Neben den ökonomischen und ökologischen Gesichtspunkten spielt bei der Energieversorgung auch die Qualität (Verfügbarkeit, Schwankungen, etc.) der bereitgestellten Strom und Wärme eine entscheidende Bedeutung. Als innovatives Beispiel sei hier das Energieversorgungscenter (EVC) Dresden-Wilschdorf erwähnt.
Das EVC versorgt ein Produktions- und Entwicklungszentrum für Mikrochips der Advanced Micro Devices (AMD) mit Stom, Dampf, Wärme und Kälte. Um die hochempfindliche Chipfertigung nicht zu stören, darf der Strom höchstens 10 ms ausfallen und die Stromfrequenz darf nie mehr als 1% vom Normwert abweichen. Hinsichtlich der Spannung (20 kV) beträgt die Toleranz gerade einmal 8%.
Ein innovatives Energieversorgunszentrum liefert seit Oktober 1998 den Strom in der gewünschten Qualität. Herzstück des EVC sind acht Caterpillar Gas-Ottomotoren der Baureihe 3600 mit einer jeweiligen elektrischen Leistung von 3,9 MW. Die in einer 16-Zylinder-V-Bauweise ausgeführten Motoren weisen einen elektrischen Wirkungsgrad von 41,8% bei einem Gesamtnutzungsgrad von 85,3% auf. Dabei werden die vom Unternehmen Zeppelin Baumaschinen (Achim) gelieferten Gasmotoren im Magerbetrieb mit einer Lambdazahl von 2,2 betrieben. Dazu wird in einer Vorkammer ein stöchiometrisches Gemisch gezündet, das eine vollständige Zündung des sehr mageren Gemisches im Hauptbrennraum bewirkt. Durch das magere Gemisch wird ein schadstoffarmer Betrieb ermöglicht. Lediglich die Kohlenmonoxid-Emissionen müssen mittels eines einfachen Oxidationskatalysators reduziert werden. Die Entstehung von zu vielen Stickoxiden wird bereits durch die Magerverbrennung vermieden.
Die installierte Gesamtleistung von 31 MWel übertrifft den Spitzenlastbedarf des AMD-Werkes um rund 8 MWel. Dadurch wird sicher gestellt, daß jederzeit eine ausreichende Reserve zur Verfügung steht. Um bei einer Störung an einem BHKW-Modul die Stromqualität gewährleisten zu können, bis sich ein Reservemodul zugeschaltet hat, wurde ein Power Conditioning Device (PCD) – Umrichtersystem installiert. Schwungräder als Energiespeicher garantieren eine Stromlieferung in Sekundenbruchteilen. Die drei PCD-Anlagen können jedoch nur über einen kurzen Zeitraum eine Leistung von 4,5 MWel erbringen.
Für einen möglichst störungsfreien Betrieb der Energieanlage sorgt ein Motormangement-System, mit dem die BHKW-Motoren überwacht werden. Das elektronische Motormanagement überprüft und regelt für jeden Motorenzylinder die Drücke, die Temperatur und teilweise auch den Durchfluß von Gas, Ladeluft, Abgas und Kühlwasser sowie die Methanzahl des Gases. Per Fernüberwachung kann ein Wartungsteam der Zeppelin-Niederlassung in Dresden bei Abweichungen in den Motormeßwerten eingreifen, bevor es zu einer Störung kommt.
Die acht BHKW-Module liefern pro Motor auch 2.300 kW Heizwasser mit einer Vorlauftemperatur von 95°C sowie über 1.8000 kW Dampf. Zur Sicherheit stehen noch zwei Hilfskessel (je 7 MWth) für die Dampferzeugung bereit. Der Dampf sowie ein Teil des Heizwassers treiben eine einstufige (3,2 MW) sowie vier zweistufige (je 5,8 MW) Absorptionskälteanlagen an. Die Kälte wird für die Klimatisierung der Reinräume und für Trocknungsprozesse verwendet.
Markus Gailfuss, BHKW-Infozentrum Rastatt
