Kompetente Partner für die Druckluft-Versorgung. Der Druckluft-Fachhändler Kawalek realisierte mit Almig-Kompressoren eine komplexe Lösung aus zwei autarken Stationen für Solon. Das nennt man maßgeschneiderte Druckluft: Zwei Druckluft-Stationen für zwei Betriebsbereiche, drehzahlgeregelte Schraubenkompressoren im automatisch gesteuerten Verbund mit zusätzlichen Schraubenkompressoren mit fester Drehzahl, Trocknung der Druckluft je nach Erfordernis über Kälte- bzw. Adsorptionstrockner, technisch ölfreie Druckluft über Aktivkohlefilter und ausreichende Redundanzleistungen bei Erzeugung und Aufbereitung. So arbeitet seit März 2008 die neue Druckluftversorgung für Solon, einem der weltweit größten Hersteller von Solarmodulen und Photovoltaik-Systemlösungen, im neuen Werk in Berlin-Adlershof mit höchstmöglicher Wirtschaftlichkeit und Versorgungssicherheit. Damit wurde „ein zukunftsorientiertes Gesamtergebnis realisiert, das genau unseren Vorstellungen entspricht“, lautet das Urteil des Facility-Manager Bernd Sickert von Solon nach den bisherigen Betriebserfahrungen.

Die Druckluft für die Produktion bei Solon wird in zwei autarken Druckluft-Stationen erzeugt. Deren Inbetriebnahme erfolgte sukzessiv ab Ende März 2008. Ursprünglich sollte die gesamte Druckluft in einer zentralen Station in einer einheitlichen Qualität erzeugt werden. Durch spezifische Qualitätsvorgaben aus den USA wird sie jetzt jedoch mit höchstmöglicher Wirtschaftlichkeit nicht nur in zwei räumlich getrennten Stationen produziert. Sie wird auch entsprechend den Anforderungen im jeweils zugeordneten Produktionsbereich in zwei unterschiedlichen Qualitäten aufbreitet: in Station 1 über Adsorptionstrockner mit einem Drucktaupunkt von –40 °C (Restfeuchte nur 0,117 g/m³) und in Station 2 über Kältetrockner mit einem Drucktaupunkt von +3°C (Restfeuchte 5,953 g/m³).

Eine gemeinsame Erzeugung in einer Station und eine Einspeisung in zwei Druckluftnetze mit unterschiedlicher Aufbereitung für jeden Produktionsbereich wäre aus räumlichen Gründen nur schwer zu realisieren gewesen. Außerdem scheiterte diese Idee an der Tatsache, dass der jeder Station zugeordnete Produktionsbereich seine elektrische Energie von einem anderen Versorger bezieht. Beide Stationen wurden von Solon angeschafft und werden auch von ihr betrieben. Die erzeugte Druckluft wird den Mietern des Gebäudes von Solon zur Verfügung gestellt und berechnet. Die Druckluft von Station 1 übernimmt die GSED Global Solar Europe Deutschland. Die Druckluft von Station 2 benötigt die Solon Photovoltaik.

Die Druckluft wird hauptsächlich zur Steuerung von Produktionsanlagen, aber auch zur Herstellung von Vakuum nach dem Ejektorprinzip genutzt Entscheidung für Almig Beide Stationen wurden mit drehzahlgeregelten Almig- Schraubenkompressoren mit Öleinspritzkühlung – Station 1 zusätzlich auch mit Almig- Anlagen mit fester Drehzahl – sowie mit Kälte- bzw. Adsorptionstrocknern von Almig ausgerüstet.

Die Entscheidung für dieses Fabrikat fiel nach der Auswertung einer Ausschreibung, in welcher der Berliner Druckluft-Fachhändler Kawalek die Almig-Kompressoren und -Trockner angeboten hatte. In der Ausschreibung waren lediglich die benötigten Druckluft- Mengen und -Güteklassen vorgegeben, jedoch keine Fabrikate. „Kawalek hat nicht nur das günstigste Angebot abgegeben. Sie hat uns auch optimal beraten“, betont Facility-Manager Bernd Sichert von Solon und fährt fort: „Geschäftsführer Thomas Timm und seine Mitarbeiter haben mit Kompetenz und Flexibilität hervorragende Lösungen für unser gesamtes Druckluft-Konzept realisiert und außerdem das komplette Rohrleitungssystem verlegt. Diese Mannschaft hat auch die vielen, erst während der Realisierung entstandenen Detailänderungen gegenüber unserem ursprünglichen Generalplan zu unserer vollsten Zufriedenheit realisiert“.

Managing Direktor Andreas Koebernik ergänzt: „Unser Unternehmen wächst rasant. Deshalb werden wir unsere Druckluft-Versorgung in Zukunft ständig fortentwickeln und an neue Anforderungen anpassen müssen. Mit Kawalek und Almig haben wir zwei sehr kompetente Partner gefunden. Wir würden es deshalb begrüßen, wenn die Ergebnisse zukünftiger Ausschreibungen im Bereich unserer Druckluft- Versorgung zu einer Fortsetzung dieser Zusammenarbeit mit den beiden Unternehmen führen würden.“

Aufbau der Station 1

In der Station 1 zur Versorgung des Produktionsbereichs „GSED Global Solar Europe Deutschland“ arbeitet ein neuer drehzahlgeregelter Almig-Schraubenkompressor des Typs Variable 55 (Lieferbandbreite 2,21 bis 9,57 m³/min, Motornennleistung 60 kW) im Verbund mit zwei festen, ebenfalls neuen Almig-Schraubenkompressoren des Typs Direkt 45, Liefermenge 6,72 m³/min, Motornennleistung 45 kW).

Wegen der Forderung nach besonders trockener Druckluft in dem von dieser Station versorgten Produktionsbereich wurden zwei Adsorptionstrockner (Drucktaupunkt –40 °C, Restfeuchte 0,117 g/ m³). Eine Anlage ist jeweils aktiv. Beide Trockner wurden so ausgelegt, dass jede Anlage die gesamte Druckluftmenge aller drei Kompressoren dieser Station trocknen kann. Ein „Überfahren“ der Trockner ist deshalb absolut ausgeschlossen. Die zweite – baugleiche – Standby- Anlage kann z. B. während einer Wartungsphase oder bei einer Störung von Hand umgeschaltet werden. (Anmerkung: In Zukunft wird eine noch nachzurüstende automatische Umschaltung den Redundanztrockner automatisch aktivieren.

Die Verrohrung beider Trockner wurde aus Sicherheitsgründen so ausgelegt, dass die Druckluft immer einen der beiden Adsorptionstrockner passieren muss. Nach dem Trockner folgt ein Druckluft-Behälter (Volumen 2 m³), in dem bereits getrocknete Druckluft bevorratet wird. Über einen anschließenden Vorfilter und einen Aktivkohlefilter (jeweils mit Umgehungsleitung) tritt die trockene und technisch ölfreie Druckluft in das Netz ein. Ein Kanalsystem für die Zu- und/oder Abluft war dank der Größe des Raumes in dieser Station nicht erforderlich. Die für Verdichtung und Kühlung erforderliche Zuluft wird direkt aus dem Raum entnommen, die warme Abluft sofort in den Raum zurückgeführt.

Aufbau der Station 2

Anders lagen die Verhältnisse in Station 2 zur Versorgung des Betriebsbereichs Solon Photovoltaik. Durch die geringe Raumhöhe und ihre Lage in der Mitte des Gebäudes waren besondere Maßnahmen für die Entlüftung erforderlich, um eine Übertemperierung der Ansaugluft, eine Leistungsminderung der Kühlung und eine Erhöhung des Störungsrisikos zu verhindern. Deshalb wurde der in dieser Station installierte neue drehzahlgeregelte Almig- Schraubenkompressor (Typ Variable 37, Leistungsbereich 1,06 bis 6,50 m³/min, Motornennleistung 50 kW) an ein spezielles Abluft-Kanalsystem angebunden, welches die bei Verdichtung und Kühlung der Druckluft anfallende Abwärme sofort aus dem Raum hinaus transportiert.

Ursprünglich sollte dieser neue Almig-Kompressor den Gesamtbedarf dieses Versorgungsbereichs alleine decken. Zur Steigerung der Versorgungssicherheit wurden jedoch zusätzlich drei kleinere, bis zu drei Jahre alte 22-kW-Anlagen mit fester Drehzahl vom bisherigen Produktionsstandort in der Berliner Ederstraße in diese Station übernommen. Sie können mit ihrer Gesamtliefermenge von ca. 9 m³/min bei einer Wartung oder Störung der geregelten Anlage (max. 6,50 m³/min) als Redundanzanlagen einspringen. Inzwischen ist der Druckluft-Bedarf in diesem Versorgungsbereich allerdings schon so sehr gestiegen, dass bereits eine dieser drei kleinen Anlagen zur laufenden Versorgung dauerhaft zusätzlich mit eingesetzt werden muss. Die warme Abluft dieser drei kleinen Anlagen wird ebenfalls über das Kanalsystem abgeführt.

Für die Druckluft-Qualität im Versorgungsbereich Solon Photovoltaik entspricht bereits eine Aufbereitung über Kältetrockner (Drucktaupunkt +3 °C, Restwassergehalt 5,953 g/m³) den Erfordernissen der Produktion. Zwei der drei umgesetzten kleinen Altkompressoren verfügten bereits über integrierte Kältetrockner, der dritte Kompressor über einen separat beigestellten Trockner. Zur Trocknung der vom neuen drehzahlgeregelten Almig-Kompressor erzeugten Druckluft wurde ein zusätzlicher Kältetrockner installiert, der ausschließlich die Druckluft dieses Kompressors trocknet. Bei einer Störung dieses Trockners erfolgt sofort eine Abschaltung des Kompressors. Ein zusätzlicher elektrischer Kugelhahn im Kompressor verhindert den Eintritt von ungetrockneter Druckluft in das Netz. Außerdem erfolgt eine optische und eine akustische Störmeldung. Dann übernehmen die drei kleinen Altmaschinen über die externe Almig-Steuerung Multi Control 3 die Versorgung dieses Bereichs.

Die bereits getrocknete Druckluft passiert einen 2.000-Liter-Behälter und durchströmt anschließend zusätzlich einen weiteren Kältetrockner als sog. ´Endtrockner´. Dazu Sickert: „Wir hatten für unsere neue Druckluft-Versorgung zwei Vorgaben: höchstmögliche Wirtschaftlichkeit und höchstmögliche Versorgungssicherheit in der jeweils geforderten Druckluft-Qualität. Deshalb haben wir diesen zusätzlichen Trockner durch die Firma Kawalek so auslegen lassen, dass er die gesamte von allen vier Kompressoren dieser Station erzeugte Druckluft ohne die Gefahr der Überladung trocknen kann. Das schafft zusätzliche Sicherheit, wenn der große Trockner der geregelten Almig-Anlage oder ein Trockner der kleinen Kompressoren mit integriertem bzw. beigestelltem Trockner ausfallen oder gewartet würde.“ Vor Eintritt in die Ringleitung dieses Versorgungsbereichs wird die gesamte Druckluft dieser Station in einer Filterstation, bestehend aus Feinfilter, Aktivkohlefilter und zusätzlichem Feinstfilter technisch ölfrei aufbereitet. Der Feinstfilter arbeitet als zusätzlicher ´Polizeifilter´, falls der Feinfilter oder der Aktivkohlefilter überfahren werden sollten. Außerdem hält dieser Feinstfilter Staubpartikel aus dem Aktivkohlefilter zurück, die im versorgten Produktionsbereich unerwünscht sind.

Gemeinsamkeiten beider Stationen

Für eine optimale Energie-Ausnutzung startet bei Schichtbeginn in jeder Station zunächst der geregelte Almig-Schraubenkompressor im Sanftanlauf „bei Null“. Sobald er eine Leistung von ca. 95 % erreicht hat, wird die erste feste Anlage über die externe übergeordnete Almig- Steuerung Multi Control 3 als Grundlast-Anlage im Vollast- Betrieb zugeschaltet, die geregelte Anlage übernimmt die Spitzenlast, fährt in ihrer Leistung entsprechend zurück und „pendelt“ dann entsprechend dem schwankenden Druckluft- Bedarf. Bei weiter ansteigendem Bedarf kann eine weitere feste Anlage über die Almig-Steuerung Multi Control 3 aktiviert werden. Über diese Steuerung können sowohl Schrauben- als auch Kolbenkompressoren – auch von anderen Herstellern – mit höchster Wirtschaftlichkeit im Verbund gefahren werden. Außerdem präferiert die Steuerung Multi Control 3 in jeder Station die drehzahlgeregelten Almig-Kompressoren als Hauptlast-Anlagen im Dauerbetrieb. Die Anlagen mit fester Drehzahl werden bedarfsabhängig zugeschaltet, sie fahren dann ebenfalls im Dauerbetrieb und werden für eine möglichst gleichmäßige Nutzung laufzeitabhängig bevorzugt. Dieses Konzept ermöglicht eine optimale Energie-Optimierung:

• weil dieses „Tandem-Konzept“ mit einer Bandbreite von ±1 bar „am Bedarf entlang“ fährt und kostenintensive Höherverdichtungen vermeidet;
• weil immer nur so viel Druckluft erzeugt wird, wie aktuell benötigt wird;
• weil sowohl die drehzahlgeregelte Anlagen als auch die Anlagen mit fester Drehzahl die investierte elektrische Energie optimal mit einem kaum mehr feststellbaren Leerlauf-Anteil in die Produktion von Druckluft umsetzen. Beispielsweise wies der drehzahlgeregelte Almig- Kompressor in Station 1 nach ca. 7 Monaten bei 1.100 Laststunden nur 35 Leerlaufstunden aus.

„Für die nächste Zukunft planen wir für beide Stationen eine übergeordnete Steuerung und Kontrolle von einer zentralen Leitwarte. Störungen werden dann automatisch über Telefon an mich oder an unser hauseigenes Wartungspersonal weitergeleitet. Zusätzlich bestände sogar die Möglichkeit, bei einer wesentlichen Störung an einer wichtigen Komponente der Station vollautomatisch über eine Telefonleitung auch die Firma Kawalek zu informieren. Ob wir diese zusätzliche Möglichkeit realisieren, ist aber noch nicht entschieden. Grundsätzlich nutzen wir alle Möglichkeiten, um die Druckluft-Versorgung beider Betriebsteile so sicher wie möglich zu machen. Eine Prioritätenliste für das Störmeldesystem wird die jeweils erforderlichen Maßnahmen festlegen“, erläutert Facility-Manager Sickert. Das eigene Wartungspersonal wird zukünftig zweischichtig arbeiten. Bei nicht besetzten Schichten werden Störungen zum hauseigenen Wachdienst gemeldet. Durch dieses System ist eine Rund-um-die-Uhr-Kontrolle und damit eine zuverlässige Druckluft-Versorgung an sieben Tagen der Woche garantiert. Die drehzahlgeregelten Almig- Schraubenkompressoren in jeder Station wurden bereits werksseitig mit Öl-Wasser- Wärmetauschern ausgerüstet. Sie entnehmen dem Ölkreislauf den größten Teil der bei der Verdichtung entstehenden Wärme und geben sie an einen Wasser- Zwischenkreislauf ab, über den Sanitärwasser erwärmt wird.

Kondensatentsorgung, Ringleitung, Wartungsvertrag

Das in jeder Station in den Zyklonabscheidern, Behältern und Filtern anfallende Kondensat wird in einem Öl-Wasser-Trennsystem in seine Bestandteile Öl und Wasser zerlegt. Das Wasser kann dann in die Kanalisation eingeleitet werden, das Restöl wird in der Wartungsphase von Fachhändler Kawalek vorschriftsmäßig entsorgt. Die Rohrleitungssysteme beider Versorgungsbereiche wurden ebenfalls von Kawalek geliefert und als Ringleitungen aus Edelstahl (1.500 m) verlegt. Zwischen Solon als Betreiber und dem Fachhändler Kawalek wurde für beide Stationen ein individuell angepasster Festpreis-Wartungsvertrag abgeschlossen.

Kontakt:
Ullrich Eberhardt, Gebietsverkaufsleiter
Almig Kompressoren GmbH, Köngen
Tel.: 07024/802-0
Fax: 07024/802-106
info@almig.de
www.almig.de