Elektro-Anlagen Röring GmbH rüstet Biogasanlagen mit Yaskawa-Umrichtern aus

Die „Grüne Transformation“ ist auch in den USA noch im Gange. In diesem Zuge gewinnt, forciert durch die US-Regierung, ein dort bisher kaum genutzter Energieträger an Bedeutung: Biogas (Renewable Natural Gas, RNG) aus Rindergülle. Für die Betreiber der großen Milchkuhfarmen im ganzen Land bietet die Erzeugung von Biogas und die Aufbereitung zu Biomethan einen Zusatznutzen. Mit dem lokal erzeugten und ins Netz eingespeisten Biomethan ergibt sich eine zusätzliche Einnahmequelle für die Farmen. Und sie leisten somit auch einen wichtigen Beitrag zur Erreichung der Klima- und Nachhaltigkeitsziele sowie zur Dekarbonisierung und zur Energiesicherheit des Landes. Biomethan-Erzeugung ist zudem nachhaltiger als die viel genutzte Energiegewinnung durch Fracking.

Die erforderlichen Erzeugungs- und Aufbereitungsanlagen stammen in vielen Fällen auch aus Deutschland, wo Biogas bisher schon in größerem Stil als in den USA erzeugt wird. Die EnviTec Biogas AG, ein erfahrener Player im Biogasanlagenmarkt, setzt dabei auf Schaltanlagen aus dem nordrhein-westfälischen Vreden: Die Elektro-Anlagen Röring GmbH steht dort schon seit 1990 für elektrotechnische Maßanfertigungen. Wenn es um maximale Prozessstabilität für Maschinen und Anlagen geht, verlassen sich Kunden weltweit auf die Erfahrung und Kompetenz des heute rund 70-köpfigen Teams von Elektro-Anlagen Röring.

Schaltschranktechnik für EnviTec Biogas
Ein aktueller Großauftrag umfasst die Planung, Programmierung und Inbetriebnahme der kompletten Schaltschranktechnik für insgesamt acht neue Biogaserzeugungs- und -aufbereitungsanlagen für die EnviTec Biogas AG, in denen das Biogas auf über 96 % Methangehalt, passend für das jeweilige Gasnetz, angereichert wird. Der erforderliche Prozessdruck wird mit frequenzgeregelten Gaskompressor erzeugt.

„Der wirtschaftliche Betrieb einer Biogasanlage setzt eine hohe Auslastung voraus“, erläutert Jürgen Tenbrink, Geschäftsführer Anlagenbau und Vorstand der EnviTec Biogas AG, in diesem Zusammenhang. „Diese wiederum wird erreicht durch eine hohe technische Verfügbarkeit, die wir mit unserem Qualitätsstandard sichern werden.“

Auch für die Elektrotechnik-Profis von Elektro-Anlagen Röring GmbH war ein Projekt dieses Umfangs alles andere als alltäglich. Flexibilität und Anlagen-Zuverlässigkeit sind entscheidende Faktoren, denn die Biogasanlagen müssen als autarkes System zuverlässig ‚auf der grünen Wiese‘ und oft weit ab von technischen Versorgungszentren arbeiten.

Umso größer war der Schreck, als zum Jahresende 2022 die längst bestellten Frequenzumrichter für die ersten Installationen aufgrund der weltweiten Chipkrise nicht geliefert werden konnten. Als Antriebssteuerung für den Verdichter der Biogasanlage spielen diese eine zentrale Rolle. Also griffen Betriebsleiter Sebastian Wolter und seine Kollegen zum Telefon. „Wir sind dann bei der Firma Yaskawa fündig geworden, die uns kurzfristig Frequenzumrichter für Motoren mit 590 kW Leistung zur Verfügung stellen konnten“, erinnert er sich.

Der japanische Hersteller mit Europazentrale im hessischen Hattersheim hatte vier geeignete Modelle kurzfristig verfügbar – Ergebnis einer anspruchsvollen Lieferkette die nicht zuletzt auch auf Europa als Produktionsstandort für viele Komponenten beruht. „Nach intensiven Gesprächen mit Yaskawa konnten wir uns noch vor Weihnachten 2022 entscheiden, diese Frequenzumrichter zu kaufen. Somit haben wir die Firma Yaskawa dann mit ins Boot geholt und wurden von da an super betreut“, so Wolter.

Dazu zählte auch, dass die neu entwickelten Multiprotokoll-Kommunikationskarten für die benötigte Profinet-Anbindung an die SPS im Zulauf für die Ersteinlagerung waren. Diese wurden direkt nach Prüfung durch die Yaskawa-Qualitätssicherung aus dem Logistikzentrum in Idstein nach Vreden gesendet. Ein Mitarbeiter des Technical Sales Support Team von Yaskawa führte dann die benötigten Updates der Umrichter-Firmware vor Ort am ersten Tag der Kaltinbetriebnahme durch. „Das war eine tolle Zusammenarbeit!“, blickt Sebastian Wolter zurück.




Frequenzumrichterserie A1000
Konkret handelt es sich bei den von Yaskawa gelieferten Geräten um Frequenzumrichter der bewährten Serie A1000. Die Geräteserie ist für Biogasanlagen perfekt geeignet aufgrund des guten Überlastverhaltens bei dennoch kompakter Baugröße und geringen Derating. Die vorhandenen Regelverfahren ermöglichen den Betrieb von Asynchron- und Permanent-Magnet-Synchronmaschinen mit oder ohne Geberrückführung. Dabei eignen sie sich für Standard-Applikationen – wie energiesparende Pumpen, Lüfter, Extruder, Mühlen und Rührwerke – ebenso wie für komplexere Antriebe mit Synchronlauf und Positionierung.

Für eine einfache und schnelle Inbetriebnahme sorgt die intuitive und kostenlose Parametriersoftware DriveWizard, mit welcher z. B. via Autotuning und Assistenten eine automatische Abstimmung der relevanten Parameter auf den angeschlossenen Motor und die Applikation möglich ist. Die integrierten Trend- und Oszilloskopfunktionen halfen in dem Fall des 590 kW-Gasverdichters dabei, den Anlauf zu optimieren. Mit der Software DriveWorksEZ lassen sich zudem per blockorientierter Programmierung individuelle Schalt- und Steuerungsaufgaben unkompliziert in den Frequenzumrichter einbinden. Der Umrichter kann so eine kleine SPS ersetzen, was Kosten reduziert und den Verdrahtungs- und Installationsaufwand der Anlage reduziert. Zudem erhöht es dank der kleineren Anzahl an Komponenten die Anlagenzuverlässigkeit.

Der A1000 erfüllt alle internationalen Normen und ist insbesondere auch nach der US-amerikanischen UL-Norm UL508C getestet. Die neue Kommunikations-Multiprotokollkarte deckt die wichtigsten, weltweit genutzten Feldbusse wie PROFINET, EtherCat, Modbus und EtherNet-IP in einem Teil ab. Es wird einfach via Dip-Schalter auf das gewünschte Protokoll umgeschaltet. Weitere Optionskarten speziell für CANopen, DeviceNet, Profibus, CC-Link und MECHATROLINK-III sind ebenfalls erhältlich. Damit war für Elektro-Anlagen Röring GmbH die Kompatibilität mit der vorhandenen Steuerungsumgebung von Anfang an gewährleistet.

Als weiterer Pluspunkt erwies sich – speziell für den geplanten Einsatz der Umrichter in den Biogasverdichtern in ländlichen, abgelegenen Gegenden – die robuste und wartungsarme Konstruktion der Umrichter: Wie alle Geräte von Yaskawa sind auch diese auf einen Dauerbetrieb von zehn Jahren ausgelegt. Ein Wartungsaufwand ist somit minimal. Zudem informiert der Umrichter via integrierter Fehlerdiagnose der wesentlichen Komponenten via Warnmeldungen über deren Zustand und beugt so einem Ausfall mit kostspieligem Anlagenstillstand wirksam vor. Sollte dann doch einmal ein Service-Einsatz notwendig sein, ist Yaskawa auch in den USA mit eigenen Niederlassungen präsent.

www.yaskawa.com