunehmendem Druck, seine Ziele für erneuerbare Energien zu erreichen, ist es vielleicht an der Zeit, dass Großbritannien seine Nutzung von Wasserkraft auf die nächste Stufe hebt.

Der Autor dieses Blogs ist Jürgen Resch, Energiewirtschaftsleiter bei COPA-DATA