Entwicklung einer prädiktiven Pumpstationssteuerung für eine energieoptimierte und entlastungsreduzierte Abwasserförderung

Beschreibung

Die Funktionalität der Abwasserbeseitigung stellt, als Teil der kritischen Infrastruktur, eine Voraussetzung für eine funktionierende Gesellschaft dar. Indes führen gesellschaftlicher und klimatischer Wandel zu sich stetig ändernden Randbedingungen für die Abwasserbeseitigung. Durch den Klimawandel kommt es zu einem häufigeren Auftreten von Extremwettereignissen. Insbesondere Starkregenereignisse führen zu einer Überlastung der Kanalisationen und infolgedessen zu einer Entlastung des ungereinigten Abwassers in die Umwelt. Neben dem Austrag gesundheitsgefährdender Krankheitserreger führt dies zu einer Gefährdung der Gewässerökologie. Zugleich erfordern steigende Energiekosten und die Notwendigkeit eines ressourcenschonenden Umgangs mit Energieträgern eine kritische Betrachtung des für den Abwassertransport aufgewendeten Energieverbrauchs. Um die Abwasserbeseitigung an solche Entwicklungen anzupassen, können bauliche und steuerungstechnische Modifikationen vollzogen werden. Bauliche Modifikationen sind indes mit hohem logistischem und finanziellem Aufwand verbunden. Eine Alternative bzw. Ergänzung stellt die Nutzung von lastabhängigen Steuerungen dar, die einen optimierten Betrieb bestehender Systeme ermöglicht. Die vorliegende Ausarbeitung stellt die Entwicklung einer Steuerungsmethode vor, die durch die Nutzung von Vorhersagemodellen einen lastabhängigen, energieoptimierten und entlastungsreduzierten Betrieb von Abwasserpumpstationen ermöglicht. Die Steuerungsmethode wurde so entworfen, dass diese auf unterschiedliche Abwasserpumpstationen adaptiert werden kann. Die perspektivische Implementierung der Steuerungsmethode in die reale Infrastruktur wurde begünstigt, indem realitätsnahe, betriebliche Randbedingungen und sicherheitsrelevante Anforderungen aus der realen Infrastruktur berücksichtigt wurden. Die im Rahmen von experimentellen Untersuchungen ermittelten Potentiale durch die Nutzung der entwickelten Steuerungsmethode weisen eine signifikante Reduzierung des Entlastungsvolumens und des Energiebedarfs auf. Die experimentellen Untersuchungen wurden in einer realen Pumpstation in der Versuchshalle des Fachgebiets Fluidsystemdynamik, TU Berlin und unter Berücksichtigung realitätsnaher Gegebenheiten durchgeführt. Durch die so ermittelten Potentiale konnte gezeigt werden, dass eine lastabhängige Steuerung auch unter realitätsnahen Bedingungen zu einer Betriebsoptimierung bestehender Abwasserinfrastruktur beitragen kann.

Autor*in

David Konstantin Tilcher

Themen in »Entwicklung einer prädiktiven Pumpstationssteuerung für eine energieoptimierte und entlastungsreduzierte Abwasserförderung«

Abwasserbeseitigung ungereinigtes Abwasser Abwasserförderung lastabhängige Steuerungen Verunreinigung des Abwassers Pumpstationssteuerung Abwasserpumpen Abwassersystem Gewässerökologie Abwassertransport Abwasserbeseitigung Fluidsystemdynamik Abwassersystem Steuerungsmethode Abwasserpumpstationen

Stimmen zu »Entwicklung einer prädiktiven Pumpstationssteuerung für eine energieoptimierte und entlastungsreduzierte Abwasserförderung«

Details

Link teilen