Automatisierter Prozess mit LoRaWAN erleichtert Arbeit im Geothermiekraftwerk

Automatisierter Prozess mit LoRaWAN erleichtert Arbeit im Geothermiekraftwerk

In den Abwassergruben auf dem Gelände unseres Geothermiekraftwerks in Insheim sind Sensoren verbaut. LoRaWAN ermöglicht so eine teilautomatisierte Optimierung des Leerungsprozesses.

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AUSLESE - DARUM GEHT`S HIER:

  • Funktechnik ermöglicht digitale Infrastruktur

  • Prozesserleichterung durch LoRaWAN

  • Ziel unseres Pilotprojektes: LoRa-Sensoren im Arbeitsalltag testen, neue Anwendungsmöglichkeiten ausloten

  • Mehr zu unseren IoT-Projekten gibt es hier

Sie melden automatisch, wenn sie fast voll sind: Die zwei Abwassergruben auf dem Gelände unseres Geothermiekraftwerks in Insheim. In jeder von ihnen ist ein Sensor verbaut, der bei 80 Prozent Füllstand über Gateways, die das LoRaWAN-Funknetz bilden, ein Signal an unseren Pfalzwerke-Server sendet. LoRaWAN ermöglicht so eine teilautomatisierte Optimierung des Leerungsprozesses.

Wie in jedem Betrieb fällt auch im Geothermiekraftwerk Abwasser von Spülbecken, -maschinen und Toiletten an. Die Anlage ist nicht an die Kanalisation angeschlossen, zu abseits ist ihre Lage dafür.

lorawan daten sensoren
Wolfgang Hugle, stellvertretender Kraftwerksleiter unseres Geothermiekraftwerks, sieht: kein Bedarf zu leeren. Die Abwassergrube ist nur zu 36 Prozent gefüllt. Das Dashboard der Plattform IoTista ist in der Lage, die Daten vieler Sensoren darzustellen und miteinander in Beziehung zu setzen. Hier handelt es sich um ein Pilotprojekt mit zwei Sensoren.

Deshalb wird das Abwasser in zwei Abwassergruben gesammelt und von einem Entsorgungsdienstleister abgeholt. Bisher musste ein Mitarbeiter in regelmäßigen Abständen den Gullideckel anheben und nachsehen, wie weit die Grube bereits gefüllt ist. „Eine lästige Aufgabe, die jetzt Geschichte ist“, freut sich Wolfgang Hugle, stellvertretender Kraftwerksleiter Pfalzwerke geofuture. Das erledigen jetzt zwei Ultraschallsensoren, die jeweils im Schacht verbaut wurden.

Stundengenauer Füllstand

Seit Anfang des Jahres sind die Sensoren im Einsatz und teilautomatisieren so den Hilfsprozess. Sie sind sehr robust, wasser- und stoßfest. Einmal pro Stunde erfassen sie den Füllstand in der jeweiligen Abwassergrube und senden diesen über das Funknetz LoRaWAN an unseren Server. Bei einem Füllstand von 80 Prozent verschickt das System automatisch eine E-Mail. „Das haben wir so über die Plattform eingerichtet. Ich kann mich auf das System verlassen, die Entsorgung veranlassen und mich anderen Aufgaben widmen“, erklärt Wolfgang Hugle. Zudem können die Mitarbeitenden auch mit wenigen Klicks jederzeit den stundengenauen Füllstand der beiden „smarten“ Abwassergruben prüfen. 

Das Gateway auf dem Gelände unseres Geothermiekraftwerks in Insheim funkt im LoRaWAN nicht nur die Daten der Abwassergruben, sondern aller Sensoren in der Region.

Zählerstände automatisch erfassen dank LoRaWAN

Nach einem Dreivierteljahr zieht Richard Hoffmann, technischer Mitarbeiter der Pfalzwerke geofuture, eine erste Bilanz zu unserem Pilotprojekt: „Wir sind mehr als zufrieden. Je mehr dieser Hilfsprozesse wir so optimieren können, desto mehr Zeit haben wir für unsere Arbeit im Kraftwerk.“ Das Pilotprojekt läuft noch bis Ende des Jahres, dann werden neue Anwendungsfälle für LoRaWAN auf dem Kraftwerksgelände ausgelotet.

Das können andere Hilfsprozesse wie die Überwachung des Regenrückhaltebeckens sein. Hier könnten Sensoren beispielsweise eine Verstopfung melden. Auch die Überwachung des Ölabscheiders mit LoRa-Sensorik ist denkbar. So entsteht nach und nach eine digitale Infrastruktur auf dem Gelände.

Wolfgang Hugle wünscht sich, dass im nächsten Jahr ein Sensor erhebt, wie viel Energie das Kraftwerk aktuell ins Stromnetz einspeist: „Dann können wir auch genau sagen, wie viel Kohlenstoffdioxid wir gerade einsparen. Der Strom, den wir hier im Geothermiekraftwerk erzeugen, ist absolut nachhaltig.“ Bei Kunden, die den Ökostrom-Tarif Pfalzwerke öko lokal beziehen, könnten zukünftig LoRa-fähige Stromzähler verbaut werden, die dann automatisch den Zählerstand an den Netzbetreiber senden. So entstehen intelligente Netze, die das Naturangebot optimal nutzen können.

geothermiekraftwerk
Das Geothermiekraftwerk in Insheim

In unserem Geothermiekraftwerk in Insheim wenden wir das hydrothermale Geothermieverfahren an. Der große Vorteil der Geothermie ist, dass durch sie, anders als bei Photovoltaik- und Windkraftanlagen, rund um die Uhr witterungsunabhängig Strom erzeugt werden kann.

Was ist LoRaWAN? Die Technologie für Smart Cities

LoRaWAN steht für Long Range Wide Area Network und ist eine Funktechnologie zur Übertragung von kleinen Datenmengen. Die energieeffizient arbeitenden Sensoren senden Daten im 868-Megahertz-Band an sogenannte Gateways. Gateways sind Sender und Empfänger und sorgen für die Netzabdeckung in den Funknetzwerken. 

Die Pfalzwerke Netz AG baut aktuell eines der größten Netze mit LoRaWAN-Technologie in Rheinland-Pfalz und dem Saarpfalz-Kreis aus. Über die Gateways gelangen die Daten der Sensoren bis zum Pfalzwerke-Server. Dort werden die Daten gespeichert und auf der Plattform IoTista in einem Dashboard, das den individuellen Bedürfnissen der Nutzer angepasst wird, dargestellt.

Fast 90% Netzabdeckung

  • Wir haben mehr als 50 Gateways im Netzgebiet der Pfalzwerke Netz AG installiert
  • LoRaWAN ist inzwischen auf 5.400 Quadratkilometern verfügbar

LoRa-Sensoren ermöglichen das Internet der Dinge (englisch: Internet of Things, kurz IoT). Die Dinge, hier die Abwassergruben, kommunizieren ohne das Zutun eines Menschen mit der Plattform und erheben Daten, die auf dem Server gespeichert und verarbeitet werden. „Langfristig lassen sich durch die erhobenen Daten auch Prognosen für die Leerung der Gruben erstellen und der Prozess wird immer effizienter“, sagt Richard Hoffmann. Was auf dem Gelände des Geothermiekraftwerks machbar ist, lässt sich auch auf andere Anwendungen, ganze Quartiere und Städte übertragen. Smarte – also intelligente – Anwendungen dieser Funktechnik und Plattform leisten Kommunen wertvolle Dienste und machen die Smart City möglich.

Hauswasserzähler werden Teil des intelligenten Netzes

Zum Beispiel können Hauswasserzähler mit den Sensoren drahtlos und aus weiter Entfernung automatisch ausgelesen und die Daten übermittelt werden. Das reduziert die Kosten für die Ablesung deutlich, denn es muss kein Dienstleister mehr beauftragt werden, persönlich vor Ort jeden Zähler einzeln abzulesen. Eine noch größere Ersparnis bringt LoRaWAN bei der Ablesung von Schachtzählern. Hier mussten bisher stets zwei Fachkräfte vor Ort sein, um den geöffneten Schacht absichern zu können. Mit LoRaWAN entfällt diese Arbeit komplett, die Daten werden automatisch übertragen. Zähler und Sensoren an unzugänglichen Orten lassen sich mit der Funktechnik zuverlässig in beliebiger Frequenz auslesen. Durch eine enge Taktung der Ablesedaten lassen sich auch Leckagen im Wassersystem schnell erkennen. Über die IoTista-Plattform können die Wasserversorger die Zählerdaten mit ihren Datenbanken verknüpfen und das Abrechnungssystem automatisieren. 

Das Geothermiekraftwerk der Pfalzwerke geofuture GmbH

Das Geothermiekraftwerk in Insheim ist seit 2012 mit einer elektrischen Leistung von max. 4,8 Megawatt in Betrieb. Es erzeugt so viel Strom, wie etwa 8.000 Haushalte pro Jahr verbrauchen. Das Kraftwerk hat einen hohen Wirkungsgrad: 75 Prozent des hier erzeugten Stroms wird nach Abzug des Eigenverbrauchs von bis zu 25 Prozent für die technischen Anlagen wie Pumpen in das öffentliche Stromnetz gespeist. Zum Vergleich: Ein Verbrennungsmotor hat nur einen Wirkungsgrad von 35 Prozent. Das heißt nur 35 Prozent der durch Benzin eingesetzten Energie werden in Bewegung umgesetzt. Mehr als 65 Prozent der Energie gehen als Abwärme verloren. Mehr Informationen zur Funktion unseres Geothermiekraftwerks gibt es hier.

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