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Filter für das Stromnetz Stabilen Netzbetrieb absichern

| Autor / Redakteur: Peter Leinberger* / Wolfgang Ernhofer

Aktive Filter reduzieren die Verunreinigung des Stromnetzes und verhindern Anlagenausfälle – Kläranlagen bereiten rund um die Uhr eingeleitete Abwässer auf. Stillstände sind nicht erlaubt, wenn die Anlage oder ein Teil davon steht, bricht gegebenenfalls der Prozess zusammen: Sollten die Bakterien absterben, kann es Monate dauern, bis der Prozess wieder stabil läuft und die täglich anfallenden Abwassermassen wieder gereinigt werden können.

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Aktive Filter dienen der Betriebssicherheit der Anlage da sie mögliche Schäden verhindern und Ausfälle reduzieren.
Aktive Filter dienen der Betriebssicherheit der Anlage da sie mögliche Schäden verhindern und Ausfälle reduzieren.
(Bild: Danfoss)

Eine Kläranlage wie die in Nördlingen mit einer Kapazität für insgesamt 70 000 EW ist eine mehrstufige Prozesskette, die im Verlauf der Aufbereitung Prozesswasser am Ende als gereinigtes Wasser wieder in den Wasserkreislauf zurückspeist. Dem anfallenden Klärschlamm wird in einem letzten Prozess sowohl der Wasseranteil fast komplett entzogen, als auch die enthaltenen Nährstoffe durch Methan erzeugende Bakterien. Diese Stufe ist besonders anspruchsvoll: Im Klärwerk Nördlingen sind dies pro Charge rund 1800 t, die durch die Biogas-Ausbeute erheblich dazu beitragen, dass die Anlage fast ihren eigenen Strombedarf erzeugt.

Der Zufluss an Abwasser wird zunächst mit einem Rechen grob gefiltert. Nach diesem Schritt fließt das Abwasser durch Belebungsbecken, in denen Bakterienstämme die enthaltenen Stoff aufspalten und die Nitrate abbauen. Damit die Bakterien nicht absterben, wird das Wasser ständig mit Sauerstoff angereichert, um einen dafür kritischer Wert nicht zu unterschreiten.

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Zu diesem Zweck laufen in der Maschinenhalle der Belebungsbecken Tag und Nacht Gebläse, die zudem für den Generatorbetrieb vorbereitet sind, damit auch bei Stromausfall Energie verfügbar ist. Umso wichtiger ist der Einsatz von aktiven Filtern für den zuverlässigen Betrieb der Anlage. Für den Generatorbetrieb müssen die Pumpen bzw. die Pumpenantriebe möglichst geringe Werte in Bezug auf Oberwellen einhalten, z.B. THDi < 10 %. Diese Maßnahmen dienen der Betriebssicherheit der Anlage und verhindert mögliche Schäden an den Maschinen bzw. Ausfälle: Der Ausschluss von Störungen steht für den Betreiber noch vor der Energieeffizienz.

Unerwünschte Nebenwirkungen verhindern

Idealerweise sollte die Netzspannung eine gleichförmige Sinusspannung konstanter Amplitude und Frequenz sein. Durch nichtsinusförmigen Laststrom von elektronischen Verbrauchern ist dies heute in unseren Netzen leider nicht mehr gegeben. Sie verursachen Abweichungen von der idealen Sinusform die in gewissen Grenzen zulässig sind. Allerdings erzeugen diese Anwendungen höherfrequente Überlagerungen auf der Netzspannung, sogenannte Oberwellen, die in den Bereich der zulässigen Grenzwerte kommen können und in kritischen Fällen spürbare Auswirkungen auf Verbraucher haben können.

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