Zukunftsfähige Technologien und Konzepte für eine energieeffiziente und ressourcenschonende Wasserwirtschaft

Kontakt

Prof. Dr. F. Wolfgang Günthert

Universität der Bundeswehr München
Institut für Wasserwesen, Siedlungswasserwirtschaft und Abfalltechnik
Werner-Heisenberg-Weg 39
85579 Neubiberg

Tel.: +49 89 6004-2156
wolfgang.guenthert@unibw.de

Projektbeteiligte

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Logo EWIDArbeitspakete im Verbund EWID

AP 1: Entwicklung der Systemgrundlagen zum Aufbau und der Erprobung des PaT-Systems, Erstellung eines Leitfadens, Projektkoordination

Ansprechpartner:

Prof. Dr. F. Wolfgang Günthert, Universität der Bundeswehr München, Institut für Wasserwesen, Siedlungswasserwirtschaft und Abfalltechnik, Werner-Heisenberg-Weg 39, 85579 Neubiberg

Kurzbeschreibung:

Um die Versuchsumgebung der Systementwicklung zu Projektbeginn genau zu definieren, werden die konkreten Randbedingungen der Anwendungspartner definiert und geeignete Pilotbezirke ausgewählt. Für die Vergleichbarkeit aller erfassten Daten müssen diese dann in eine gemeinsame Datenstruktur übertragen werden. Für die verschiedenen Entwicklungsstufen des PaT-Systems, sowie der zu verwendenden Komponenten, sind umfangreiche Erprobungen an einem Teststand (Teststrecke + Versuchseinrichtung) erforderlich. Basierend auf den Ergebnissen der Technikumserprobungen und der Verifizierung des zu entwickelnden Systems im Netz wird anhand des Abschlussberichtes ein Leitfaden für Fachverbände (DVGW), Wasserversorger, Kommunen sowie Planungsbüros erstellt und zur Verfügung gestellt.

AP 2: Entwicklung einer PaT-Einheit zur Druckminderung im Wasserverteilungsnetz unter Erzeugung elektrischer Energie

Ansprechpartner:

Traugott Ulrich, KSB Aktiengesellschaft, Johann-Klein-Str. 9, 67227 Frankenthal

Kurzbeschreibung:

Entwicklung eines PaT-Systems, welches aus der eigentlichen Druckregel- und Energiegewinnungseinheit und einer überlagerten Steuerung für das „intelligente“ Druckmanagement besteht. Konzipierung einer PAT-Einheit (Versuchseinrichtung) und Erarbeitung der Grundlagen für die interne Steuerung dieser Einheit. Entwicklung von Algorithmen für die optimierte Druckregelung im Wasserverteilungsnetz.

AP 3: Entwicklung eines Fernüberwachungs- und Fernwirksystems

Ansprechpartner:

Dr. Stephanie Schraml, SCHRAML GmbH, Herxheimer Straße 7, 83620 Feldkirchen-Westerham

Kurzbeschreibung:

Dezentrale Erfassung, Übertragung und Verarbeitung von Informationen und Daten im Netz der Wasserversorger. Entwickelt werden müssen Soft- und Hardwarekomponenten, die, über die Realisierung verschiedenster Datenschnittstellen, die Anbindung von Sensorik, Steuereinheiten sowie analogen/digitalen Eingangs-/Ausgangssignalen an dezentralen Stationen im Netz den sicheren und effizienten Datenaustausch zwischen den Kommunikationseinheiten (Com-Units) im Netz (inklusive Querkommunikation) und der Leitsystem-Zentrale ermöglichen. Dies hat, aufgrund der Dynamik im Wasserversorgungsnetz, in „Quasi-Echtzeit“ zu geschehen. In einem dynamischen Modellabgleich müssen die übertragenen Informationen zur Ableitung regelungstechnischer Steuerungslogiken und -befehle für das intelligente Druckmanagement die Ansteuerung der hydraulischen PAT - Einheiten (Versuchseinrichtung bzw. der Feldversuchseinrichtungen) genutzt werden.

AP 4: Entwicklung modellbasierter Regelungsstrategien zur Optimierung von Druck und Energieerzeugung

Ansprechpartner:

Dr. Thomas Krätzig, Dr. Krätzig Ingenieurgesellschaft mbH, Süsterfeldstraße 81, 52072 Aachen

Kurzbeschreibung:

Ziel ist die Verbindung der bedarfsorientiert optimierten Druckregelung für das Versorgungsnetz mit der maximalen Energieerzeugung durch die PAT-Einheit (Versuchseinrichtung, später Feldversuchseinrichtungen). Hierzu soll die „Nahe-Echtzeit“ Nutzung von Wassernetzsimulationsmodellen in Verbindung mit Optimierungsstrategien erprobt werden. Regelungsstrategien für das „intelligente“ Druckmanagement basierend auf in Echtzeit gemessenen physikalischen Größen, wie Druck und Durchfluss sowie modellgestützten Daten, werden entwickelt und überprüft. Erreicht werden soll eine effizientere Regelung des Druckes in den Wasserverteilungsnetzen bei gleichzeitiger („verlustfreier“) Energierückgewinnung und bedarfsgerechter Versorgung.

Weiter werden im Teilprojekt Daten sowohl für die potenzielle Energieerzeugung als auch zu Anlagenkosten erhoben, sowie Vorschläge für die Energienutzung im Inselbetrieb erarbeitet. Die Benefits für einzelne Wasserversorger aus dem Einsatz von Druckmanagementsystemen mit Energieerzeugung bzw. -rückgewinnung werden zusammengefasst und zur Erstellung eines Leitfadens genutzt.

AP 5: Konzeption und Erprobung eines PaT-Prototypen

Ansprechpartner:

Thomas Tinnes, AWA-Ammersee Wasser- und Abwasserbetriebe gKU, Mitterweg 1, 82211 Herrsching

Kurzbeschreibung:

Nach der Entwicklung und Erprobung sollen die „neuen“ Systeme im realen Netz eingebaut werden. Nach einer erfolgreichen Inbetriebnahme können Optimierung und Justierung am System erfolgen und das Verhalten im Dauerbetrieb angepasst werden. Angedacht ist hierbei eine im Bypass eingebaute Pumpe als Turbine zur Regelung anstelle der Druckminderer. Anschließend soll die Regelung des Systems über eingebaute Drucksensoren erfolgen, um ein dezentrales Druckmanagement zu erproben. Netzdaten aus GIS und Prozessleitsystemen werden hierfür von den Netzbetreibern zur Verfügung gestellt.

AP 6: Betriebliche Systemanpassung und –optimierung

Ansprechpartner:

Derk Buchsteiner, Wasserversorgungszweckverband Perlenbach, Am Handwerkerzentrum 31, 52156 Monschau

Kurzbeschreibung:

In Hinblick auf den zukünftigen Einsatz der Systeme in weiteren Unternehmen der Wasserwirtschaft muss eine detaillierte Erfassung der technischen und administrativen Randbedingungen für den Einsatz der neuen Systeme vorgenommen werden. Topographie, Siedlungsdichte, Hydrogeologie und Klima (Niederschlag) spielen hier eine zentrale Rolle. Ebenso sollen Versorgungsstruktur (zentral/dezentral) und Netzlängen berücksichtigt werden.