Analoge Anlagen digital steuern

Genau an dieser Schnittstelle positioniert sich der EEBUS Relais Converter (ERC) von PPC und Weidmüller. Statt Anlagen zu ersetzen, rückt er die Nutzbarmachung vorhandener Infrastruktur in den Mittelpunkt. Damit schafft er einen pragmatischen Weg, bestehende Geräte netzdienlich digital nach § 14a EnWG und § 9 EEG zu steuern. Dieser Ansatz ist besonders relevant, weil ein Großteil der technischen Gebäudeausrüstung in Deutschland analog ist und damit nicht ohne Weiteres an das Smart Grid angebunden werden kann. Für diese Bestandsrealität braucht es Lösungen, die nicht nur technisch, sondern auch wirtschaftlich sinnvoll sind.

Ausgangspunkt für die Ausbreitung des Smart Grids ist die steigende Komplexität im Stromnetz: Photovoltaikanlagen, Ladestationen oder Wärmepumpen verändern die Leistungsflüsse im Gebäude und damit auch im Verteilnetz. Damit das Stromnetz für die Herausforderungen der Energiewende gewappnet ist, treiben § 14a EnWG und § 9 EEG den Ausbau des Smart Grids voran, indem sie die netzdienliche Steuerung der Verbraucher und Erzeuger vorschreiben.

Bisher wurden Schaltvorgänge über eine Steuerbox in der Anlage vorgenommen. Mit dem Smart Meter Gateway (SMGW), das in Abstimmung mit dem Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik entwickelt wurde, ist ein neuer Datenmittelpunkt entstanden, der diese zentrale Rolle übernehmen kann. Denn: Das Smart Meter Gateway kann die gesicherte Kommunikation vom Messstellenbetreiber bis in die steuerbare Kundenanlage sicherstellen. Über diesen Kommunikationskanal können netzdienliche Steueraufträge des Netzbetreibers ausgeführt werden. Die Übermittlung der Steuerbefehle im zukünftigen Smart Grid wird dabei digital erfolgen. Diese Steuereinrichtung kann ein separates Gerät sein oder das SMGWplus, ein per Softwareupdate zur Steuersignalweite befähigtes Smart Meter Gateway. Dadurch wird das SMGWplus zur Steuerzentrale digitaler Energiesysteme und ermöglicht signalbasierte Eingriffe in Energieanlagen. Dabei wird der Kommunikationsstandard EEBUS benutzt, er schafft einen herstellerübergreifenden Rahmen für digitale Geräte.

Doch viele gängige Systeme im Gebäudebestand, aber auch im Zubau, verfügen nur über analoge Schaltschnittstellen und sind durch die digitale Kommunikation des SMGWplus nicht erreichbar. Es klafft eine Lücke zwischen dem digitalen Smart Grid und klassischen Energieanlagen.

Hier kommt der EEBUS-Relais-Converter ins Spiel, er fungiert als Übersetzer zwischen digitalen Signalen und analoger Schaltung. Er übersetzt digitale EEBUS-Steuersignale in analoge Relaiskontakte und überbrückt damit die technologische Lücke zwischen digitaler Netzlogik und analoger Gebäudetechnik. Installiert zwischen SMGWplus und den angeschlossenen Energieanlagen, findet er meist im Zählerschrank – im Raum für Zusatzanwendungen (RfZ) oder im anlagenseitigen Anschlussraum (AAR) – seinen Platz. Dank der 230 Volt Versorgung und der klar definierten Schnittstellen gelingt die Integration ohne aufwendige Eingriffe in bestehende Anlagenstrukturen. Für Betreiber bedeutet das, dass sie die Vorteile des Smart Grids bei geringem Investitionsbedarf für die vorhandene Technik nutzen können. Der EEBUS-Relais-Converter agiert nach zwei Mechanismen, die aus Netzsicht entscheidend sind:

  • LPP (Limitation of Power Production): Kontrolle der Einspeiseleistung von Erzeugern wie PV-Anlagen.
  • LPC (Limitation of Power Consumption): Begrenzung des Verbrauchs, etwa bei Wärmepumpen oder Ladepunkten.

Der ERC verfügt dafür über vier Relais nach dem FNN-Steuerungskonzept, welche die Leistungsstufen für Erzeuger und Verbraucher regeln. Drei Relais dienen der Abstufung von Einspeiseleistungen (0/30/60/100 Prozent). Das vierte Relais führt steuerbare Verbraucher auf ein definiertes Leistungsniveau. Die Signale werden vom SMGWplus über eine ethernetbasierte EEBUS-Schnittstelle zum EEBUS-Relais-Converter weitergeleitet, der diese in eine entsprechende Relaisschaltung umwandelt. So werden Signale zuverlässig und reproduzierbar verarbeitet. Firmware Updates können über die CLS-Schnittstelle vom Messstellenbetreiber oder über eine direkte Internetverbindung vom Hersteller erfolgen. Das erleichtert die Wartung und Fehlerprävention deutlich und stärkt die Zukunftsfähigkeit des Geräts.

Insgesamt eröffnet der ERC die Möglichkeit, analoge Anlagen an ein digitales Energiemanagement einzubinden. Er unterstützt Netzbetreiber bei der Einhaltung gesetzlicher Vorgaben, ermöglicht Installateuren eine unkomplizierte Umsetzung und gibt Betreibern einen kosteneffizienten Einstieg in die Smart-Grid-Welt. Darüber hinaus schafft der ERC wichtige Grundlagen für weiterführende Energiemanagementstrategien: Lastverschiebungen, Optimierung autarker Betriebsweisen oder die Kombination verschiedener Energiesysteme werden in Zukunft nur mit digitaler Steuerbarkeit realisierbar sein. Der ERC schließt hier eine Lücke zwischen dem digitalen Smart Grid und analoger Anlagentechnik – und trägt damit nicht nur zur Stabilisierung der Netze bei, sondern auch zur wirtschaftlichen und funktionalen Weiterentwicklung bestehender Gebäudeinfrastruktur.

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