Immer unter Strom

Anbieter von Energiespeicherlösungen nutzt WAGO-Technologie

Energiespeicherlösungen können speziell für den Bedarf der Anwender konfiguriert werden. Foto: Active Energy Storage GmbH

Energiespeicherlösungen können speziell für den Bedarf der Anwender konfiguriert werden. Foto: Active Energy Storage GmbH

Im Kontext der Energiewende wird die Notwendigkeit für Speicher, die Energie aus volatilen Quellen aufnehmen und bei Bedarf wieder abgeben, immer bedeutender. Klar ist, der Markt für Flexibilität, sprich Angebot und Nachfrage von positivem und negativem Strombedarf, wird vor dem Hintergrund der Energiewende mittelfristig weiter wachsen. Industrie und Gewerbe können ebenfalls von „Flexibilitäten“ bei der Energieversorgung profitieren. Wie das gelingt und welche Möglichkeiten Energiespeicherlösungen darüber hinaus bieten, zeigt das Beispiel der Active Energy Storage GmbH.

Active Energy Storage mit Sitz in Wesel ist ein Projektierer und Hersteller von Energiespeicherlösungen, der seinen Kunden branchenübergreifend individuelle Lösungen bietet – ob Rechenzentrum, Industrie oder Netzbetreiber. Das Unternehmen vom Niederrhein kombiniert die Vorteile eines Lithium-Ionen-Energiespeichers mit denen einer unterbrechungsfreien Stromversorgung (USV). Die daraus erwachsene Lösung ist notstromfähig und damit, wie das Unternehmen betont, einzigartig am Markt. Das Portfolio des Weseler Unternehmens umfasst eine Vielzahl von Lösungen, die von 10 kVA bis zu 800 kVA reichen und mit einer Speicherbatterie geliefert werden, die in 18,3 KWh Schritten modular erweiterbar ist. Auch die Einbindung von Photovoltaikanlagen, Windrädern, BHKWs und anderen Energieerzeugern ist möglich und sorgt für Flexibilität.

Ganzheitliche Energiespeicherlösungen

Um seinen Kunden adäquate Lösungen zu bieten, setzt Active Energy Storage für kundenspezifische Energiespeicher auf Fernwirktechnik von WAGO. Jüngst hat das Weseler Unternehmen eine Energiespeicherlösung in einem Lebensmittellogistikzentrum in der Nähe von Zürich installiert, in der auch eine fernwirkfähige WAGO-Steuerung zum Einsatz kommt – diese bietet dank möglicher Härtung gemäß BDEW-Whitepaper ein hohes Maß an Sicherheit und Qualität. Active Energy Storage hat für den Kunden vor Ort eine 40 kVA Lösung in Betrieb genommen, die eine Riello Power Systems USV mit einem 36,6 kWh großen Lithium-Ionen-Speicher von Sony kombiniert. Die Programmierung und Integration der Energiespeicherlösung übernahm die Firma Horlemann Elektrobau aus Uedem. Das Herzstück ist jedoch der fernwirkfähige PFC200 Telecontrol aus dem Hause WAGO, der die Steuerung übernimmt und Erzeuger und Verbraucher zu- und abschaltet. Der WAGO-Controller erfasst über eine WAGO 3-Phasen-Messklemme alle Messwerte, etwa die Daten mehrerer Einspeiser, verarbeitet diese und ermöglicht dadurch die Standardüberwachung und kundenindividuelle Steuerung.

Eine Photovoltaikanlage auf dem Dach des Logistikzentrums, die überschüssigen Strom in die Batterie einspeist, ist vor Ort an die Speicherlösung angebunden. Bei Bedarf kann der gespeicherte Strom genutzt werden um kurzfristige Lastspitzen auszugleichen – zum Beispiel nachts. Dabei werden jedoch immer nur 50 Prozent der Batterie entladen. Die übrigen 50 Prozent Kapazität werden als Reserve für die Notstromfunktion vorgehalten. Die Bedienung der Speicherlösung erfolgt über ein installiertes Web-Panel, an dem der Kunde die Lastgrenzen individuell festlegen kann. „Die Steuerung von WAGO verfügt über alle erforderlichen Zulassungen und ist frei programmierbar. Dank Fernwirktechnik ist sie außerdem extern steuerbar sowie DNP3 und VHPready“, begründet Geschäftsführer Horst Münnich die Entscheidung für WAGO.

Mit einer solchen Energiespeicherlösung können Unternehmen nach Angaben des Herstellers einen Autarkiegrad von 70 bis 80 Prozent erreichen und – gekoppelt mit einem BHKW oder anderen Energieerzeugungsanlagen – sogar komplett autark werden. Dank der Kombination aus USV und Notstromfunktion des Speichers ist der Schutz vor Stromausfällen und Netzstörungen gewährleistet. Kurze Stromunterbrechungen, sogenannte „Netzwischer“ verursachen keine Produktionsstillstände mehr, wenn etwa Rechner abstürzen und die Produktion im Zuge dessen neu anlaufen muss. Darüber hinaus ist ein Betrieb der Energiespeicherlösung ohne öffentliches Netz für Off-Grid-Lösungen möglich. Auch die Bereitstellung von Flexibilität in Form einer Teilnahme am Markt für Regelenergie ist denkbar.

Lithium-Ionen-Akkus

Die Energiespeicherlösungen vom Niederrhein nutzen Lithium-Ionen- Akkus, die dank der Skaleneffekte der anlaufenden Massenproduktion heute auch wirtschaftlich interessant sind. Lithium-Ionen- Speicher sind nicht nur temperaturbeständiger und erfordern folglich einen geringeren Klimatisierungsaufwand, sondern verfügen auch über eine höhere Lebensdauer von 10.000 Ladezyklen.

IT-Security bis in die Steuerung

Die Controller PFC100 und PFC200 von WAGO kodieren Daten nicht nur mittels SSL/TLS 1.2 in der Steuerung, sondern übertragen diese via VPN-Tunnel auch sicher in übergeordnete Systeme.

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Foto: WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG

IoT-Anwendungen erfordern zuverlässige Automatisierungstechnik – gerade mit Blick auf das Thema der IT-Sicherheit. Schließlich sind Produktionsdaten ein wertvolles Gut – und müssen besonders geschützt werden. Die Controller PFC100 und PFC200 von WAGO tragen diesen Entwicklungen Rechnung. Sie zeichnen sich durch ein plattformübergreifendes Realtime-Linux aus, das als Open- Source-Betriebssystem langzeitverfügbar, skalierbar und updatefähig ist und Tools wie Rsync unterstützt. Sie sind dementsprechend auch als Secure Gateway einsetzbar. Die installierte Linux®-Basis unterstützt nicht nur wesentliche Sicherheitsprotokolle, sondern sorgt auch dafür, dass diese dank der großen Linux-Community auch ständig weiterentwickelt werden. Die WAGO-Controller sind somit weniger eine einfache SPS, die zusätzlich noch in der Lage ist, Daten in die Cloud zu schicken, als vielmehr ein vollwertiger Linux-Rechner, der ganz nebenbei auch noch CODESYS-SPS-Runtime unterstützt. Es können außerdem verschiedene Schnittstellen und Feldbusse wie CANopen, PROFIBUS DP, DeviceNet und Modbus-TCP herstellerunabhängig bedient werden.

Sicherheit auf allen Ebenen

Die WAGO-PFC200-Familie ist außerdem für die Umsetzung der aktuell höchsten Sicherheitsanforderungen gemäß der ISO- 27000-Reihe aufgestellt – je nach Einsatz und Risikoanalyse. Sie bietet Onboard-VPN-Funktionalität basierend auf dem sogenannten „Strongswan Package” und dem OpenVPN-Paket, einer sicheren Kommunikationslösung für Linux-Betriebssysteme. Darüber hinaus können die Daten bereits im PFC200-Controller mittels SSL/TLS-1.2-Verschlüsselung (Secure Sockets Layer/ Transport Layer Security) kodiert werden. Einen VPN-Tunnel baut dieser dann direkt über IPsec oder OpenVPN auf und überträgt die Daten, wenn gewünscht, sogar kabellos in die Cloud. Während IPsec auf Betriebssystemebene bzw. Layer 3 verschlüsselt, sorgt OpenVPN auf der Anwendungsebene (Layer 5) für Datenintegrität. So entstehen abhör- und manipulationssichere Kommunikationsverbindungen zwischen den Controllern und den Netzzugangspunkten. Auch ein vorgeschalteter VPN-Router ist nicht mehr erforderlich. Bei der Kommunikation mit einem PFC200-Controller wird eine verschlüsselte LAN/WAN-Verbindung aufgebaut, deren Inhalt nur die beiden Endpunkte verstehen können. Verbindungen werden nur nach erfolgter Authentifizierung aufgebaut. Mit Pre-Shared-Key kommt ein Verschlüsselungsverfahren zum Einsatz, bei dem die Schlüssel beiden Teilnehmern vor der Kommunikation bekannt sein müssen. Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass es einfach zu realisieren ist. Alternativ ist das x509-Zertifikat ein Verfahren für eine Public-Key-Infrastruktur zum Erstellen digitaler Zertifikate. Bereits heute erfüllt WAGO mit dem ausgeprägten Sicherheitskonzept des PFC200 alle relevanten Richtlinien im Bereich IT-Security und sogar eine Vielzahl der Vorgaben aus dem BDEW-White Paper für Anwendungen im Bereich der Energie- und Wasserversorgung, die zur sogenannten „Kritischen Infrastruktur” (KRITIS) zählen.

Der PFC200 ist zudem als skalierbarer Knotenpunkt einsetzbar, der bei bereits bestehenden Automatisierungssystemen nachgerüstet werden kann, ohne in den eigentlichen Automatisierungsprozess einzugreifen – die Daten werden parallel abgegriffen und per MQTT oder OPC UA in die Cloud geschickt. Mit geringem Aufwand und relativ einfachen Mitteln können komplexe Prozesse so nicht nur erfasst, sondern per Smartphone oder Tablet auch visualisiert werden. Relevante Bereiche lassen sich über eine Hierarchieabstufung nach Detailtiefe filtern. Auf diese Weise sind mögliche Fehlfunktionen leichter und frühzeitig lokalisierbar.

 

Kontakt: WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG, Sascha Rentzing, 32423 Minden, Tel. +49 571 887 49620, sascha.rentzing@wago.com

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