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Neuer Messstellenpfosten mit autarker Energieversorgung

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Autor: Redaktion

Neuer Messstellenpfosten mit autarker Energieversorgung

Manche Dinge dauern etwas länger … Bereits im Jahre 2008 wurde seitens der Open Grid Europe (vormals E.ON Ruhrgas) das Projekt „Baggerdetektion“ aus der Taufe gehoben. Erklärtes Ziel war die Detektierung und Lokalisierung von Beschädigungen der Umhüllung von KKS-geschützten Rohrleitungen quasi in Echtzeit. Mit der Entwicklung der erforderlichen Messtechnik wurde die Firma Weilekes-Elektronik betraut. Der Erfolg dieser Entwicklungsarbeit spiegelt sich im neuen Messgerät von Weilekes-Elektronik, dem MiniTrans-Plus wieder. Was blieb, war die Frage nach einer geeigneten „Verpackung“ dieser Messtechnik, also einem Messstellenpfosten. Die Anforderungen an diesen stellten eine völlig neue Herausforderung dar. Gesucht wurde eine Lösung mit integrierter, autarker Energieversorgung der Messtechnik, wobei sämtliche zur Erzeugung und Speicherung der Energie erforderlichen Bestandteile vollständig in den Messstellenpfosten integriert werden sollten, unter weitgehender Beibehaltung des äußeren Erscheinungsbildes eines konventionellen Messstellenpfostens. Als Hersteller und Lieferant von Schilder- und Messstellenpfosten mit nationaler und internationaler Marktakzeptanz wurde die Firma G.A. Kettner mit dieser Entwicklung betraut. Was folgte, war ein mehrjähriger Entwicklungsprozess. Für die Energieerzeugung und -speicherung und mussten geeignete Solarmodule, Speicherbatterien und Laderegler gefunden bzw. entwickelt werden. Konzepte zur Integration der Bauteile im Messstellenpfosten mussten erarbeitet werden, was sich aufgrund des naturgemäß geringen Raumangebotes im Pfosten als sehr schwierig erwies. Nach erfolgter Konstruktion einer funktionsfähigen Lösung, erfolgte ein Langzeittest unter realen Bedingungen, auf einer real existierenden Rohrleitung. Hauptaugenmerk war hier die Frage, ob die erzeugte und gespeicherte Energie ausreichend für den Betrieb des Messgerätes durch alle Jahreszeiten hindurch ist. Eine Frage, die nach Abschluss der Testreihen erfreulicherweise positiv beantwortet werden konnte.

Der nun zur Verfügung stehende Messstellenpfosten mit Solartechnik basiert auf dem bewährten Kettner 2K-Messstellpfosten aus der Kettner-typischen Kunststoffkombination PVC/PMMA. In der Abflachung des Pfostenoberteils integriert ist ein Solarmodul in monokristalliner Bauart. Durch eine vorgeschaltete transluzente Filterplatte analog zur Pfostenfarbe gelingt die vollständige Integration des Solarmoduls hinsichtlich Erscheinungsbild und Farbe zum Schutz vor Vandalismus. Die Speicherung der erzeugten Energie erfolgt durch eine im Pfosten-Unterteil befindliche Blei-Akku-Kombination mit einer Ausgangsspannung von 4 V und einer Ladungsträgerkapazität von 50 Ah. Der Akku ist unter Erdniveau im Pfostenunterteil untergebracht zum Schutz vor Temperaturschwankungen. Der integrierte Laderegler wurde speziell für diesen Anwendungsfall entwickelt.

Für eine optimierte Leistungsausbeute aus dem Solarmodul unter veränderlichen Betriebsbedingungen, wie z. B. Bestrahlungsstärke und Modultemperatur, arbeitet der Laderegler mit der sogenannten MPPT-Technik (Maximum Power Point Tracking). Hierbei passt sich der Laderegler dem veränderlichen optimalen Betriebspunkt (entlang der Spannungskurve) des Solarmoduls an. Obligatorisch ist ein Tiefenentladungsschutz. Die Versorgung des MiniTrans-Plus erfolgt durch einen 3,3-V-Ausgang.

Die Gesamtkonstruktion des Pfostens ist dreiteilig, dies ermöglicht einen wirtschaftlichen Austausch beschädigter Bauteile und verringert Transportaufwand sowie erforderliche Lagerkapazität.
Eine weitere interessante Anwendungsmöglichkeit des Solarpfostens ergibt sich in Verbindung mit den erweiterten Funktionalitäten des neuen MiniTrans-Plus. Durch den serienmäßig zur Verfügung gestellten regelbaren Ausgang für Strom und Potential (max. 6 V/20 mA), wird der Solarpfosten in Verbindung mit dem MiniTrans-Plus zu einer autark versorgten KKS-Schutzstromanlage mit Fernwirktechnik für erdverlegte Medienleitungen aus Stahl mit werkseitiger PE-Umhüllung. Zusätzliche Komponenten zur Versorgung und Regelung sind nicht erforderlich. Das macht diese Lösung zu einer zeitgemäßen und wirtschaftlichen Lösung für den kathodischen Korrosionsschutz von kleinen bis mittleren Leitungsabschnitten mit PE-Werksumhüllung.

Für die Unterstützung und den immer währenden Gedanken- und Ideenaustausch bedankt sich die G.A. Kettner GmbH bei allen Beteiligten im Hause Weilekes Elektronik/Gelsenkirchen und Open-Grid-Europe/Essen.

Kontakt: G.A. Kettner GmbH, Villmar, Frank Suck, Tel. +49 6482 9131-21, frank.suck@kettnergmbh.de, www.kettnergmbh.de

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