Modulare Automation Elektrolyseure

Im Rahmen des H₂Giga Forschungsprojektes eModule wurden modulare Konzepte für den Betrieb und die Automatisierung von Elektrolyseur Anlagen untersucht. Dabei werden verschiedene Ansätze und Facetten des Digitalen Zwillings beleuchtet.

Dazu gehören Informationsmodelle zur Beschreibung von Elektrolyseuren, die Simulation von Anfahrverhalten und einem optimierten Betrieb, Zusammenspiel von Elektrolyseuren im Energienetz sowie die automatisierungstechnische Integration von Elektrolyseuren in übergeordnete Systeme (z.b. Energie- oder Prozessleitsysteme).

Im Rahmen des Kurses wird insbesondere die auf Modularisierung basierende Integration mittels der herstellerunabhängigen Lösung Module Type Package (MTP) detailliert betrachtet.

Bei der Integration von Elektrolyseuren bzw. Elektrolyseuranlagen wird zunehmend auf herstellerunabhängige Lösungen gesetzt. Großes Potential bietet das offene und Plattformunabhängige Kommunikationsprotokoll OPC UA (Open Platform Communication Unified Architecture).

Darüber hinaus werden über das Module Type Package (MTP) Konzept wertvolle Semantik zur Beschreibung des Elektrolyseurs bzw. seines OPC UA Servers sowie Informationen zum Bedienbild, verfügbarer Dienste und Alarme des Moduls bereitgestellt. Um domänenspezifisch zusätzliche Informationen und deren Bereitstellung zu standardisieren, wird eine OPC UA Companion Specification ausgearbeitet.

So lässt sich ein Plug & Produce-Ansatz in der Automatisierung umsetzen, wodurch das Numbering-Up und die Integration der Elektrolyseure in verschiedenste Automatisierungssysteme problemlos möglich wird. Gemäß verschiedener Studien von ZVEI, VDI und NAMUR wird durch den Einsatz von Modularisierung und MTP eine wesentlich reduzierte Time-to-Market, verringerter Engineeringaufwand sowie erhöhte Flexibilität nachgewiesen.

Im Kurs wird eine Übersicht zu genannten Technologien gegeben und mit Hilfe von Anwendungsbeispielen verdeutlicht, wie die Integration von Elektrolyseuren und Elektroyseuranlagen deutlich schneller und effizienter im Vergleich zu klassischen Methoden umsetzbar ist.