Energieeinsparungen und die Optimierung der Energieeffizienz sind vorrangige Ziele des Wasserversorgungsbetriebs SIGE, der im Bezirk Riviera-Pays-d’Enhaut drei Kläranlagen betreibt. Dazu nutzt er das Energiedatenmanagement von Wago.
Dem interkommunalen Wasserversorgungsbetrieb SIGE gehören
zehn Gemeinden des Bezirks Riviera- Pays-d‘Enhaut an. Zu seinen Hauptaufgaben gehört die Behandlung des Abwassers der Mitgliedsorte und benachbarter Gemeindeverbände. Hierzu betreibt der Verband drei Kläranlagen, die sich in Vevey, Montreux und Roche befinden. Sie gehören
zu den Energie-Grossverbrauchern im Sinne der kantonalen Bestimmungen und des Energiegesetzes der Eidgenossenschaft. Beispielsweise belief sich der Stromverbrauch der Kläranlage Vevey im Jahr 2018 auf 1619 MWh. Daher ist sie dazu angehalten, Musterzielvereinbarungen zur Senkung
ihres Energieverbrauchs und der CO2-Emissionen auszuarbeiten und zu unterzeichnen.
Der SIGE setzt eine zielgerichtete Energiesparpolitik um und hat eine Studie zur Verbesserung der Energieeffizienz seiner Abwasserkläranlagen eingeführt. Eric Barras, Leiter der Wartungsabteilung, hat eine pragmatische Herangehens-weise: «Um den Energieverbrauch senken zu können, müssen wir verstehen, was verbraucht wird. Doch bis vor kurzem hatten wir kaum detaillierte Informationen über den Verbrauch.» In der Tat war die Verfolgung des Energieverbrauchs der Anlagen nur durch Hauptzähler sichergestellt, die lediglich Gesamtzahlen lieferten. Zwecks eingehenden Verständnisses des jeweiligen Energiebedarfs wurde daher entschieden, für jeden Schritt ein eigenes Erfassungssystem einzurichten.
Energieintensive Verfahren
Nach dem Heben des Wassers mittels archimedischer Schneckenpumpe wird dieses einer Rechenbehandlung und einer Sandabscheidung unterzogen. Der darauffolgende Schritt besteht darin, sämtliche Feststoffe,
die schwimmen oder sich leicht absetzen, zu entfernen. Eine biologische Behandlung ermöglicht es schliesslich, dass Mikroorganismen die verschiedenen im zu behandelnden Wasser gelösten Schmutzstoffe aufnehmen. Für mehrere dieser Verfahren ist der dauerhafte Betrieb von Motoren erforderlich, beispielsweise für den Antrieb der Schneckenpumpen oder der Verdichter, die der Belüftung der Becken mit der biologischen Behandlung dienen. Darüber hinaus verfügt die Kläranlage Vevey über eine Wärmepumpe zur Rückgewinnung der Wärme des Abwassers, mit der das angrenzende Verwaltungsgebäude beheizt wird. Dies ist in der Energiebilanz zu berücksichtigen.
Automatisierte auslesung
Um verlässliche Verbrauchs- und Produktionsdaten zu erhalten, genügt ein manuelles Auslesen nicht. Daher wurden zwanzig mit dem Energy-Data-Management-System ausgestattete Wago-Steuerungen installiert. Diese Geräte sind über die drei Standorte verteilt und ermöglichen es, die Verbrauchsdaten im gewünschten Rhythmus zu erheben. Beispielsweise erfolgen manche Auszählungen alle zwei Sekunden, andere im Tagesrhythmus.
Im Wasserversorgungsbetrieb SIGE werden für jedes Verfahren gesonderte Messungen und Analysen vorgenommen. Eric Barras betont, worauf es bei der Studie ankommt: «Wir haben eine Methodik des Vergleichs zwischen den Kläranlagen eingerichtet. Man kann eine Zahl nicht absolut betrachten, sondern muss sie in ihren Kontext stellen und vergleichen. Im SIGE werden die erhobenen Daten folglich verwendet, um Vergleiche mit VSABezugsdaten herzustellen. Dadurch lässt sich beispielsweise verifizieren, dass eine Behandlung vergleichsweise wirksam ist.» Und Eric Barras erläutert: «Diese Messungen ermöglichen es uns auch, Situationen zu verfolgen, die uns unnormal erscheinen.»
Optimierung durch iterative Ansätze
Der erste Vorteil der Wago-Lösung besteht in einem besseren Verständnis der Verbraucher in den Prozessen. In der Tat ist nach dem Einbau jedes neuen Zählers die erste Aufgabe des mit der Analyse betrauten Personals,
die bereitgestellten Verbrauchswerte zu beobachten und sie in Beziehung zu den erwarteten Werten zu setzen. Im Laufe des Tages auftretende Schwankungen werden ebenfalls ausgemacht. Es kommt unweigerlich zu Überraschungen, denn die Anlagen arbeiten das ganze Jahr rund um die Uhr.
Auf diese Weise wird der Betrieb jedes Sektors einer Kläranlage überwacht und analysiert, um ihn besser zu verstehen. Es sind nicht nur die Zahlen zum Energieverbrauch, die ein Vorankommen ermöglichen, sondern auch die Angaben zur Betriebszeit eines Geräts. In einem zweiten Schritt führt der Betreiber der Anlage Versuche durch, indem er die Betriebsparameter modifiziert. Zum Beispiel kann durch Variieren der Schaltpunkte der Pumpen die Anzahl der täglichen Einschaltungen angepasst oder die Hubhöhe minimiert werden, je nachdem, ob die Pumpen über die gesamte
Höhe der Grube funktionieren oder so, dass die Grube befüllt bleibt. Es sind iterative Ansätze, die zu den richtigen Kombinationen führen.
Kein Programmieraufwand
Der Ausarbeitung des Messkonzepts und der Auswahl der Lösungen in Sachen automatisierter Auszählung wurde besondere Aufmerksamkeit geschenkt. «Das Wago-Produkt hat uns durch seine Einfachheit begeistert. Man kann es zur Messung des Energieverbrauchs sowie für andere Anwendungen, wie die Automatisierung der Beleuchtung der Räumlichkeiten, verwenden», erläutert Eric Barras. Angesichts des begrenzten Platzes in einigen Schaltschränken finden auch die Modularität
und die Kompaktheit der Steuerungen grossen Anklang. Es funktioniert beinahe nach dem Prinzip Plug-and-play, fügt er hinzu. Der Vorteil dieses Produkts besteht darin, dass es keinerlei Programmierung bedarf, sondern vom Nutzer lediglich parametrisiert werden muss.
Aber damit ist es bei der Einrichtung eines Messsystems noch nicht getan. Es wurde zudem ein Lieferant benötigt, der über eine Palette an Messtransformatoren, Rogowski-Spulen und M-Bus-Modulen für die Energiezähler verfügt, die dem Bedarf des SIGE entsprechen. Diese Angebotsvielfalt ist ein enormer Vorteil, da der Einbau während des Betriebs erfolgen muss. Einzelne Anlagenteile können für maximal zehn Minuten angehalten werden; dann müssen sie wieder laufen.
Bedachte Optimierung
Die vom Energy Data Management gelieferten Daten werden im Überwachungssystem des SIGE angezeigt. Darüber hinaus werden von den Betreibern CSV-Dateien verwendet und je nach Bedarf entsprechend aufbereitet. Das ist einfach, effizient und entspricht den Zielen.
Die ersten Ergebnisse sind ermutigend. Die SIGE-Teams gehen mit Bedacht vor, nehmen kleine Einstellungsanpassungen vor und erfassen die Auswirkungen. Damit ist der Optimierung der Energieeffizienz der drei Kläranlagen der Weg bereitet.
