Acrobat Distiller, Job 3 - SMA Solar Technology AG

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September 2002
Kythnos – The Sunny Island
Einweihung der ersten Stromversorgungen mit Sunny Island
Am 25. und 26. April 2002 wurden
die ersten modularen Energieversorgungssysteme mit dem neuen Batteriestromrichter Sunny Island auf der
griechischen Insel Kythnos eingeweiht.
Mehr als 50 Experten von Energieversorgern, Industrie und Instituten aus Europa waren zu diesem besonderen Ereignis auf Kythnos zusammengekommen, um einen bedeutenden Schritt für
die weltweite Verbreitung erneuerbarer
Energien für netzferne Verbraucher zu
feiern. Die hier erstmals eingesetzte zukunftsweisende Technologie bietet ganz
neue Möglichkeiten, Stromversorgungssysteme einfach und flexibel mit
verschiedenen Energiequellen aufzubauen (z.B. mit Solarenergie und
Windenergie). Ein entscheidender Vorteil ist, dass die Anlagen bei steigendem Energieverbrauch einfach erweitert werden können. Dies ist insbesondere bei der Elektrifizierung in Ent-
II
N
N
H
H
A
A
LL
TT
Kythnos – The Sunny Island . . . . . 2
China über 200 km/h . . . . . . . . . 4
Erfolgspotential Feldbus . . . . . . . . 6
„Auf Schalke“ . . . . . . . . . . . . . . . 8
Tapferes Gespann . . . . . . . . . . . . 9
Modus 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Gut gereift! – CMM bei SMA . . . . 12
Kartoffel ofenfrisch . . . . . . . . . . . 14
Solartechnik: Innovationen 2002 . 16
U-Bahn in China . . . . . . . . . . . . . 18
America: Open for Business . . . . . 19
SMA präsent in 2002 . . . . . . . . . 20
September 2002
Auch in entlegensten Regionen ist eine gesicherte Stromversorgung möglich. Die „Eselsbucht“ auf der
griechischen Insel Kythnos wird mit einem Sunny Island-System versorgt.
wicklungs- oder Schwellenländern von
größter Bedeutung.
EU-geförderte Projekte
Im Rahmen von zwei EU-geförderten
Projekten wurden auf Kythnos von
SMA in Kooperation mit dem Institut für
Solare Energieversorgungstechnik e.V.
(ISET) die ersten modularen Stromversorgungssysteme mit Sunny Island aufgebaut. Drei Systeme im Leistungsbereich von 3 kW bis 18 kW stellen auf
der Basis von Solarenergie die Stromversorgung für eine entlegene Bucht
und ein Bauernhaus sicher. Die Systeme sind seit Mai 2001 im Probebetrieb
und im Rahmen der Projekte intensiv
untersucht und weiterentwickelt wor-
den. Über eine GSMVerbindung konnten
die Anlagen komplett fernüberwacht und z. B.
durch die Anpassung von
Betriebsführungsparametern optimiert
werden. Die Erkenntnisse sind natürlich
in den seit August
2001 als Seriengerät verfügbaren Sunny
Island mit eingeflossen.
Lesen Sie weiter auf Seite 2
SMAinfo 29
Fortsetzung von Seite 1
Zu der offiziellen Übergabe und Einweihung der Anlagen gehörte, original
griechisch, natürlich auch deren Segnung durch einen Geistlichen. Seit dem
laufen die Anlagen mit Gottes Segen
(und dem allerneuesten Softwarestand)
noch besser als während der ersten
Testphase.
Modell für die Stromversorgung
mit regenerativen Energien
Die Anlagen auf Kythnos demonstrieren eindrucksvoll die Möglichkeiten der
modularen Systemtechnik auf der Basis
von Sunny Island in Kombination mit
unseren Sunny Boys. Die kleine einphasige Anlage, die ein Bauernhaus versorgt, besteht aus einem Sunny Island
und einem PV-Generator von 2,2 kWp,
der über einen Sunny 2500 in das
„Mikro-Netz“ einspeist. Hier werden
vor allem eine elektrische Pumpe zur
Bewässerung der Felder, kleine elektrische Maschinen, wie eine Honigschleu-
Die „Eselsbucht“ mit dem Blockschaltbild des modularen Stromversorgungssystems.
Geschichte des Hybrid-Projektes auf Kythnos
1982
1983
1989
Errichtung des ersten
Windparks in Europa
(5 x 20 kW)
Errichtung einer 100 kW-PVAnlage mit Batteriespeicher
Austausch der Windturbinen (5 x 33 kW)
der, sowie übliche Haushaltsgeräte wie
Licht, Kühlschrank und Fernseher versorgt.
Einweihung und Segnung der Anlagen durch einen griechischen Geistlichen.
2
In der „Eselsbucht“ wurde ein Netz mit
zwei dreiphasigen Sunny Island Systemen aufgebaut. Bisher werden 11
Häuser aus den 6 PV Generatoren versorgt, die dezentral in das Netz einspeisen. Die Solargeneratoren wurden
an den Häusern zur Beschattung genutzt und speisen über Sunny Boys
unterschiedlicher Leistungsklassen in
das kleine Inselnetz ein. Ein kleiner Dieselgenerator stellt auch bei ungünstigen
Einstrahlungsbedingungen sicher, dass
die Lichter nicht ausgehen. Sunny Island arbeitet hierbei nicht nur als
Wechselrichter, sondern übernimmt
auch die automatische Steuerung aller
Komponenten, wie das Starten und
Stoppen des Dieselgenerators und die
Installation von Sunny Island, Sunny Boy und
Sunny Boy Control im Bauernhaus.
Überwachung und regelmäßige Vollladung der Batterie. Schon haben weitere Bewohner der Bucht beantragt, an
das kleine Inselnetz angeschlossen zu
werden; dank der modularen Struktur
der Anlage ist dies problemlos möglich.
September 2002
SMAinfo 29
Kythnos –
seit 20 Jahren Systemtechnik
für erneuerbare Energie
Doch das ist noch nicht alles, was die
Kykladeninsel in Sachen regenerativer
Energieversorgung zu bieten hat.
Schon seit Anfang der 80er Jahre ist
SMA intensiv an verschiedenen Projekten auf der Insel beteiligt. Ausgehend
von der Integration des ersten Windparks Europas Anfang der 80er Jahre
und einer 100 kWp Photovoltaikanlage
Anfang der 90er Jahre, wurden vor
zwei Jahren ein neues automatisches
Steuerungs- und Regelungssystem sowie eine 500 kW-Windkraftanlage installiert. Bei guten Bedingungen kann
damit die gesamte Insel mit ca. 2000
Einwohnern komplett aus Wind- und
Solarenergie versorgt werden. Auch
diese Anlagen konnten während der
Veranstaltung auf Kythnos besichtigt
werden und repräsentieren im Megawatt-Bereich die gleiche Technologie,
wie die neuen modularen Systeme im
kleinen Leistungsbereich.
Am Workshop auf Kythnos nahmen unter anderem Vertreter der europäischen Union, des griechischen
Energieversorgers Public Power Corporation (PPC), des ISET in Kassel und Mitarbeiter von SMA teil.
ausgetauscht und Strategien zur Elektrifizierung mit modularen Stromversorgungssystemen und der Integration von
erneuerbaren Energien in schwache
Stromversorgungsnetze dargestellt und
diskutiert. Der griechische Energiever-
Forschung (BMBF), des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie
(BMWI) und der Europäischen Kommission ermöglicht.
Jürgen Reekers
1992
1998
2000
2001
Installation eines neuen netzgekoppelten Wechselrichters
für die PV-Anlage
Installation einer weiteren
500 kW-Windturbine
Inbetriebnahme des neuen
vollautomatischen Inselnetzes
mit 500 kW-Batteriespeicher
Errichtung von drei kleinen
modularen Inselnetz-Hybridsystemen mit AC-Kopplung
Workshop zur Modularen
Stromversorgungstechnik
Auf dem Workshop am zweiten Tag
der Veranstaltung wurden die Erfahrungen zum Betrieb dieser Systeme
sorger Public Power Cooperation (PPC)
präsentierte in diesem Zusammenhang
die guten Betriebsergebnisse der Anlagen auf Kythnos und stellte in Aussicht,
dass ähnliche Systeme auf weiteren
griechischen Inseln installiert werden
sollen. Auch der Abgesandte der Europäischen Union zeigte sich sehr zufrieden mit den Ergebnissen der Projekte
und stellte darüber hinaus die zukünftigen Fördermöglichkeiten im Bereich Erneuerbare Energien durch die EU dar.
Projektpartner
Armines, Ecole Nationale
Supérieur des Mines des Paris
CRES, Centre for Renewable Energy Sources, Pikermi, Griechenland
PPC, Public Power Corporation,
Athen
ISET, Institut für Solare Energieversorgungstechnik, Kassel
ITER, Institutó Tecnologico y de
Energías Renovables S.A., Teneriffa
Gemeinde Kythnos
Erfahrungen vor Ort – vor Ort ausgetauscht.
September 2002
Diese außerordentlich erfolgreichen
Projekte und damit auch dieses besondere Ereignis auf Kythnos wurden
maßgeblich durch die Förderung des
Bundesministeriums für Bildung und
Universität Kassel, Institut für
Elektrische Energietechnik
WIP, München
3
SMAinfo 29
China über 200 km/h
250 kW Eingangsteil von SMA für Hochgeschwindigkeitszug
Neben dem Neubau verschiedener
Metrolinien wird in China dem Aufbau
des Hochgeschwindigkeitsnetzes besondere Aufmerksamkeit gewidmet.
Strecken werden bereits mit 210 km/h
befahren, neue Züge für 270 km/h ertüchtigt. SMA rüstet gemeinsam mit
seinem Joint Venture in Wujin die Züge
mit elektrischer Hilfsbetriebeversorgung aus.
In China werden von der Waggonbaufirma CCC derzeit zwei neue Fernverkehrszüge für eine Höchstgeschwindigkeit von 210 km/h zum Betrieb auf der
Strecke der Guangshen Railway
Guangzhou gebaut. Wujin Developement Center liefert einen Großteil der
elektrischen Ausrüstung des Zuges inklusive einer Hilfsbetriebeversorgung
vom Joint Venture Changzhou SMA
Electronics Co. Ltd.
Halbzugkonzept
Die Fahrdrahtspannung von 25 kV,
50 Hz wird im Zug über einen Haupttransformator galvanisch getrennt und
auf 375 V, 50 Hz herabgesetzt. Die so
für die Hilfsbetriebeversorgung bereitgestellte Eingangsspannung schwankt
zwischen 337 V AC und 470 V AC. Jeder Zug besteht aus zwei Halbzügen
mit je drei Wagen, wobei pro Halbzug
ein Eingangsumrichter mit einer
Leistung von 250 kW installiert wird.
PG 250 – das neue Eingangsteil ermöglicht eine Nennleistung von 250 kW und startet das System in
weniger als 5 Sekunden.
Die einzelnen Wagen sind dezentral
mit dreiphasigen Stromrichtern für die
Klimatisierung, mit Batterieladegeräten
und Batteriewechselrichtern ausgerüstet
und werden vom Eingangsumrichter
mit 600 V DC versorgt.
Eingangsteil 250 kW
Pro Halbzug ist ein Eingangsteil PG250
mit einer Nennleistung von 250 kW installiert. Es ist als gesteuerter Gleichrichter mit PFC-Regelung (Power Factor
Control) ausgeführt. Bei Anliegen der
Eingangsspannung aktiviert sich die
Steuerelektronik, führt einen Selbstcheck durch und startet das System in
weniger als 5 Sekunden, nachdem die
übergeordnete Zugsteuerung das Startsignal gesendet hat. Zuerst werden die
ausgangsseitigen DC-Schütze geschlossen, dann erfolgt die Vorladung
über einen Thyristor. Anschließend
werden die IGBTs der Gleichrichterbrücke getaktet und die Ausgangsspannung auf 600 V DC hochgefahren. Die
Ausgangsspannung steht den nachgeschalteten Komponenten der Hilfsbetriebeversorgung in jedem Wagen zur
Verfügung.
Schnelle Regelung
Resonante Schaltungstopologie gestattet eine natürliche Konvektion.
4
In dem von SMA entwickelten Eingangsteil wird für die Regelung und Betriebsführung ein Zweiprozessorsystem
eingesetzt. Der DSP (Digitaler Signalprozessor) ist für die schnellen Regelungsprozesse und einen Leistungsfaktor von > 0,89 verantwortlich, die Betriebsführung und Diagnose wird von
einem zweiten Prozessor bearbeitet.
September 2002
SMAinfo 29
Hohe Einsatzsicherheit
Das Sicherheitskonzept beinhaltet die
Diagnose der Steuerungselektronik,
von Überspannungen, Überströmen,
Isolationsfehlern und Übertemperaturen. Im Fehlerfall werden die DCHauptschütze im Ausgang des Umrichters geöffnet und eine Fehlermeldung
an die übergeordnete Zugdiagnose abgesetzt. Das Signal wird genutzt, um
die 600 V DC-Versorgung des jeweils
anderen Halbzuges für die Notversorgung durchzuschalten und so alle Wa-
Hochgeschwindigkeitszug 210 km/h
• Modulare Energieversorgungssysteme
MEE-NT für UICSpannungen und
Nahverkehr
• Batterieladegeräte,
Drehrichter,
Wechselrichter
• Schaltschränke
• Diagnosegeräte
gen versorgen zu können.
Mit diesem Konzept wird
eine hohe Versorgungssicherheit der wichtigen
Verbraucher ermöglicht,
ohne die Systeme redundant ausführen zu müssen.
Kooperation mit
Joint Venture
Technische Daten
Eingangsnennspannung:
Eingangsspannungsbereich:
Max. Eingangsstrom:
Ausgangsspannung:
Nennleistung:
Überlastfähigkeit:
Lärmpegel:
375 V AC, 50 Hz
337 V ... 470 V AC, 50 Hz
800 A
600 V DC, -5%, +10%
250 kW
300 kW für 5 sec., bei Ie= 800 A
< 70 dB(A) bei 1 m Abstand
und geschlossenem Behälter
(prEN 50207)
Kühlung:
forcierte Kühlung
interne Spannungsversorgung: 70 ... 135 V DC, max. 1 A,
von der Wagenbatterie
Abmessungen:
2500 x 1080 x 600 mm
Unterflurbehälter inklusive
Kühlkörper und Lüfter
Gewicht:
850 kg inklusive Unterflurbehälter
Die
Hochgeschwindigkeitszüge werden gemeinsam von SMA und dem
Joint Venture Changzhou
SMA Electronics Ltd. mit
der
Hilfsbetriebeversorgung ausgerüstet. Das Eingangsteil PG250 wurde von SMA entwickelt und in Niestetal gefertigt. Alle
Ausgangsmodule wie Drehrichter und
Batterieladegeräte für die einzelnen
Wagen werden in China gefertigt, wo
auch die Endmontage und Prüfung des
Gesamtsystems erfolgt.
• Projektierung und
Engineering
• Hervorragender
Service
Der Zug für 210 km/h ist nur der erste
Schritt, für die Geschwindigkeit von
270 km/h läuft die Projektierung und
Fertigungsplanung auf Hochtouren.
Wir wünschen einen guten Start!
Andreas Berger, Birgit Wilde
SMAinfo 29
Damit Sie bei Ihren Applikationen die freie Auswahl haben ...
Erfolgspotential Feldbus
Für jede Anwendung eine passende Compact-PCI Lösung
In einem Feldbussystem lassen sich
über den digitalen Bus Informationen
bidirektional austauschen. Neben den
eigentlichen Prozessdaten wie Messwerte (z. B. Temperatur oder Druck)
und Steuergrößen (z. B. Drehzahl) können auch Parameter wie Messbereich,
Messstellenkennzeichen (TAG), Filtereigenschaften, Wartungs- oder Störsignale etc. übertragen werden. Die Vorteile, die sich daraus ergeben, liegen
auf der Hand. Die Inbetriebnahme und
Wartung wird vereinfacht und die Flexibilität der Anlage (z. B. durch zentrale Messbereichsumschaltung) verbessert. Aus diesen und nicht zuletzt den
enormen Kostenvorteilen gegenüber
konventionellen Lösungen lässt sich das
Erfolgspotential Feldbus ableiten. SMA
bietet dem Kunden mit seiner Produkt6
palette „Feldbusprofis im CompactPCI-Format“ Lösungen für jede denkbare Herausforderung.
Feldbusanschaltungen
für DeviceNet:
CCAN-DNM und CCAN-DNS
Feldbusprofis
für den CANopen-Bus:
CCAN-COM und CCAN-COS
DeviceNet ist ein ebenfalls für Aufgaben der Automatisierungstechnik prädestiniertes Sensor-/Aktorbussystem,
welches auf CAN basiert. Mit der Masteranschaltung CCAN-DNM bietet
SMA eine Feldbus-Baugruppe an, mit
der bis zu 63 Slaves verwaltet werden
können. Mit den integrierten 7 KByte
bietet diese ausreichend Platz für die
Speicherung der E/A-Daten. Durch
verschiedene
Kommunikationsarten
(Explicit, Polling, Change of State, Cyclic, Bite-strobe) werden mit den jeweils
anfallenden Datenarten optimale Übertragungszeiten erreicht. Die Slaveanschaltung CCAN-DNS unterstützt
auf der anderen Seite bis zu 510 Byte
E/A-Datenspeicher und die Kommunikationsarten Explicit und Polling.
CAN steht für Controler Area Network
und wurde ursprünglich als Bussystem
für Fahrzeuge entwickelt. Inzwischen
hat sich CAN und insbesondere der offene Standard CANopen auch in der
Automatisierungstechnik als Feldbus
bewährt. Mit der Masteranschaltung
CCAN-COM bietet SMA eine FeldbusBaugruppe an, mit der bis zu 127
CANopen-Knoten verwaltet werden
können. Mit den integrierten 7 KByte
bietet diese ausreichend Platz für die
Speicherung der E/A-Daten. Die CANopen Slaveanschaltung CCAN-COS
bietet hingegen die Möglichkeit, bis zu
510 Byte an E/A-Daten zu speichern.
Bild: IMS
Konventionelle Regelungs- und Steuerungstechnik ist mit einem hohen und
störanfälligen Verdrahtungsaufwand
verbunden. Sensoren und Aktoren
werden hierbei durch eine Vielzahl
von unterschiedlichen Kabeln und Leitungen mit der Steuerung verbunden.
Ganz anders sieht es beim Einsatz eines Feldbussystems aus. Alle Geräte
werden hier an nur ein Buskabel (je
nach Feldbussystem 2, 4, oder 5adrig) angeschlossen. An Stelle der
Ein-/Ausgangsschaltungen wird eine
Interface-Karte eingesetzt. Das spart
nicht nur I/O-Karten und reduziert
den Platzbedarf, sondern erhöht die
Ausfallsicherheit und sorgt für eine
durchgängige Verfügbarkeit.
Radiometrische Dickenmessung der IMS Messtechnik GmbH in Kalt- und Warmbandstraßen.
Master- und Slaveanschaltungen für den PROFIBUS:
CPROFI-PB und CPROFI-DPS
Der Name ist Programm, denn der
PROFIBUS zählt zu den Universalbussen, die einen relativ breiten Bereich
von prozesstechnischen Kommunikationsaufgaben verarbeiten können.
SMA bietet mit der CPROFI-PB eine
Masteranschaltung für bis zu 125 Slaves. Die Kommunikation erfolgt zyklisch oder azyklisch über eine abgeschirmte Zweidrahtleitung. Die Übertragungsrate beträgt, basierend auf
September 2002
SMAinfo 29
dem ASIC EC-1, bis zu 12 MBaud und
erfüllt damit Forderungen nach kurzen
Systemreaktionszeiten. Der integrierte
7 KByte große E/A-Datenspeicher
sorgt für ausreichend Platz. Auf der anderen Seite fungiert die CPROFI-DPS
als Slaveanschaltung mit einem 368
Byte großen E/A-Datenspeicher. Beide
Karten besitzen die DPV1-Erweiterung.
Die Masteranschaltung CPROFI-PB beherrscht darüber hinaus Klasse 2Dienste und MPI-Funktionen.
den Kunden mit Programmbeispielen
im Quellcode.
Speziallösungen CMT104Neben den weit verbreiteten Feldbusanschaltungen für PROFIBUS, INTERBUS, DeviceNet und CANopen bietet
SMA weitere Speziallösungen im CompactPCI-Format. Mit der CMT104-ASi
(Aktuator Sensor Interface) steht dem
INTERBUS Masteranschaltung
der vierten Generation:
CSIBS-G4
Der Interbus ist ein schneller Sensor-/
Aktorbus zur Übertragung von Prozessdaten im industriellen Umfeld. Aufgrund seines Übertragungsverfahrens
und seiner Ringtopologie bietet INTERBUS herausragende Leistungseigenschaften wie schnelle, zyklische und
zeitäquidistante Übertragung von Prozessdaten. Die CSIBS-G4 unterstützt bis
zu 256 Fernbusteilnehmer auf 16 Fernbusebenen, mit der sich 512 InterbusModule und 4096 Peripheriedatenpunkte steuern und verwalten lassen. Mit Hilfe der
Diagnose und Parametrierungssoftware IBS CMD G4
kann der gesamte Feldbus
übergreifend parametriert
und diagnostiziert werden.
Die CMT104-ASi-Anschaltung, bestehend aus dem CompactPCI-Modulträger CMT104 und dem ASi-Interface
(Version 2.1) im PC/104-Format, bietet
die Möglichkeit, bis zu 31 Slaves (max.
124 Sensoren und/oder Aktoren) an
einem ASi-Master zu betreiben. Die
intelligente
CMT104-ASi
kann den Datenaustausch
über drei separate Adressen bewerkstelligen, Interrupt bei Änderung der Eingangsdaten und ein integrierter Watchdog gehören
ebenfalls zum Funktionsumfang. Die Frontplatten-Abmessungen betragen 8 TE
und 3 HE.
Die CMT104-MVB basiert
ebenfalls auf dem CompactPCI-Modulträger CMT104
und
dem
eigentlichen
CMT104-ASi, preiswerte und schnelle Schnittstelle für binäre Senso- MVB-Interface
(Class 1.0,
ren und Aktuatoren
Class 1.1, Class 1.2 und
Class 2.0) im PC/104-Format. Die Anschaltung unterstützt Übertragungsgeschwindigkeiten bis zu
1,5 Mbaud und wird über ein 64 KByte großes Dual-Port-Memory angesteuert. Bei der CMT104-MVB handelt es
sich um ein passives Interface mit trafogekoppeltem Busanschluss (gemäß der
Norm IEC 61375), mit dem sich Übertragungsdistanzen von bis zu 200 m
(z. B. im Wagenverbund) realisieren
lassen. Für Entfernungen bis zu 2 km
und in besonders störempfindlichem
Umfeld (z. B. in Lokomotiven) bietet
SMA auch ein MVB-Interface zum Anschluss von Glasfaserkabeln an.
Sämtliche SMA Feldbusanschaltungen kommen im
kompakten EuropakartenFormat mit lediglich 100 x
160 mm Abmessung. Die
Frontplattenabmessungen
betragen 4 TE und 3 HE.
Die verschiedenen Betriebszustände der Feldbusan- CMT104-MVB mit einem speziell für den Bahnbereich entwickelten
schaltungen werden über 5 Feldbus
LEDs angezeigt (8 LEDs bei
CSIBs-G4). Die wie in allen SMA BauAnwender in der Automatisierungsgruppen integrierte RS232 Diagnosetechnik eine preiswerte und schnelle
schnittstelle bietet darüber hinaus ein
Schnittstelle für binäre Sensoren und
Interface, welches dem Anwender eine
Aktuatoren zur Verfügung, die maßTransparenz in der Geräteparametriegeblich zur Reduzierung des Verkabelungsaufwandes und Einsparungen von
rung und eine Visualisierung der aktuellen Statusinformationen ermöglicht.
E/A-Karten, Klemmleisten, usw. beiSMA legt seinen Feldbusbaugruppen
trägt. Eine andere Speziallösung ist die
nicht nur Treiber für alle gängigen BeCMT104-MVB (Multifunction Vehicle
triebssysteme bei, sondern unterstützt
Bus), ein speziell für den Bahnbereich
September 2002
entwickelter Feldbus, der die strengen
Anforderungen an die Datenübertragung in Schienenfahrzeugen erfüllt.
Rundum komplett
Durch den ausgewogenen Mix aus leistungsstarker Anschaltung für jeden
Bustyp, Treiber- und Quellcode-Beispielen auf der einen Seite und dem
passenden SMA Support und Service
auf der anderen Seite wird dem Kunden eine spezialisierte Gesamtlösung
an die Hand gegeben, mit der er professionelle Ergebnisse realisiert.
Marko Behlen
7
SMAinfo 29
„Auf Schalke“!
33 Sunny Boys im Einsatz in Deutschlands modernstem Stadion
Die Sunny Data ControlSoftware spiegelt in dem
von Harpen gestalteten
Hintergrund-Layout die
räumliche Lage der Module wider.
Es war kein unauffälliges Unterfangen, als im vergangenen Jahr das
„Segel“ auf der neuen Brückenüberdachung zur Schalke Arena gesetzt
wurden. Ein 315 m2 großes Sonnensegel, welches 32 kWp der insgesamt
87 kWp großen Anlage erzeugt, ist
der architektonische Mittelpunkt der
Brücke. Neben den Modulen im Segel
sind weitere 531 Module in die Dachkonstruktion integriert.
33 Sunny Boy Wechselrichter übernehmen die Netzeinspeisung dieser Großanlage. Die Gesamtkosten für die Anlage betrugen 2 Millionen Euro. Auf
den ersten Blick scheint der Preis überdurchschnittlich hoch für diese Leistungsklasse – wenn man aber bedenkt,
dass über zwei Drittel der Kosten auf
die außerordentliche Stahlkonstruktion
entfallen, relativiert sich dieser Eindruck
schnell. RWE Power trug mit etwas
über 1 Million Euro den Großteil der
Kosten, die Emscher Lippe Energie
GmbH beteiligte sich mit ca. 150.000
Euro. Das Land Nordhein-Westfalen
förderte, wie bereits auf der Bielefelder
Alm (siehe SMA Info 28), die Photovol8
taik auf Stadiondächern
Einige Daten der PV-Anlage „AufSchalke“
und übernahm zusammen Gesamtleistung
87 kWp
mit der EU mit ca.
Anzahl der Module
835
850.000 Euro einen be- Modul-Typ
Shell Solar RSM 105
trächtlichen Anteil der
Nennleistung pro Modul
104W
Kosten für die Photovol- Modulfläche gesamt
866 m2
taikanlage „AufSchalke“. Wechselrichtertyp 29
Sunny Boy 2500
Seit Anfang 2002 wird
2 Sunny Boy 2000
die Anlage von der Dort2 Sunny Boy 700
munder Harpen AG ge- Gesamtanzahl der Wechselrichter
33
halten und betrieben.
Gesamtkosten der Anlage
ca. 2 Mio
Harpen ist bei RWE kon- Investition
RWE Power 1 Mio
zernweit zuständig für re- Förderung durch Land Nordrhein-Westfalen 850.000
generative Energien. Der
Emscher Lippe Energie GmbH 150.000
Aufbau der Anlage ist
Energieerzeugung durch die Anlage ca.
63.000 kWh/Jahr
einfach: 29 Sunny Boy entspr. Anzahl versorgter 4-Personen-Haushalte 20
2500, zwei Sunny Boy PV-Anlagenüberwachung:
Sunny Boy Control
und Modem2000 sowie zwei Sunny
anbindung an
Boy 700 Wechselrichter –
Sunny Data Control
ganz in Schalkeblau –
sind in Reih und Glied
innerhalb der Fußgängerbrücke aufgestadien bundesligareife Photovoltaikanreiht. Die Sunny Boys werden durch
lagen. Denn nicht nur die großen Däden Sunny Boy Control Plus Datenlogcher machen Stadien für die Nutzung
ger überwacht.
der Sonnenenergie interessant, ganz
nebenbei zeigt man der hohen Zahl
Fußballstadien in Deutschland sind
der Besucher, das Photovoltaik ganz
nicht immer „ohne“, bereits in Freiburg
einfach ist. Weiter so!
Gerald Salisbury
und Bielefeld stehen auf den FußballSeptember 2002
SMAinfo 29
Tapferes Gespann
Digitale Ein-Ausgabe-Karten für den SMP16-Bus
Vielzahl von Normen genauestens die
Arbeitsbedingungen. Isolations-, Rüttelfestigkeit und der erweiterte Temperaturbereich von –40 bis +85 °C lassen
den hohen Entwicklungsaufwand erahnen.
DI16-110
mit 16 digitalen Eingängen
Digitale Signalverarbeitung mit Industriecomputern ist eine Sache. Dies jedoch auch unter den widrigsten Umgebungsbedingungen zu realisieren,
ist eine andere. Im Europakartenformat konzipiert, trotzen die SMP16Baugruppen DO8-110 und DI16-110
extremen Umgebungsbedingungen.
Eigens für die Verwendung im Bahnbereich entwickelt und zertifiziert,
sind beide Baugruppen auch für den
harten Einsatz in industriellen Anwendungen prädestiniert.
Vibrationen, Schock, extreme Temperaturunterschiede und hohe Luftfeuchte
sind Gift für jede „normale“ Elektronik.
Um bei diesen extremen Bedingungen
eine sichere Funktionsweise gewährleisten zu können, muss sowohl die
Auswahl der Bauteile wie auch das gesamte Design der Karte mit größter
Sorgfalt ausgeführt werden. Insbesondere für den Bahnbereich definiert eine
Der Arbeitsbereich der 16 digitalen
Eingänge ist zur DIN EN 50124 konform. Bei +110 V liegt der Low-Pegel
bei < 20 V und der High-Pegel bei
> 60 V. Der Eingangsstrom ist dabei
typ. 3 mA. Die digitalen Eingänge sind
in zwei Gruppen zu je 8 galvanisch
voneinander getrennt und können Signale bis zu einer Eingangsfrequenz von
1 kHz verarbeiten.
DO8-110
mit 8 digitalen Ausgängen
Der Arbeitsbereich der 8 digitalen Ausgänge ist zur DIN EN 50124-1 konform. Bei einer Spannungsversorgung
von +77 V bis +137,5 V DC kann
die DO8-110 Ausgangsströme von
7,5 mA bis 1 A treiben. Die digitalen
Ausgänge sind in zwei Gruppen zu je
4 galvanisch voneinander getrennt. Ein
integrierter Kurzschluss- und Überlastschutz schaltet die Ausgänge im Fehlerfall automatisch ab.
DI16-110: 16 digitale Eingänge – für den mobilen Einsatz.
Robust und doch komfortabel
Wie alle modernen Baugruppen besitzen die DO8-110 und DI16-110 ein
Register für Statuszustände und Versionskennung, welche per Software
ausgelesen werden können. Wie alle
Baugruppen von SMA besitzen auch
diese beiden Diagnose-LEDs zur Anzeige der wichtigsten Betriebszustände.
Features, die heute niemand mehr missen möchte: Inbetriebnahme und Diagnose lassen sich somit zeitsparend und
komfortabel vornehmen.
Wie auf Schienen
Mit dem neuen I/O-Gespann für den
SMP16-Bus bieten wir Ihnen zwei starke Baugruppen, die im industriellen
Umfeld, wie auch im Bahnbereich, tagein tagaus sicher und zuverlässig ihren
Dienst tun werden.
Jörg Lengemann
DO8-110: 8 leistungsstarke digitale Ausgänge.
Frontplatte
SMP16-Bus
Frontplatte
SMP16-Bus
8 Rücklese
Ports
8
8 Status
LEDs
Adress Bus
Treiber
Versions
Register
Galvanische Trennung
Schutzbeschaltung
Eingangs
Filter
Eingangsport
2 x 8 Bit
Adress Bus
Treiber
8
8 Ausgangs
Ports
Versions
Register
Status
Register
Daten Bus
Treiber
8 digitale
Ausgänge
FehlerErkennung
Galvanische Trennung
16 digitale
Eingänge
110 V
Treiber
110 V
Galvanische Trennung
16 Status
LEDs
Status
Register
Daten Bus
Treiber
Fehler
Register
9
SMAinfo 29
Modus 5
Neue Stromrichtergeneration für drehzahlvariable Dieselaggregate
Drehzahlvariable Stromversorgungsaggregate bieten gegenüber konventionellen Systemen große Vorteile hinsichtlich Kraftstoffverbrauch, Geräuschemissionen und Langlebigkeit.
Nachdem SMA bereits vor zwei Jahren gemeinsam mit der Kirsch GmbH
in Trier Stromrichter für drehzahlvariable Aggregate der Leistungsklassen
20 und 40 kW entwickelt hat, gehen
derzeit die ersten Aggregate mit einem 5 kW-Ausgangsstromrichter in
die Erprobung. Im Gegensatz zu den
größeren Systemen ist dieser Stromrichter jedoch modular aufgebaut und
kann damit verschiedene unabhängig
voneinander geregelte Ausgangsspannungen zur Verfügung stellen.
Stromerzeuger mit Verbrennungsmotoren versorgen in aller Regel Verbraucher, die für den Betrieb am öffentlichen
Versorgungsnetz vorgesehen sind. Diese Verbraucher erwarten eine konstante
Spannung und Frequenz, in Mitteleuropa 230 V bei 50 Hz. Ist der Generator
des Aggregates starr mit dem Verbrennungsmotor verbunden, so muss der
Motor unabhängig von der Last immer
mit der exakt gleichen Drehzahl laufen.
Das führt insbesondere im Teillastbereich zu ungünstigen Betriebszuständen; der Wirkungsgrad ist schlecht, das
Aggregat ist sehr groß, verschleißt
schneller und ist obendrein in den
meisten Betriebszuständen unnötig laut.
Abhilfe schaffen hier Aggregate, deren
Drehzahl leistungsabhängig geregelt
wird. Als Generatoren kommen bevorzugt permanenterregte Synchronmaschinen zum Einsatz, deren kompakter
und robuster Aufbau für geringere
Aggregateabmessungen und eine
höhere Lebensdauer sorgt. Allerdings benötigt man dafür
neben einem Motor und
einem Generator zusätzlich
einen Stromrichter zur Anpassung der variablen Generatorspannung und -frequenz an die Anforderungen der angeschlossenen
Verbraucher.
Neben der Reduzierung an Kraftstoffverbrauch,
Geräuschemissionen und Verschleiß bietet die Entkopplung von Generator- und Ausgangsspannung
jedoch noch einen weiteren Vorteil: Um
einen schwer anlaufenden Verbraucher
wie z. B. einen Klimakompressor aus
Bedienerschnittstelle
Regelung und
Betriebsführung
Regelung und
Betriebsführung
3 x 0 ... 400 V
0 ... 50 Hz
L1
L2
L3
PME
N
Gleichrichter /
Hochsetzsteller
DC-Filter
Wechselrichter
3
Ausgangsfilter
Regelung und
Betriebsführung
1 x 230 V
50 Hz
L1
N
Wechselrichter
1
Typische Systemkonfiguration für ein 5 kVA-Dieselaggregat.
10
Ausgangsfilter
Ausgangsfilter
dem Stillstand anzutreiben, müssen
Aggregate in konventioneller Technik so
dimensioniert werden, dass der Generator den Anlaufstrom des Verbrauchers liefern kann - in
den meisten Fällen wird
die Generatorleistung bis zu
fünfmal
höher
als die benötigte Verbraucherleistung liegen.
Ein Stromrichter löst dieses
Problem elegant, indem Spannung und Frequenz langsam aus dem
Nullpunkt auf die Nennwerte angehoben werden. Der Generator muss so
nicht wesentlich größer als die Verbrauchernennleistung dimensioniert werden, denn es treten keine stark überhöhten Einschaltströme mehr auf.
Diese ebenso einfache wie elegante
Lösung setzt jedoch voraus, dass am
Aggregat nicht parallel noch weitere
Verbraucher angeschlossen werden, die
auf eine konstante Spannung angewiesen sind.
September 2002
SMAinfo 29
Modularer Systemaufbau
Eingangsgleichrichter
Gelöst wird dieses Problem durch ein
modulares Stromrichterkonzept: Ein
generatorseitiges
Stromrichtermodul
arbeitet als Gleichrichter und Hochsetzsteller und stellt eine geregelte DCZwischenkreisspannung von 800 V zur
Verfügung; an diesen Zwischenkreis
können mehrere Wechselrichter
angeschlossen werden, deren Ausgangsspannungen aufgrund der
Entkopplung
über die
ge-
Der DSP des eingangsseitigen Stromrichters regelt auf eine konstante DCZwischenkreisspannung +400 V gegen
den Generatorsternpunkt. Aufgrund
der gewählten Schaltungstopologie
(dreiphasiger Wechselrichter in Brückenschaltung) kann zusätzlich der Generatorstrom geregelt werden, um die
Maschine nicht unnötig mit Blindleistung zu belasten. Die Betriebsführung
ermittelt die aktuelle Gesamtleistung
des Systems und gibt dem Verbrennungsmotor den dafür optimalen Drehzahlsollwert vor.
Dreiphasenwechselrichter
Die dreiphasigen Wechselrichtermodule unterscheiden sich von in der
Industrieanwendung
üblichen Pulswechselrichtern
durch den mit dem Generatorsternpunkt verbundenen
Mittelpunkt des DC-Zwischenkreises, der als Neutralleiter für die Last mit herausgeführt werden kann.
meinsame DCSchiene unabhängig voneinander geregelt werden.
Jedes Modul verfügt über eine
eigene Rechnerbaugruppe, jeweils
bestückt mit einem schnellen digitalen
Signalprozessor (DSP) zur Regelung
der Leiterspannung und einem separaten Microcontroller für die Betriebsführung; die Funktion des Moduls ist
im Wesentlichen durch die Software
auf diesen Prozessoren definiert. Zur
Realisierung des oben beschriebenen
Funktionsumfangs werden prinzipiell
drei verschiedene Modultypen benötigt.
September 2002
So können auch unsymmetrische und sogar unipolare
Lasten angeschlossen werden. In
der Regelung sind verschiedene parametrierbare Spannungs- und Frequenzrampen implementiert, die durch
die Betriebsführung bei Unterspannung
oder Überstrom automatisch ausgelöst
werden können. So werden bei Zuschaltung eines schwer anlaufenden
Kompressors Spannung und Frequenz
aus dem Betrieb heraus automatisch
von 0 auf die Nennwerte hochgefahren, ohne dass ein zusätzlicher Benutzereingriff erforderlich wäre.
Einphasenwechselrichter
Die Dreiphasenwechselrichter sind
zwar auch einphasig belastbar, allerdings ist die Leistung prinzipbedingt
auf ein Drittel der Nennleistung begrenzt. Zur Versorgung einphasiger
Lasten bis zur Größenordnung der Aggregatenennleistung sind deshalb spezielle Einphasenmodule vorgesehen,
die aus dem Dreiphasenmodul abgeleitet wurden. Dafür wurde eine zuge-
In jedem Modul integriert – DSP.
schnittene, hochdynamische Einzelphasenregelung implementiert.
Drei Funktionen – ein Modul
Zur Realisierung des vollständigen
oben aufgeführten Funktionsumfanges
werden prinzipiell drei unterschiedliche
Modultypen benötigt. Um ein derart
komplexes System dennoch wirtschaftlich herstellen zu können, wurde konsequent auf eine Vereinheitlichung der
Baugruppen geachtet. Die Verwendung der gleichen Rechnerbaugruppen
für alle Module bereitete dabei keine
Probleme. Um auch die gleiche Baugruppe für Ansteuerung, Messwerterfassung und -überwachung einsetzen
zu können, wurde der Einphasenwechselrichter aus dem Dreiphasenmodul
abgeleitet, indem die Ausgangsphasen
parallel geschaltet und synchron getaktet werden. Als Eingangsmodul kommt
ebenfalls ein Dreiphasenmodul zum
Einsatz, das als gesteuerter Gleichrichter betrieben wird; allerdings kann hier
auf das EMV-Filter verzichtet werden.
Modulare Stromrichter
Modular aufgebaute Stromrichter erlauben ein Maximum an Flexibilität
hinsichtlich der Anpassung an Kundenanforderungen. Neue Vorgaben erfordern lediglich Konfigurations- und Projektierungsaufwand, nicht aber eine
Neuentwicklung – und die damit verbundenen Kosten. Mit dem Baukastensystem Modus 5 bietet SMA die optimale Lösung für die wachsenden Anforderungen zukünftiger Märkte.
Volker Wachenfeld
11
SMAinfo 29
Gut gereift!
Softwareentwicklungsprozess bei SMA
Schon seit es die ersten Computer und
somit auch Software gibt, stellt man
sich die Frage nach der Bewertung
der zugehörigen Entwicklungsprozesse. Im Vergleich zu anderen Sparten
der Prozessbewertungen tat man sich
im Bereich der Softwareentwicklung
schwer damit. Erst Anfang der 90er
Jahre wurde vom SEI (Software Engineering Institute der Carnegie Mellon
University) ein De-facto-Standard zur
Einstufung von Softwareentwicklungsprozessen in sogenannte Reifegrade entwickelt.
Anhand von klar definierten Anforderungen an die Entwicklungsprozesse
lassen sich Organisationen, die sich mit
der Entwicklung von Software befassen, in fünf Reifegrade (maturity levels)
einstufen. Hierbei ist Organisation ein
Meta-Begriff, der neben ganzen Unternehmen auch Abteilungen, Projektteams und Fachgruppen umfassen
kann.
DIN/ISO 9001 oder CMM?
Die Einführung des DIN/ISO 9001 Regelwerks bei SMA im Jahre 1990 war
ein Anfang. Unsere Softwareentwicklung erfolgt gemäß einem Phasenplan
(Mischung aus V- und Wasserfallmodell) und alle zur Softwareentwicklung
notwendigen Tätigkeiten und Regeln
sind reproduzierbar. Unsere Ziele bei
der Einführung des ISO 9001-konformen Entwicklungsprozesses waren:
• der Kunde erhält Software auf hohem Qualitätsniveau
• die Softwareentwicklung ist so organisiert, dass der Entwicklungsprozess reproduzierbar gute Ergebnisse hervorbringt
• Softwareprojekte sind plan- und
kalkulierbar
Der Softwareentwicklungsprozess ist jedoch ein ganz besonderer, selbst große
12
Softwarefirmen dokumentieren dies
täglich mit Terminverschiebungen neuer
Produkte und umfangreichem Bugfixing nach der Markteinführung. Um
diesen besonderen Anforderungen gerecht zu werden, haben wir bei SMA
Capability Maturity Model
Das Capability Maturity Model für Software (kurz SW-CMM) wurde Anfang
der 90er Jahre am Software Engineering Institute der Carnegie Mellon University entwickelt. Es ist seitdem zum
De-facto-Standard für die Einschätzung
und Verbesserung von Softwareentwicklungsprozessen geworden und findet in allen wichtigen Industrieländern
Anwendung.
Das SW-CMM identifiziert unter anderem
Kernaktivitäten, die für eine Qualitätsverbesserung bei der Softwareentwicklung notwendig sind. Dabei unterteilt es den Reifegrad der beschriebenen Prozesse in fünf
Stufen, von chaotischen über wohlstrukturierte bis hin zu Prozessen, die sich kontinuierlich verbessern.
0,4 %
Ständig sich selbst
verbessernder
Prozess
Level 5
(optimiert)
1,5 %
Vorhersagbarer
Ablauf
Level 4
(geregelt)
11,3 %
Vorgaben,
Konformen
Prozess
18 %
68,6 % der
Unternehmen
Systematische
Vorgehensweise
Chaotisch
Level 3
(vollständig
beschreiben)
Level 2
(wiederholbar)
Level 1
(Ausgangszustand)
Prozentuale Verteilung der Reifegrade bei eine Untersuchung mit 800 Softwareorganisationen.
Detaillierte Informationen zum Capability
Maturity Model CMM beim SEI unter:
http://www.sei.cmu.edu
ftp://ftp.sei.cmm.edu/pub
das Capability Maturity Model (CMM)
herangezogen und unseren Softwareentwicklungsprozess daran ausgerichtet.
Unser Ziel
Eigentlich sollte man meinen, wenn es
schon fünf Reifegrade gibt, dann sollte
es das Ziel sein, die höchste der fünf
Stufen möglichst schnell zu erreichen.
Eine kurze Übersicht über die Verteilung auf die fünf Reifegrade bei ca.
800 weltweit untersuchten SoftwareOrganisationen sieht folgendermaßen
aus:
Level
Level
Level
Level
Level
1
2
3
4
5
('initial'):
63 %
('repeatable'): 18 %
('defined'):
11,3 %
('managed'): 1,5 %
('optimizing'): 0,4 %
Wie man sieht, sind die Organisationen in den höheren Reifegraden dünn
gesät. Das hat auch seinen Grund, da
die Anforderungen selbst für Level 2
schon nicht einfach zu erfüllen sind. Erfahrungen anderer Unternehmen, deren Softwareentwicklung sich auf den
Weg zu einer CMM-konformen Organisation begeben hat, besagen, dass
sich für die Erreichung eines nächsthöheren Reifegrades der damit verbundene Aufwand verdoppelt. Nach einer realistischen Begutachtung des Softwareentwicklungsprozesses bei SMA sind
wir zu der Auffassung gelangt, dass unsere Softwareentwicklung zurzeit auf
Reifegrad 2 einzustufen ist.
Unser Ziel ist es, bis 2003 den Reifegrad 3 vollständig zu erfüllen. Mit Reifegrad 3 ist dann ein Niveau erreicht,
welches für die typischen SMA-Softwareanwendungen ein Optimum hinsichtlich organisatorischem Aufwand
und Softwarequalität darstellt. Die Nutzung der Mechanismen von Reifegrad
4 und 5 wird auf bestimmte Themenbereiche begrenzt.
Peter Drews, Stefan Börger
September 2002
SMAinfo 29
Die im folgenden beschriebenen Bereiche und Anforderungen sehen aus, als
seien sie ganz leicht durchzuführen,
und mancher Leser mag sich bei eini-
gen Schlüsselprozessen denken: „Das
machen wir doch eigentlich schon so.“
Die Forderungen aus dem Capability
Maturity Model liegen eindeutig bei
der Institutionalisierung der Abläufe.
Das bedeutet, dass sie ein Teil der von
Reifegrad 1 / Level 1: initial
Die Entwicklung findet nicht gemäß definierten Prozessen statt. Der
Erfolg der Projekte hängt entscheidend von Projektleitern mit außergewöhnlichen Fähigkeiten und erfahrenem Entwicklungspersonal ab. Die
Qualität, sofern man davon sprechen kann, hängt von individuellem Einsatz ab und ist nicht vorhersehbar.
allen beteiligten Mitarbeitern ganz
selbstverständlich praktizierten Unternehmenskultur sein müssen, um den
betreffenden Reifegrad zu erreichen.
Wahrscheinlichkeit
Die Reifegrade von CMM
Ziel N-z
Für bestimmte Faktoren wie Kostenkontrolle, Funktionalität und die Einhaltung des Zeitplans existiert ein definierter Prozess, der auch weitgehend eingehalten wird. Dieser Reifegrad gilt als „repeatable“, weil in
der Vergangenheit erfolgreich abgeschlossene Entwicklungsprojekte
den augenblicklichen Entwicklungsprozess definieren und „wiederholbar“ machen.
Reifegrad 3 / Level 3: defined
Der Entwicklungsprozess für die Entwickler und das Management ist eindeutig definiert und in den Geschäftsprozess integriert. Alle Projekte
werden anhand eines anerkannten und maßgeschneiderten Projektplans bearbeitet. Zeitpläne, Funktionalität und Kosten sind unter Kontrolle und die Qualität der Software ist überwacht.
Ziel N-y
Zeit/Kosten
Wahrscheinlichkeit
Reifegrad 2 / Level 2: repeatable
Wahrscheinlichkeit
Zeit/Kosten
Ziel N-x
Reifegrad 4 / Level 4: managed
Der Entwicklungsprozess ist definiert und unterliegt klaren Vorgaben
bezüglich quantitativer Qualitätsziele. Die Entwicklungsprozesse der
Software und die Produkte werden quantitativ verstanden und kontrolliert. Softwareprodukte sind von vorhersagbarer hoher Qualität.
Wahrscheinlichkeit
Zeit/Kosten
Ziel N+a
Reifegrad 5 / Level 5: optimizing
Der Entwicklungsprozess ist vorhersehbar im Sinne von Kosten, Termintreue und Qualität. Die gesamte Organisation wendet die Schlüsselprozesse aller Reifegrade an und optimiert sie.
Wahrscheinlichkeit
Zeit/Kosten
Ziel N
Zeit/Kosten
September 2002
13
SMAinfo 29
Kartoffel ofenfrisch
Bistro- und Servicewagen der DB AG mit neuer Energieversorgung
Mehrspannungsfähiges MEE-NT,
nun mit einer Leistung von
75 kW in Bistrowagen eingesetzt.
Eine Kartoffel, ofenfrisch, oder einmal
Eintopf, dazu ein Bier, aber bitte frisch
gezapft vom Fass. Bei Reisen mit dem
InterRegio (IR), EuroCity (EC) oder
InterCity (IC) ist der Bistrowagen ein
beliebter Anlaufpunkt und meistens gut
besucht. Nach einigen Stunden Reise
ist das „Bistro“ auch eine echte Alternative zu den schnell vorher gekauften
belegten Brötchen. In der Küche sorgen
die Mitarbeiter mit Steamer, Herd, Kaffeemaschine und Mikrowelle für die gewünschte Verpflegung.
14
MEE-NT mit 75 kW
Die insgesamt 12 Bistro- und Servicewagen, von denen fünf für den EC-Verkehr der DB AG und sieben für die DB
AutoZug bestimmt sind, baut das DB
Werk Delitzsch um. Für die Versorgung
der Küchenverbraucher, der Klimaanlage und der sonstigen Verbraucher
wird die Mehrspannungsenergieversorgung MEE-NT mit einer Gesamtleistung von 75 kW eingesetzt. Die Energieversorgung besteht aus einem gal-
Zusätzlicher
Hochspannungsbereich
Neben dem üblichen Anschlussmodul
enthält einer der Unterflurbehälter ein
Hochspannungsmodul mit dem Eingangsschütz für das MEE-NT. Mit der
Integration im MEE-NT-Behälter konnte
eine Lösung für die schwierige PlatzsiFoto DB AG, Werk Delitzsch
Derzeit werden die EC/IC-Sitzwagen
der Deutschen Bahn AG umfassend
modernisiert. Sie erhalten eine neue
Innengestaltung,
Fahrgastinformationssysteme und 86 Wagen eine
neue Mehrspannungsenergieversorgung von SMA. Für die zugeordneten
Bistrowagen wird ebenfalls ein Redesign durchgeführt, wobei fünf von
ihnen für den Mehrspannungsbetrieb
ertüchtigt werden. Eingesetzt wird die
SMA Energieversorgung MEE-NT mit
einer Leistung von 75 kW. Für weitere sieben Servicewagen der DB AutoZug liefert SMA das MEE-NT in identischer Ausführung.
vanisch trennenden Eingangsteil für
Mehrspannungsbetrieb mit einer oberen Abschaltspannung von 5 kV DC,
einem Batterielademodul (GVG) und
einem Drehrichter mit fester Ausgangsfrequenz 50 Hz. Der Drehrichter Kälte
ist in der vorhandenen Klimaanlage im
Aggregat integriert und daher nicht in
der Energieversorgungsanlage MEENT enthalten. Zur neuen Energieversorgungsanlage gehört aber ein Ausgangstransformator 30 kVA zur Anpassung an den Drehrichter Kälte. In
einem zweiten Schritt wird dieser Drehrichter ebenfalls erneuert, wobei das
neue Gerät so ausgelegt ist, dass es
identisch auch für alle einspannungsfähigen Wagen für einen Tausch zur Verfügung steht.
MEE-NT im Unterflurbehälter für Bistrowagen.
September 2002
Foto DB AG, Werk Delitzsch
SMAinfo 29
tuation unterflur gefunden werden. Der
Bereich ist gegenüber dem übrigen Behälter, in dem sich die Niederspannungskomponenten befinden, abgeschottet und nur über eine eigene Behälterklappe zu öffnen.
Betrieb der
Kühlanlage auch ohne ZS
Speziell für den Bistro- und Servicewagen wurde das MEE-NT mit einem besonderen Drehrichter mit Trafomodul
zur Versorgung der Galley-Kühlanlagen ausgerüstet. Der Drehrichter mit einer Nennleistung von 6 kVA wird im
Normalbetrieb aus dem Zwischenkreis
gespeist und liefert 3 x 230 V 50 Hz.
Ein N-Leiter wird nicht benötigt. Bei
Ausfall der Zugsammelschiene wird
der Drehrichter im Notbetrieb bis zum
Abfall der Stufe 1 des Minimalspannungsrelais aus dem Batterienetz mit
120 V DC versorgt und liefert mit begrenzter Leistung die erforderliche Ausgangsspannung weiter.
Diagnose über
Visualisierungsdisplay
Im Lieferumfang der Energieversorgungsanlage für Bistro- und Servicewagen ist ein SMA-Diagnosesystem enthalten, dass eine einfache Überwachung der Anlage ohne Öffnen der
Unterflurbehälter erlaubt. Betriebszustände, Fehlermeldungen, Ereignisund Historienspeicher können am Bildschirm abgelesen werden. Das Interface zur Energieversorgung bildet die
Schnittstellenkarte ST170, die außer-
Im Werk Delitzsch der DB AG werden Umbaumaßnahmen realisiert.
dem eine Anschlussmöglichkeit für einen Servicelaptop bietet. Über diese
Schnittstelle können die Daten für die
weitere Auswertung ausgelesen werden.
Projektierung von SMA
Die Projektierung für die Umrüstung
und Modernisierung der elektrischen
Ausrüstung der Wagen und die Anpassung an das neue MEE-NT wurde von
SMA durchgeführt. Mit der Umbaubeschreibung steht dem umbauenden
Werk ein zusätzliches Planungsinstrument zur Verfügung, die üblichen Projektierungsunterlagen wie Schaltpläne,
Stücklisten und Verdrahtungspläne
stammen von der erfahrenen Projektierungsmannschaft, die auch die Unterlagen für den Metropolitan und den
LIREX erstellt hat.
Nach den im vergangenen Jahr ausgerüsteten Speisewagen präsentieren sich
die neuen Bistrowagen als zweite Referenz für das mehrspannungsfähige
MEE-NT mit einer Leistung von nun
75 kW. Mein Tipp zum Schluss: Ofenkartoffel schmeckt wirklich gut, nur Vorsicht mit der Portion Knoblauch darin.
Birgit Wilde
Guten Appetit!
Technische Daten
Eingangsspannungen:
Eingangsspannungsbereich:
Nennleistung
(Ausgang Zwischenkreis)
Zwischenkreisspannung:
Batterieladung:
Drehrichter
Hilfsbetriebe:
Besonderheiten:
Kühlung:
Diagnose:
Abmessungen:
Übersichtsschaltbild zum Energieversorgungssystem Bistrowagen.
September 2002
Gewicht:
4 UIC
700 ... 1860 V AC
900 ... 5000 V DC
75 kW
± 400 V DC,
Mittelpunkt geerdet
84 ... 150 V DC,
geregelt auf Batteriesollspannung
max. 120 A, 18 kW
3x 400 V, 50 Hz
69 kVA
im Notbetrieb Speisung aus der 120 V
Wagenbatterie,
6 kVA nachgeschalteter Trafo für
3 x 230 V, 50 Hz
Kühlanlage Galley
forcierte Luftkühlung
MMS, Form 3,
VM-03
Visualisierungsdisplay
2 Behälter ca. 2500 x
783 x 580 mm
ca. 1800 kg
15
SMAinfo 29
Der neue Sunny Boy 2800i – günstig, gut und
indoor-optimiert.
höheren Energieertrag im Vergleich zu
bisherigen
Master-Slave-Konzepten
und führt damit zu einer verkürzten
Amortisationszeit bei gleichzeitig erhöhter Verfügbarkeit der Gesamtanlage.
Sunny Boy 2800i –
zu schön für draußen
Unser Standard ist Outdoor (Schutzklasse IP65). Mit unserem neuen Wechselrichter, der für die Indoor-Montage
optimiert ist, haben wir unsere Produktpalette um ein zusätzliches Feature ergänzt. Wir sind damit einen weiteren
Schritt Richtung Preisreduktion gegan-
Innovationen 2002
Technik für den Kundennutzen
Der Markt für netzgekoppelte Photovoltaik in Deutschland ist im letzten
Jahr rasant gewachsen. Viele Hersteller von PV-Wechselrichtern waren von
der Nachfrage schlicht überfordert –
SMA hat auf die Situation mit großem
Engagement reagiert.
Durch den Ausbau unserer Produktionskapazität und umfassende strukturelle
Veränderungen (z. B. durch Aufbau
eines eigenständigen Service-Zentrums;
siehe dazu auch Sunny Boy Info,
Dezember 2001) haben wir es geschafft, den Marktanforderungen zu
entsprechen und die geforderten Stückzahlen zu liefern. Unsere Kunden konnten damit wiederum am Wachstum des
Solarmarktes partizipieren. Für 2002
sind wir bestens gerüstet und können
unsere Lieferzeiten auf die anvisierte
Frist von einer Woche reduzieren.
Sunny Team – kleine Ursache, große Wirkung.
16
Die Entwicklung von
innovativen Lösungen
und die Weiterentwicklung von bewährten
Produkten ist das Leitmotiv für unser Entwicklungsteam. Nur
mit einer starken Konzentration auf die Entwicklung, verbunden
mit den erforderlichen
Kapazitäten zur Fertigung großer Stückzahlen, lässt sich der
Erfolg der Photovoltaik
am Markt durchsetzen.
Hier sind die SMAInnovationen für 2002:
Sunny Boy 2100TL – konsequent in die richtige Richtung weiterentwickelt.
Sunny Team – Master-Slave
war gestern, Team ist heute!
Eine Weiterentwicklung des von SMA
entwickelten und aufgrund des guten
Betriebsverhaltens eindeutig am Markt
durchgesetzten String-Konzepts stellt
das innovative Team-Konzept dar. Im
Bereich kleiner Leistungen werden alle
Strings parallel zu einem Gesamtgenerator verschaltet und mit nur einem
Sunny Boy verbunden. Dadurch kann
der Wirkungsgrad bei schwacher Einstrahlung deutlich erhöht werden. Nicht
benötigte Wechselrichter werden ausgeschaltet und damit die Leerlaufverluste stark reduziert. Durch Sunny Team
erzeugt Ihre PV-Anlage einen deutlich
gen und konnten durch die erhöhte
Leistung den spezifischen Preis/Wp reduzieren.
Sunny Central – große Klasse
Konsequent weitergeführt wird das
Team-Konzept auch bei unserer neuen
Baureihe von Zentral-Wechselrichtern
(von 60 kW bis 250 kW), die darüber
hinaus mit neuen Optionen wie z. B. einer Stringüberwachung über Interbus
oder Schutzart IP55 aufwarten kann.
Ein vollkommen neues und einzigartiges Servicekonzept mit einem vor-OrtService innerhalb von 48 Stunden geben Ihnen höchste Planungs- und Investitionssicherheit.
September 2002
SMAinfo 29
Sunny Boy 2100TL –
grenzenlos transformatorlos!
Die Weiterentwicklung des trafolosen Wechselrichterkonzepts
hat zum Sunny Boy 2100TL geführt. Dies ist die konsequente
Fortschreibung unseres Ziels,
spezifische Kosten bei gleichzeitiger Beibehaltung des optimalen Betriebsverhaltens zu reduzieren. Darüber hinaus wurden
beim Sunny Boy 2100TL einige
Produkteigenschaften des seit
Jahren bewährten Sunny Boy
2000 verbessert. Profitieren
auch Sie z. B. von dem erweiterten Eingangsspannungsbereich von 250 V bis 600 V
und dem verbesserten PreisLeistungsverhältnis.
Schaltungskonzept mit drei voneinander unabhängig arbeitenden MPP-Trackern und jeweils
separat zugeordneten DC-Stellern den größtmöglichen Energieertrag und ein hohes Maß an
Flexibilität. Ein klarer Vorteil für
Sie!
Wir haben mit diesen Entwicklungen wieder einen Schritt
getan, um Innovation und Kundennutzen optimal zu verbinden.
Unsere Innovationen 2002 bieten Ihnen bei allen Anlagenauslegungen optimale Lösungen.
Marko Werner
Multi-String – für jede Gelegenheit das Richtige.
Sunny Boy 5000 Multi-String –
Einer für alle
Teilverschattung, Eckanlagen, verschie-
dene Modultypen und Dachschrägen –
alles kein Problem für den Sunny Boy
5000 Multi-String. Das Synonym für
größte Vielseitigkeit bei der Anlagenplanung und bestes Preis-/Leistungsverhältnis bietet Ihnen durch das einmalige
Noch besser ...
• Sunny Boy 2800 Indoor
Zu schade für draußen!
• Sunny Boy 2100TL
Grenzenlos transformatorlos!
• Sunny Team
Master-Slave war gestern,
Team ist heute!
• Sunny Boy 5000 Multi-String
Einer für alle!
• Sunny Central
Große Klasse!
Viele Wege führen zu Preisreduktion und verbessertem Energieertrag.
Innovation ist der kürzeste!
Vertrieb:
Innovation in Systemtechnik
für den Erfolg der Photovoltaik
17
www.SMA-AMERICA.com • www.SMA.de
SMAinfo 29
U-Bahn in China
SMA entwickelt DC/DC-Umrichter für chinesischen Nahverkehr
In den überproportional wachsenden
chinesischen Millionenstädten wird in
den nächsten Jahren verstärkt der
Personennahverkehr ausgebaut. So
entstehen insbesondere in den Städten Shanghai, Shenzhen und Guangzhou komplexe U-Bahnnetze. SMA
entwickelte einen speziell für diesen
Zukunftsmarkt konzipierten DC/DCUmrichter
Im Zuge des Neubaus der Metro Linie 2
in Guangzhou beauftragte Bombardier
Transportation das Joint Venture
Schnelle Wiederverfügbarkeit des Stromrichters ist eines
der Highlights der neuen DC/DC-Umrichter für das
U-Bahn-Netz in China.
DC/DC-Umrichter mit Battery Switch Box
Changzhou SMA Electronics Co. Ltd.
mit der Lieferung von 52 DC/DC-Umrichtern.
Das Konzept
Die bei SMA in Niestetal realisierte
Neuentwicklung umfasst im Kern einen
DC/DC-Umrichter mit einer Ausgangsleistung von 25 kW. Die Aufgabe des
Umrichters besteht in der galvanisch
getrennten Wandlung der Fahrdrahtspannung von 1000 bis 2000 V DC in
eine Ausgangsspannung von 110 V DC.
Der Umrichter ist für die Ladung einer
110 V NiCd-Batterie und für die Speisung des 110 V DC Netzes verantwortlich.
Hohe Anforderungen
Die Leistungselektronik des Systems
wird den anspruchsvollen Forderungen
der chinesischen Metrobetreiber gerecht. So gestattet die voll resonant
schaltende
Wechselrichtertopologie
18
einen
tainers beträgt, angepasst an die GeBetrieb
gebenheiten im U-Bahn Betrieb, nur
mit aus480 mm.
schließlich natürlicher Konvektion. Ein weiteFertigung in China
res Highlight stellt die schnelle Wiederverfügbarkeit des Stromrichters dar.
Die Entwicklung und Auslegung des
Nach der Freigabe ist innerhalb von
Umrichters und die Konstruktion des
weniger als 2 Sekunden die BatterielaUnterflurbehälters wurde bei SMA in
dung und die Speisung der BordnetzNiestetal für das Joint Venture geleistet.
verbraucher gegeben. Die BatterielaAusschließlich die ersten 4 Seriengerädung erfolgt temperaturkompensiert
te werden auch hier gefertigt. Anschlieund mit einer zwischen 10 A und
ßend beginnt die Produktion der ver210 A frei parametrierbaren Strombebleibenden 48 Seriengeräte im Joint
grenzung. Zum Schutz des Gerätes vor
Venture in Wujin.
Andreas Berger, Birgit Wilde
extremen Außentemperaturen ist eine
Ausgangsstrombegrenzung implementiert, die eine kontinuier- Technische Daten
Eingangsnennspannung:
1500 V DC
liche Batterieladung gestattet.
Zusatzkomponenten
integriert
Für den Umrichter wurde ein
spezieller
Unterflurbehälter
konstruiert, der weitere zusätzliche Komponenten aufnimmt.
Integriert wurde eine Battery
Switch Box vom Auftraggeber
Bombardier
Transportation.
Die maximale Höhe des Con-
Eingangsspannungsbereich: 1000 V ... 2000 V DC dauernd
Max. Eingangsstrom:
27 A dauernd, 150 A peak
Ausgangsspannung:
110 V ... 130 V DC
Ausgangsnennstrom:
210 A, parametrierbar
Max. Ausgangsstrom:
270 A für 1 sec.
Lärmpegel:
< 70 dB(A) im 1 m Abstand
Kühlung:
Luftkühlung ohne Lüfter
Abmessungen:
ca. 2000 x 700 x 480 mm
Gewicht:
ca. 650 kg
Weitere Besonderheiten:
Keine Vorladung
Hochlaufzeit < 2 sec.
Keine Lüfter
September 2002
SMAinfo 29
America – Open for Business
SMA Industrial Computers
Seit über einem Jahr ist unsere
Tochterfirma SMA America Inc.
sehr erfolgreich in den Vereinigten Staaten mit dem Vertrieb von
Produkten aus dem Geschäftsbereich Solartechnik tätig. Jetzt hat
auch der Geschäftsbereich Industriecomputer begonnen, seine CompactPCI Industriecomputer in den
amerikanischen Markt einzuführen.
Erste Marketingaktivitäten waren die
Teilnahme an zwei der bedeutendsten
Messen in den USA. Die Embedded
Systems Conference in San Francisco
ist die wichtigste Messe an der amerikanischen Westküste. Dort waren wir
im März erstmalig mit einem eigenen
Stand vertreten. Das Interesse für unsere Baugruppen war trotz der verhaltenen Wirtschaftslage in den USA unerwartet groß. Die Schwerpunkte der
Interessenten in dieser Region liegen im
Bereich der Telekommunikation sowie
der wissenschaftlichen Anwendungen.
Deutsche Produkte genießen in den
USA einen sehr hohen Stellenwert, was
auf den guten Ruf deutscher Ingenieurskunst zurückzuführen ist.
Dieser große Erfolg setzte sich auf der
Embedded Systems Conference in Chicago, der Zwillingsmesse zu San Francisco, fort. Die Schwerpunkte der Interessenten waren hier deutlich unterschiedlich; verständlich, wenn man sich
vor Augen führt, dass diese Messe vor
den Toren des automobilen Mekkas der
Unser Messemotto weckte das Interesse vieler Besucher. Intensive Fachgespräche führten zu wichtigen Informationen über den Markt und die Kundenanforderungen.
September 2002
Poster einer vom
Bürgermeister San
Franciscos nach
dem 11. September
initiierten
Kampagne, um
die heimische
Wirtschaft anzukurbeln.
USA
stattfand.
Außerdem ist
in diesem
Areal um
den Michigan
See
ein Großteil
der amerikanischen Schwerindustrie
und des Landmaschinenbaus beheimatet. So war auf dieser Messe ein sehr
großes Interesse an Steuerungssyste-
men für Maschinen- und Anlagenbauer zu verzeichnen.
Die weiteren Aktivitäten sind schon geplant und werden mit Hochdruck umgesetzt. Von dieser Geschäftsausweitung profitieren auch unsere deutschen
Kunden, denn viele Maschinen und Anlagen, die mit CompactPCI Industriecomputern ausgerüstet werden, sind für
den Export bestimmt. So kann im Falle
der USA und Kanada eine optimale
vor-Ort-Unterstützung
gewährleistet
werden.
Wir werden Sie bezüglich dieser Aktivitäten weiter auf dem Laufenden halWolfgang K. Weber
ten.
19
SMAinfo 29
SMA präsent in 2002
Besuchen Sie uns ...
Bahntechnik
Solartechnik
Industriecomputer
Impressum
PV in Europe
7.–11. Oktober, Rom,
Palazzo dei Congressi.
Innotrans 2002
24.–27. September, Berlin
Halle 2.2b, Stand Nr. 03.
Wir zeigen die neuesten Entwicklungen bei den SMAEnergieversorgungen im Reisezugverkehr. Das SMATeam steht Ihnen gern für
ausführliche Gespräche zur
Verfügung.
Sustainable Energy Expo
22.–24. Oktober, London.
Die Solartechnik stellt die
neuesten Entwicklungen in
der Wechselrichtertechnologie vor sowie alle Produkte
und Konzepte für fortschrittliche Anlagenvisualisierung.
SPS/IPC/DRIVES
26.–28. November, Nürnberg, Gemeinschaftsstand
der CoDeSys Automation
Alliance,
Halle 1, Stand Nr. 518.
Auf dem Gemeinschaftsstand der Automation Alliance
zeigen
wir
die
CompactMAX SPS, einen
Industriecomputer
mit
CompactPCI und CoDeSys,
der IEC 61131 kompatiblen
SoftSPS von 3S.
SMA Regelsysteme GmbH
Hannoversche Straße 1–5,
34266 Niestetal
Telefon (05 61) 95 22-0
Telefax (05 61) 95 22-100
http://www.SMA.de
E-Mail: [email protected]
Alle Warenzeichen werden anerkannt,
auch wenn sie in diesem SMA Info
nicht gesondert gekennzeichnet sind.
Fehlende Kennzeichnung bedeutet
nicht, eine Ware oder ein Zeichen
seien frei.
Das SMA Info ist auf chlorfrei hergestelltem Papier gedruckt.
CompactPCI made by SMA
Ihre Applikation erfordert
ein reibungsloses Zusammenspiel
aller Hardware- und Softwarekomponenten?
Sie suchen einen Partner, der
alle Fragestellungen kompetent
abdeckt?
Wir bieten:
Mit über 20 Jahren Erfahrung
in der Entwicklung und Fertigung
von komplexen Systemen können
wir Ihnen genau diese Sicherheit
bieten und alle Sonderwünsche
erfüllen.
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SMA Regelsysteme GmbH
Hannoversche Straße 1—5
34266 Niestetal
Telefon (05 61) 95 22-0
Telefax (05 61) 95 22-100
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Antennensteuerung der Vertex Antennentechnik GmbH für
ESA Deep Space Antenna mit 35 Metern Durchmesser,
New Norcia/Australien
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