NORD Drivesystems

NORD-Antriebstechnik bewegt weltweit erstes Solarfaltdach

Seit Juli 2018 hat die Kläranlage ARA Chur (Schweiz) ein Dach über dem Kopf – und zwar ein ganz besonders: Das Solarfaltdach HORIZON von dhp technology ist weltweit einzigartig und ermöglicht die clevere Doppelnutzung von industriellen Flächen. Für das autonome Ein- und Ausfahren der Faltdachbahnen sorgen dezentrale Antriebseinheiten von NORD DRIVESYSTEMS.

Stromproduzent, Schattenspender, Sonnenanbeter, Wetterexperte und ein wahrer Meister im Platzsparen – das Solarfaltdach HORIZON des Schweizer Start-ups dhp technology ist weltweit einzigartig. Es wird über bereits genutzten Flächen aufgespannt und ermöglicht so eine clevere Doppelnutzung, ohne dass auch nur ein einziger zusätzlicher Quadratmeter bebaut werden muss oder die darunterliegende Fläche in ihrer primären Verwendung eingeschränkt wird. Das schont die Ressourcen Raum und Boden im besiedelten Gebiet, ermöglicht große dezentrale Solarstromkraftwerke dort, wo der Strom gebraucht wird und bringt Schatten für Personen, Güter und Infrastrukturen. Parkplätze werden so zu Stromtankstellen, Logistikflächen zu Frischezonen und Kläranlagen zu Stromkraftwerken.

Solartechnologie neu definiert

„Das Solarfaltdach ist eine einzigartige Lösung für die Solarstromproduktion auf Infrastrukturflächen, weil wir sehr große Stützenabstände realisieren können“, erklärt Andreas Hügli, Mitgründer und Co-Geschäftsführer von dhp technology. „Das geht, weil wir konsequent Seilbahntechnik anwenden und die flexiblen Faltdächer durch ihre leichtgewichtige Konstruktion in eine Schutzposition eingefahren werden können. Durch diese Schutzposition muss nicht die gesamte Photovoltaik-Anlage für alle Wetterextreme ausgelegt sein, sondern wir können die Module leichter bauen und dann in der Garage vor Witterungen wie Sturm, Schnee und Hagel schützen.“

dhp technology wurde 2015 gegründet und entwickelt solare Stromerzeugungssysteme für eine zeitgemäße, erneuerbare und dezentrale Stromversorgung. Im Fokus stehen dabei eine nachhaltige lokale Wertschöpfung, die Schonung knapper Ressourcen und die Reduktion von CO2-Emissionen. Mit HORIZON haben die Schweizer eine neuartige Technologie geschaffen, die die Anforderungen von Umwelt, Gesellschaft und Wirtschaft gleichermaßen erfüllt. Im schweizerischen Chur wurde jetzt Energiegeschichte geschrieben und das weltweit erste Solarfaltdach in Betrieb genommen – und zwar über der Kläranlage ARA Chur (ARA = Abwassereinigungsanlage). Mit dabei: intelligente, dezentrale Antriebstechnik von NORD DRIVESYSTEMS.

Flexibel und autonom: Gesteuert per Wetterstation und Algorithmus

Kläranlagen verbrauchen viel Strom und Platz. Da die Klärbecken aus betrieblichen Gründen jederzeit von oben zugänglich sein müssen, ist es nicht möglich, die Fläche mit herkömmlichen Photovoltaiksystemen zu überdachen. „Durch das Einfahren der Faltdachgruppen in ihre Garage können wir den erforderlichen Zugang zu den Klärbecken sehr einfach sicherstellen, sodass notwendige Wartungsarbeiten ohne Einschränkungen erledigt werden können“, so Hügli. Weitere entscheidende Punkte sind der große Stützenabstand, die Bauhöhe (5,5 m) und die einfache Verankerung auf den Beckenkronen. Darüber hinaus vermindert die Überdachung das Algenwachstum und reduziert den Wartungsaufwand.

Das Solarfaltdach der ARA Chur überspannt eine Fläche von 5.800 qm und überdacht die Vorklärung, die Biologie und die Nachklärung komplett. Die 2.120 Module produzieren 550.000 kWh Strom pro Jahr – und decken damit ungefähr 20 % des Eigenbedarfs der Anlage. Das Solarfaltdach agiert dabei völlig autonom und reagiert mittels einer lokalen Wetterstation sowie externer Wetterdaten automatisch auf Witterungsbedingungen. Die Sonne steuert automatisiert intelligente Antriebe mit integrierter PLC: Sobald morgens die ersten Sonnenstrahlen hinter den Wolken hervorkommen, entfalten sich die Solarpaneele mithilfe robuster Seilbahntechnologie vollautomatisch. Abends, wenn die Sonne wieder hinter dem Horizont verschwindet, geht es zurück in die geschützte Garagenposition. Auch bei Schnee, Hagel oder Sturm sowie in Ausnahmesituationen – beispielsweise bei Stromausfällen oder im Fall von Kommunikationsstörungen – bringt sich das Solarfaltdach selbständig in Sicherheit.

Intelligente Antriebstechnik von NORD

Das Ein- und Ausfahren übernehmen intelligente Antriebseinheiten von NORD DRIVESYSTEMS. Das Unternehmen aus Norddeutschland ist einer der international führenden Komplettanbieter der Branche und liefert vollständig aufeinander abgestimmte Antriebssysteme bestehend aus Getriebe, Motor und Frequenzumrichter – ein wichtiger Punkt für dhp technology. „Wir haben uns für eine Lösung von NORD entschieden, weil wir einen Anbieter gesucht haben, der uns die Antriebstechnik aus einer Hand liefern kann“, so Andreas Hügli. „Zudem passen die Produkte von NORD sehr gut zu unseren Anforderungen. Die Frequenzumrichter sind direkt auf dem Motor integriert, was für uns installationstechnisch ein großer Vorteil ist. Überzeugt hat uns außerdem die in den Antrieb integrierte PLC. Diese intelligente Steuerung erlaubt uns, bei Kommunikationsausfall die Faltdachgruppen zu jedem Zeitpunkt mittels einer autarken Homerun-Funktion in die Garage einzufahren. Das erhöht die Betriebssicherheit der Anlage wesentlich und ist für uns ein wichtiger Bestandteil der Antriebslösung.“

Die NORD-Antriebe – bestehend aus UNIVERSAL Schneckengetriebemotor (0,75 kW) mit Bremse und Magnetgeber sowie aufgebautem Frequenzumrichter NORDAC FLEX SK 205E (1,1 kW) – sind auf dem Tragwerk in einer geschützten Position montiert und können einzeln angesteuert werden. So kann das Wartungspersonal die Bahnen separat in die Garage fahren, um Wartungsarbeiten an gewissen Becken vorzunehmen. Jede der insgesamt 53 Faltdachgruppen wird von einem Antrieb gesteuert und je nach Wetterlage ein- oder ausgefahren. Je vier Antriebe sind dabei über den internen CAN-Bus elektrisch gekoppelt, wobei einer als Master die Bewegungsabläufe regelt.

Automatisiertes Ein- und Ausfahren dank intelligenter Antriebe mit integrierter PLC

Doch woher wissen die Antriebe eigentlich, wann es Zeit zum Ausfahren ist und wann der Rückzug angetreten werden sollte? Hier kommt die leistungsfähige PLC in den NORD-Frequenzumrichtern ins Spiel. „Lokal gemessene sowie auch externe Wetterdaten werden von der PLC eingelesen und mittels eines eigens entwickelten Meteo-Algorithmus verarbeitet, der dann die Anlage steuert und den Befehl „Einfahren“ oder „Ausfahren“ gibt“, erklärt Philip Racine, Systemingenieur bei dhp technology. Über Drehgeber besteht dabei jederzeit Kenntnis über die Position der Bahnen. „Damit wir die Anlage in einer angemessenen Zeit in einer sicheren Schutzposition haben, ist für uns außerdem die Rampenfunktion wichtig“, so Racine weiter. Die Rampen fahren langsam an, beschleunigen in der Mitte und fahren wieder langsam in die Garage ein. Auch das wird von der Antriebs-PLC geregelt. Dabei werden für das Ein- und Ausfahren der Faltdächer immer die gleichen Rampen gefahren und daher auch immer die gleiche Energie benötigt. Sollte es zu einem Störfall kommen und mehr Energie zum Einfahren der Bahnen in die Garage gebraucht werden, können die kompakten und robusten NORD-Schneckengetriebemotoren aber auch dies dank ihrer hohen Überlastfähigkeit mühelos bewerkstelligen.

Apropos Störfall: Die Steuerung ist so aufgebaut, dass sich die Anlage auch bei Stromausfall oder Kommunikationsstörungen eigenständig in die geschützte Garagenposition fährt. Dabei gilt: Manuelles Eingreifen via Fernwartung ist möglich, jedoch für einen sicheren Betrieb nicht nötig.

Sonnige Aussichten

„Die Zusammenarbeit mit NORD verlief sehr angenehm. Es hat einfach alles gepasst – sowohl die Produktpalette als auch der persönliche Kontakt“, zeigt sich Andreas Hügli vom Antriebspartner begeistert. „Die Qualität ist top, die Lieferung schnell sowie Beratung und Service bestens. Erwähnenswert ist außerdem die gute Hilfestellung bei Problemen, Weiterentwicklungen und Programmerweiterungen. Alles in allem haben wir uns bei NORD sehr gut aufgehoben gefühlt.“ Da verwundert es nicht, dass bereits weitere Optimierungen und gemeinsame Projekte unter Dach und Fach sind. So soll künftig auch die Detektion des Kommunikationsunterbruchs von der in den NORD-Frequenzumrichtern integrierten PLC übernommen werden. Ziel ist außerdem die weitere Vereinfachung des Montageaufwands durch vorkonfektionierte Stecker. Und natürlich wird die erfolgreiche Partnerschaft von dhp technology und NORD DRIVESYSTEMS auch bei zukünftigen Solarfaltdach-Installationen fortgesetzt.

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