Kran speist Energie zurück ins Netz

Kran speist Energie zurück ins Netz
Kran speist Energie zurück ins Netz
05.08.2014 | Ein Baukran verbraucht pro Tag rund 50 kWh Strom – dreimal so viel wie ein Durchschnittshaushalt. Ein Schweizer Kranhersteller will zumindest einen Teil der Energie einsparen, indem er Strom zurück ins Netz einspeist, wenn der Motor die Last am Haken abbremst.

Von unten sind sie fast unscheinbar, die Schaltschränke auf dem Ausleger der Baukräne. Wer aber genau hinschaut, kann im Sommer die Luft darüber flimmern sehen. Jedes Mal, wenn der Kran eine Last herunterlässt, bremst der Motor und verheizt die dadurch gewonnene Energie in einem Widerstandselement im Schaltschrank. «Eigentlich unbegreiflich, dass dies heute noch so ist», sagt Mike Bachmann, Inhaber des gleichnamigen Familienunternehmens, das unter dem Label Swisscrane als einzige Schweizer Firma noch Baukräne herstellt. «Die Energie würde man besser zurück ins Stromnetz einspeisen.»

Genau dies dachte sich der Steuerungsverantwortliche bei der Firma Bachmann AG Beringen, Andreas Ehrat, als er 2011 begann, eine neue Steuerung für die Baukräne zu entwickeln. «Baukräne sind heute auf der Baustelle die grössten Stromverbraucher», sagt Ehrat. Auch die Elektrizitätswerke sind auf die Kräne aufmerksam geworden – weniger wegen des Verbrauchs, als wegen der hohen Anlaufströme, die bis zu 220 A betragen können. Da flackert schon mal das Licht im Quartier, wenn eine grosse Last gehoben wird. «Auf Grossbaustellen mit mehreren Kränen verlangen die Elektrizitätswerke immer häufiger, dass die Anlaufströme auf 100 A begrenzt werden », sagt Ehrat.

Video/Präsentation:

Verschiedene Technologien

Viele Hersteller von Umrichtern bieten mittlerweile Geräte an, die Strom ins Netz zurückspeisen können. Als Andreas Ehrat die Datenblätter genauer anschaute, fielen aber bereits einige aus dem Rennen. Die Umgebungsbedingungen auf einem Kran sind anspruchsvoll – von den Temperaturen über die Erschütterungen bis zum rauen Betrieb auf der Baustelle. Zudem gibt es bei Umrichtern verschiedene Technologien: einerseits netzgeführte Wechselrichter, die auf Dioden/Thyristoren basieren, andererseits elektronisch geregelte Umrichter, basierend auf Leistungstransistoren. Ehrat entschied sich für Sinamics S120 Umrichter. Hier schalten IGBT-Transistoren den Strom, womit während der Netzrückspeisung der Leistungsfaktor geregelt werden kann (Blindleistung). Zudem erreicht der Wechselrichter im Motorenbetrieb annähernd die maximale Spannung, die auch beim Eingang anliegt.

«Den Aufwand für die Programmierung der Sinamics S Umrichter habe ich allerdings unterschätzt», sagt Ehrat. Er nahm an, dass der Aufwand etwa gleich gross sei wie bei den Sinamics G Umrichtern, der einfacheren Produktfamilie für allgemeine Anwendungen. Der Unterschied liegt aber nicht nur in der leistungsfähigeren Hardware, sondern auch bei den zusätzlichen Möglichkeiten der Software – die zugleich konfiguriert werden muss.

 

Den kompletten Fachbericht können Sie im
insight, das Kundenmagazin von Siemens Indsutry Schweiz, Ausgabe 1/13 auf Seite 6 lesen.


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