Um dem stetig wachsenden hohen Energiebedarf nachhaltig begegnen zu können, muss klimaneutrale Energie erzeugt, verteilt und gespeichert werden können. Dazu arbeiten Ingenieure intensiv an der Entwicklung bzw. dem Ausbau CO2-emissionssenkender Energieträger, wie z. B. Wasser-, Windkraft, Solar, Biomasse, Erdwärme, oder Wasserstoff. Ergo sind ebenso die Speichermöglichkeiten zu schaffen sowie die Verteil- und Übertragungsnetze massiv um- und auszubauen. Wie diesen Herausforderungen »energiegeladen« begegnet werden kann, wissen die Meister des Elektro-Engineerings: Eplan bietet hierzu eine weltweit führende Plattform mit vielfältigen CAE-Softwarelösungen für automatisiertes, modulares Engineering sowie eine Cloud-Technologie, die für nahtlose und echtzeitfähige Zusammenarbeit über alle Grenzen hinweg den Energiewandel und das Engineering beschleunigen lassen.
von Luzia Haunschmidt, freie Fachredakteurin
Die Fakten sind bekannt und werden u. a. durch den Entwurf des österreichischen Netzinfrastrukturplans (ÖNIP), der im Herbst 2024 finalisiert sein muss, untermauert. Um den geplanten Zubau der Erneuerbaren-Energie-Anlagen ans Netz und den Strom über das Netz zu den Verbrauchern zu bringen, müssen in Österreich unmittelbar die Übertragungs- und Verteilnetze sowie jährlich hunderte Netzstationen neu errichtet oder ausgebaut werden. Aber auch der Ausbau von Speicherlösungen, um beispielsweise die hohen Erträge aus PV und Wind zu Spitzenzeiten speichern zu können, darf nicht auf der Strecke bleiben. Die gesamte Energiewirtschaft befindet sich auf dem Weg zur »All electric society«. Andere, vor allem fossile Primärenergieträger, wie Benzin und Diesel (Mobilität) sowie Erdgas (Gebäudebeheizung), sollen durch elektrischen Strom abgelöst werden. Der Strombedarf wird dadurch deutlich steigen und Stromnetze werden demnach wesentlich flexibler sein müssen. Dabei ist offensichtlich: Die notwendigen Zubau- und Umbauzahlen von Ortsnetzstationen und Umspannwerken werden mit den bisher praktizierten Konstruktions- und Produktionsmethoden nicht zu erreichen sein.
Wie man diese Herausforderungen mit Turbo über das Engineering lösen kann, beantworten Ing. Martin Berger, Eplan-Geschäftsführer Österreich, und DI Mathias Kapeller, Eplan-Sales Manager Industrial Energy.
Herr Berger, die All Electric Society beschreibt ein Zukunftsbild, in der CO2-neutral gewonnene Elektrizität die zentrale Energieform darstellt. Was kann Eplan begleitend zu den gesteckten erneuerbaren Energiezielen beitragen?
Ing. Martin Berger, Eplan-Geschäftsführer Österreich (Bild: Eplan)
Martin Berger: Um CO2-neutrale Energie erzeugen, speichern, übertragen und verteilen zu können, sind fortschrittliche Technologien zu erneuerbaren Energiequellen notwendig und dazu sind die Anforderungen an Versorger, Kraftwerkbetreiber und Verteiler vielfältig. Dementsprechend gilt es, Netz-Infrastrukturen massiv auszubauen, neue Speicherverfahren anzudenken, wie detto für die Mobilität das entsprechende Angebot an Ladestationen auszudehnen. Dazu werden verlässliche Planungstools benötigt, die am Markt bereits weltweit verbreitet genutzt werden, um sofort von den zahlreichen Möglichkeiten bei der Planung und Dokumentation profitieren zu können. Eplan bietet dazu die notwendigen Arbeitsmittel – nämlich Planungs-, Projektierungs- und Dokumentationstools sowie die dazu erforderlichen digitalen Plattform-Angebote.
Diese Eplan Engineering Tools können auf die drei Energiesäulen der Erzeugung & Speicherung, der Übertragung & Verteilung sowie auf der Verbraucherseite die Mobilität unterstützende Ladeinfrastruktur angewendet werden – unabhängig, ob man Erzeuger, Netzbetreiber, Verteiler oder Abnehmer erneuerbarer Energiequellen ist. Fakt ist, dass mit den Eplan-Tools sämtliche Projektanten eine durchgängige Prozesskette für ihr gesamtes Energie-Engineering erreichen. Egal ob ihre Planungen noch konventionelle, bereits alternative oder hybride Energiequellen, Hoch-, Mittel- oder Niederspannungsnetze oder den Er- bzw. Ausbau jeglicher Speichervarianten fokussieren.
Welche Arbeitsmittel und -Tools sind das im Detail und gibt es zu den drei Energiesäulen auch bereits fertige Projektvorlagen?
DI Mathias Kapeller, Eplan-Sales Manager Industrial Energy (Bild: Eplan)
Mathias Kapeller: Ja, es gibt durchaus bereits fertige Projektvorlagen zu den Energiesäulen der Energiewirtschaft. Um umfassende Projekte plakativ darzustellen zu können, hat Eplan Beispielprojekte mit dem Eplan Engineering Standard für die Energiewirtschaft unter Einhaltung aller energierelevanten Normen (z.B. IEC 81346-10 RDS-PS) und Ausprägungen gemeinsam mit Kunden aufbereitet. Diese Demoprojekte stehen inklusive umfangreicher Dokumentation in der Eplan Cloud zum kostenlosen Download zur Verfügung und können auch auf jeweilige spezifische Projekte skaliert werden.
Betriebsmittelliste zu Projekt-Dokumenten, die im Planungsprozess entsteht. (Bild: Eplan)
Dementsprechend gibt es ein Demostandardprojekt auf Basis der Eplan Plattform zu einer Transformatorstation mit Mittel- und Niederspannungssystem, mit dem sich Verteilerstationen, Einspeisestationen oder gemischte Anlagen sowie Speichersysteme für erneuerbare Energien planen lassen. Dazu gehört selbstverständlich die speziell im Energiesektor benötigte Betriebsmittelliste zu den Dokumenten, die im Planungsprozess entsteht. Damit bekommen die Akteure im Elektro-Engineering eine praxisgerechte Vorlage für die Planung von Schaltanlagen im Mittel- und Niederspannungsbereich an die Hand, das die Darstellung der Primär- und Sekundärseite bzw. die Schutztechnikkomponenten in einem Projekt umfasst. Angefangen vom Gebäude bis hin zur Kabelabgangsklemme. Die Niederspannungsseite ist mit einem detaillierten digitalen 3D-Zwilling, einschließlich der vollständigen Verkabelung, vorhanden. Dabei werden auch die klassischen Funktionen der Software Eplan wie Single-Line und Multi-Line (ein- und mehrpolige Darstellung), das 3D-Design im Bereich Montagelayout sowie auch Auswertungen (z. B. Klemmenpläne, Stücklisten etc.) berücksichtigt. Ebenso berücksichtigt sind USV-Anlagen (Unterbrechungsfreie Stromversorgung) und die Einspeisung von Strom aus PV-Anlagen.
Energierelevante Darstellung einer Transformatorstation in Eplan Electric P8. (Bild: Eplan)
Im Energie-Erzeugungs- und -Verteilungsbereich ist neben den Engineering-Tools Eplan Electric P8 (ECAD-Standard für das Engineering) und Eplan Pro Panel (ganzheitliche Planung in 2D und 3D für den digitalen Schaltschrankbau) auch die Eplan Plattform-Ausprägung »Preplanning« für die Vorplanung vertreten. Diese werden seitens der Wasserkraftwirtschaft schon seit gut 35 Jahren intensiv genutzt und können ebenso Energiequellen wie Windkraft, Photovoltaik oder Biomasse unterstützen. Darüber hinaus findet Eplan Preplanning auch in der Energiespeicherung – wie z. B. bei der Planung von Pumpenspeicher und Batterien – seinen Einsatz. Und geht es beispielsweise bei Windkraftanlagen darum, komplexe Kabelplanungen zu bewerkstelligen, kann dies komfortabel mit Eplan Harness erledigt werden.
Im Energie-Erzeugungs- und -Verteilungsbereich ist u. a. auch die Eplan Plattform-Ausprägung »Preplanning« für die Vorplanung vertreten. Diese wird seitens der Wasserkraftwirtschaft schon seit gut 35 Jahren intensiv genutzt und kann ebenso die Planung von Energiequellen wie Windkraft, PV oder Biomasse unterstützen. (Bild: Eplan)
Zu Ladestationen für die Mobility können wir auf unser Demoprojekt »Preplanning für Ladeinfrastrukturlösungen« verweisen. Auch dieses ist modular und standardisiert aufgebaut und bietet umfangreiche Dokumentationen. Hier kommen ebenso die klassischen Eplan Plattform-Angebote wie Eplan Electric P8 und Eplan Pro Panel zum Einsatz. Last but not least, können mittels Eplan Harness in der Ladeinfrastruktur auch Speicherlösungen, die in Containern aufgebaut sind, geplant werden, um Spitzen des Ladestroms zu glätten.
All diese Engineering-Angebote stehen für automatisiertes, standardisiertes und modulares Engineering.
Darüber hinaus sorgen wir mittels unserer Eplan Cloud-Lösungen und unserer neuen Eplan Plattform für die Optimierung der Zusammenarbeit in sämtlichen Engineering-Projekten über System-, Disziplin- und geografische Grenzen hinweg. Dazu können alle Projektdaten (Artikeldaten, 3D-Informationen für einen digitalen Zwilling etc.) und Kommentare mit einem Klick interdisziplinär und standortübergreifend über eView mit anderen Projekt-Beteiligten geteilt werden. Vorab klar definierte Zugriffsrechte sorgen dabei für die nötige Datensicherheit.
Damit stellt Eplan entlang der gesamten Energieversorgungskette samt deren Schnittstellen Engineering-Lösungen bereit.
Mit welchen Projektierungsvorteilen kann die Energiewirtschaft bei einem System-Umstieg auf Eplan rechnen?
Berger: Mit Hilfe der Eplan Engineering-Lösungen und über das Eplan Data-Portal bzw. die Eplan Cloud können sich Energieerzeuger, Netzbetreiber oder auch Speicher-Anbieter austauschen, miteinander an Projekten arbeiten und diese – wenn so gewünscht – auch mit ihren jeweiligen Kunden und Lieferanten teilen. Und das alles, ohne sich um Systembrüche kümmern, evtl. Datensicherheit sorgen zu müssen oder von Standorten abhängig zu sein.
Über das Tool eBUILD können Engineers eigene, individuelle Makros zu ihren Projekten erstellen und so deren künftige Skalierungen wesentlich schneller abwickeln. (Bild: Eplan)
Jeglicher Projektierungsvorgang findet über das Eplan Data-Portal zusätzlichen Innovationsschub, da dieses bereits mit projektrelevanten Artikeln namhafter Komponenten- und Gerätehersteller aufwartet. Zudem wird unser Data-Portal laufend mit weiteren Standards und Makros, neu hinzukommenden Energie-Zulieferern der Prozessindustrie sowie mit Unternehmen rund um die energetische Gebäudeinfrastruktur mit deren Komponenten- und Gerätedaten weiter auf- und ausgebaut. Das bedeutet zeitsparende Unterstützung für jeden Planer – egal an welcher Stelle und in welcher Größenordnung der Energieversorgungskette er zu tun hat. Wiederum können sämtliche Engineers über das Tool eBUILD eigene, individuelle Makros zu ihren Projekten erstellen und so deren künftige Skalierungen wesentlich schneller abwickeln.
Die Faktoren Zeitersparnis und Fehlerfreiheit in der Projektierung sind somit die wesentlichen Vorteile und die Gründe dafür, warum Konstrukteure die Eplan Plattform in all ihren Ausprägungen einsetzen und – wenn gewünscht – sich über die Eplan Cloud vernetzen.
Im Maschinen- und Anlagenbau-Engineering ist Eplan weltweit bereits seit langem die Nummer Eins. Welche ökonomischen Ziele hat sich Eplan in der alternativen Energiewirtschaft gesteckt?
Berger: Prinzipiell ist es nicht so, dass Eplan in der Energiewirtschaft nicht schon Einsatz findet. Wie bereits erwähnt, wird Eplan beispielsweise hier in Österreich in der Projektierung von Wasserkraftwerken und deren Speicheranlagen bereits seit langem sehr erfolgreich verwendet. Wie eine Applikation eines namhaften Kunden zeigt: Billiger Strom pumpt riesige Wassermengen in einen hoch gelegenen Speicher – wo das Wasser erstmal verbleibt. Steigt der Bedarf an Strom im Netz, wird das Wasser ohne Aufwand weiterer Ressourcen wieder nach unten geleitet, treibt dabei gigantische Turbinen an und erzeugt auf diese Weise kostengünstigen, CO2-neutralen Strom. Diese Anlage wird mit der Engineering- und Logik-Kompetenz von Eplan projektiert und dokumentiert – und so erfolgt dies von uns bei vielen anderen Projekten in der Energiewirtschaft bereits beispielhaft.
Um jedoch auch in der Energie-Branche eine derartige Marktdurchdringung wie im Maschinen- und Anlagenbau zu erreichen, hat unser Headquarter in Deutschland vor etwa drei Jahren das »Vertikal Market Management-Team« gegründet, das sich ausschließlich um den Energiesektor kümmert. Dazu wurden nun in sämtlichen Ländern eigene Energiebeauftragte installiert, die ihre jeweiligen Märkte bearbeiten und unterstützen. In Österreich konnten wir vor kurzem für diese Position Herrn DI Mathias Kapeller gewinnen. Aufgrund seiner Ausbildung und Erfahrung sowie seiner sozialen Kompetenz konnte er bereits in den wenigen Monaten bei uns einige Projekte entscheidend vorantreiben.
Herr Kapeller, wo sehen Sie als Eplan-Energiebeauftragter Ihre vorrangigsten Aufgaben?
Kapeller: Das Thema Energie fordert uns nicht nur unter der Prämisse der Klimaziele, sondern ebenso im Zuge der Energiewende. Somit geht es für mich nicht nur um den reinen Vertrieb bei Eplan – es geht auch darum, dass Eplan mit seinem Software- und Digitalisierungsangebot seinen Kunden hilft, ihre Prozesse zu überdenken, um eine gemeinsame »Energiereise« starten und diese rasch, sicher, effizient und über sämtliche Grenzen hinweg umsetzen zu können. Dazu bedarf es eines Ansatzes, der auf Standardisierung, Industrialisierung und Automatisierung basiert. Ein wichtiger Schritt hierzu ist, sich von anderen Branchen – wie z. B. dem Maschinenbau – inspirieren zu lassen, der bereits erfolgreich auf E-CAD-Plattformen setzt.
Demnach kann Eplan bereits heute mit seinen vielseitigen Engineering-Angeboten auch die Energiewirtschaft in ihren All-Electric-Society-Bestrebungen unterstützen, da die Software nicht auf bestimmte Spannungsebenen begrenzt ist. Das Potenzial, das sich daraus ergibt, ermöglicht nebst Projekten im Bereich der Niederspannung auch, komplette Umspannwerke mit Hoch- und Mittelspannung zu planen.
Während meiner ersten Monate bei Eplan konnte ich bereits wertvolle Einblicke aus Kundengesprächen sowie von Messen und Konferenzen gewinnen. Die gewonnenen Erkenntnisse haben wir bereits erfolgreich in erste Kundenprojekte integriert, um ein zukunftsorientiertes Engineering im Energiesektor zu realisieren.
Somit ist es mein vorrangiges Ziel, den österreichischen Energiekunden in den Bereichen der Erzeugung, Verteilung und auf der Verbraucherseite zu helfen, ihre Prozesse zu verbessern, ihr Engineering standardisiert, automatisiert sowie modularisiert zu bewerkstelligen und es natürlich auch zu dokumentieren. Und das mit effizienter Unterstützung der Eplan Plattform.
Weitere Informationen auf: www.eplan.at