Mit der SR250 hat das schottische Unternehmen Scotrenewables Tidal Power (SRTP) eine schwimmende Gezeitenturbine entwickelt, die vor allem in Sachen Kosteneffizienz überzeugen soll. Die Steuerungstechnik dazu liefert der Automatisierungsspezialist Beckhoff.
Das System besteht aus zwei gegenläufig drehende Rotoren, welche die kinetische Energie der Gezeitenströmung aufnehmen, sowie einem Generator, der die Bewegung in elektrische Energie umwandelt. Über ein unter dem Meeresboden verlegtes Kabel wird der gewonnene Strom an die Küste gebracht.
Die wichtigsten Ziele des Unternehmens aus dem schottischen Stromness bei der Entwicklung der Gezeitenturbine waren die einfache Installation und Bedienung, die leichte Zugänglichkeit und einfache Wartung sowie die nötige Robustheit. SRTP ist überzeugt, dass die Betriebskosten den wichtigsten Faktor hinsichtlich der Konkurrenzfähigkeit der Gezeitenkraft, im Vergleich zu anderen erneuerbaren Energiequellen, darstellen. Herkömmliche Gezeitenkraftwerke haben in der Regel einen starren Aufbau mit entsprechenden Fundamenten und benötigen für die Installations- und Wartungsarbeiten auf hoher See kostspielige Spezialausrüstungen und -transportmittel, wie beispielsweise Hubkrähne und Schwerlastkranschiffe. Im Gegensatz dazu kann die schwimmende Gezeitenturbine von Scotrenewables mit wesentlich geringerem Kostenaufwand mit einem Universalarbeitsschiff installiert werden.
PC-basierte Steuerung übernimmt Kapitäns-Rolle
Die SR250 verwendet eine vollständig integrierte Beckhoff-Steuerungsplattform, vom Industrie-PC, über die EtherCAT-I/Os in Schutzart IP 67 bis zur Automatisierungssoftware TwinCAT. Sie steuert alle Betriebsfunktionen der Anlage, einschließlich des Ausfahrens der Turbinenarme und der Messwertaufzeichnung, der Datenerfassung, der Betriebs- und der Fernüberwachung. „Dies ist ein besonders innovatives und anspruchsvolles Projekt. Entsprechend hoch waren die Anforderungen an die Steuerungskomponenten bezüglich Robustheit und Verfügbarkeit“, sagt Alan Smith, Beckhoff Regional Manager für Schottland. Deshalb basiert beispielsweise die Systemkommunikation der SR250 auf einer EtherCAT-Ringtopologie, die garantiert, dass das System auch bei Kabelbruch funktionsfähig bleibt. Zudem gewährleiste dieser Aufbau eine schnell durchführbare Konfiguration, bei der nur wenige Schwachstromkabel anzuschließen sind. Das System hat die Aufgabe, alle beweglichen Teile, wie die Hydraulik, zu steuern, und es kommuniziert sogar mit Fremdgeräten, wie den drehzahlgeregelten Antrieben. Die gesamte Überwachung erfolgt über das TwinCAT-HMI-Tool, das ohne Treiber oder andere Kommunikationsprotokolle auskommt, wobei die Variablen lokal in derselben Software wie die Programmierlogik adressiert werden.
Erste Tests mit der SR250 sind nach Angaben von Angel Rua, Entwicklungsingenieur bei Scotrenewables, erfolgreich verlaufen: „Es hat sich gezeigt, dass unsere schwimmende Turbine stabil und effizient Energie erzeugen und ihre Nennleistung von 250 Kilowatt erreichen kann.“ Das Unternehmen arbeitet bereits an einem Nachfolger, einer 2-MW-Turbine. Die SR2000 soll bei 3 m/s eine Nennleistung von 2 MW erreichen und damit eine der stärksten Gezeitenturbinen der Welt werden. bö
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