Smart Grid 02.11.2012, 19:55 Uhr

CiA 454 für dezentrale Energiesysteme nach dem Plug-and-Play-Prinzip

Die international anerkannte CANopen-Bus-Spezifikation 454 legt fest, wie Komponenten „hybrider Energieinseln“ beschaffen sein müssen, damit sie miteinander funktionieren. Ziel ist in dezentralen Energiesystemen, egal wie komplex diese aufgebaut sind, nach dem Plug-and-Play-Prinzip Netzkomponenten schnell und einfach anzuschließen oder abzuklemmen.

Solartechnik am Plug-and-Play Stromnetz

Solartechnik am Plug-and-Play Stromnetz

Foto: Werkfoto

Ob eine Batterie, ein Wechselrichter, ein Ladegerät für ein solarbetriebenes Funksystem oder ein Dieseldorfnetz im Taunus, in Tunesien oder in der Türkei gekauft wird: Das Teil soll einfach an das bestehende System angesteckt werden können. So die Idealvorstellung.

Top Stellenangebote

Zur Jobbörse
Bundesbau Baden-Württemberg-Firmenlogo
Versorgungstechnik-Ingenieure (m/w/d) Bundesbau Baden-Württemberg
Karlsruhe Zum Job 
Honda R&D Europe (Deutschland) GmbH-Firmenlogo
Entwicklungsingenieur (m/w/d) intelligente Energienetze und Smart Home Honda R&D Europe (Deutschland) GmbH
Offenbach am Main Zum Job 
Stadtwerke München GmbH-Firmenlogo
Fachkraft für Arbeitssicherheit (m/w/d) Stadtwerke München GmbH
München Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Ingenieur (w/m/d) Straßenplanung und Straßenentwurf Die Autobahn GmbH des Bundes
Dillenburg Zum Job 
Berliner Wasserbetriebe-Firmenlogo
Bauingenieur:in Maßnahmenentwicklung Netze (w/m/d) Berliner Wasserbetriebe
Deutsche Rentenversicherung Bund-Firmenlogo
lngenieur*in Elektrotechnik/ Starkstromtechnik (m/w/div) Deutsche Rentenversicherung Bund
IMS Messsysteme GmbH-Firmenlogo
Projektleiter (m/w/i) Vertrieb IMS Messsysteme GmbH
Heiligenhaus Zum Job 
Deutsche Rentenversicherung Bund-Firmenlogo
Projektingenieur*in für Versorgungstechnik (m/w/div) Deutsche Rentenversicherung Bund
HS Elektronik Systeme GmbH-Firmenlogo
Projekt Controller (m/w/d) HS Elektronik Systeme GmbH
Nördlingen Zum Job 
THU Technische Hochschule Ulm-Firmenlogo
W2-Professur "Ingenieurmathematik" THU Technische Hochschule Ulm
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Projektingenieur (w/m/d) Telematik-Infrastruktur (IT-Netz) Die Autobahn GmbH des Bundes
Frankfurt am Main Zum Job 
Deutsche Rentenversicherung Bund-Firmenlogo
Ingenieur*in Energieeffizienz technische Gebäudeausrüstung HLS (m/w/div) Deutsche Rentenversicherung Bund
Berliner Wasserbetriebe-Firmenlogo
Bauingenieur:in Bebauungsplan (w/m/d) Berliner Wasserbetriebe
Berliner Wasserbetriebe-Firmenlogo
Automatisierer:in / PLS-Techniker:in (w/m/d) Klärwerk Waßmannsdorf Berliner Wasserbetriebe
Schönefeld Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Bauingenieur / Wirtschaftsingenieur (m/w/d) Grundsätze im Bereich Straßenbetriebsdienst Die Autobahn GmbH des Bundes
Hitachi Energy-Firmenlogo
Projektmanager (w/m/d) Gasisolierte Schaltanlagen Hitachi Energy
Mannheim Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Bauingenieur Streckenplanung (w/m/d) Die Autobahn GmbH des Bundes
Regensburg Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Bauingenieur:in / Verkehrsingenieur:in als IT-Fachanwendungs-Produktgruppenleitung (m/w/d) Planung Die Autobahn GmbH des Bundes
Berlin, deutschlandweit Zum Job 
iba AG-Firmenlogo
Systemarchitekt Cloud-basierte Speicherung im technischen Produktmanagement (m/w/d) iba AG
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Bauingenieur:in / Verkehrsingenieur:in als IT-Fachanwendungs-Produktgruppenleitung (m/w/d) Bau Die Autobahn GmbH des Bundes
Berlin, deutschlandweit Zum Job 

Jeder Hersteller von Komponenten für dezentrale Energiesysteme soll überall auf der Welt bei einer Open-Source-Plattform mitmachen können, also ohne Lizenzgebühr zu zahlen. Die Unternehmen müssen sich nur verpflichten, die festgelegten Standards einzuhalten.

Und alles soll nach dem Prinzip Plug and Play funktionieren. So, wie man es beispielsweise von den USB-Geräten für Computer kennt. Wenn dort Geräte wie Mobiltelefone oder USB-Speichersticks angesteckt werden, kann man einfach anfangen, mit ihnen zu arbeiten.

Diese hehren Ziele für ein „neues Betriebssystem für Inselnetze“ hatten das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE Freiburg und einige Industriepartner formuliert. Und sie entwickelten dafür einen eigenen Kommunikationsstandard, das sogenannte „Universal Energy Supply Protocol“ (UESP). UESP sollte regenerative Inselnetze stabil halten und „verschiedene Verbraucher und Energiesysteme miteinander sprechen lassen“, sagt ISE-Forscher Jakob Wachtel. Forschungsgeld hatten das Fraunhofer-ISE und seine Partner dafür auch erhalten.

Doch irgendwann – mittendrin in ihren interessanten Forschungen – stellten die Väter und Mütter von UESP fest: Es gibt bereits ein Bus-Protokoll mit fast identischen Ansprüchen, das „Applikationsprofil CiA 454“, erstellt nach dem CANopen-Standard (EN 50325–4). Der ist weltweit schon vieltausendfach im Automatisierungsmarkt eingeführt.

UESP ist heute Teil von CiA 454

Heute ist UESP Teil von CiA 454. Und alle Beteiligten scheinen zufrieden. Das Fraunhofer ISE hat sogar schon ein Inselsolarkraftwerk in Ägypten gebaut, dessen Kommunikation über das CiA-454-Protokoll läuft. Wasserpumpen werden hier solar versorgt.

Doch das Bussystem könne noch viel mehr, nämlich „innovative Hybridsystemtechnik für die Dorfstromversorgung aufeinander abstimmen“, heißt es vom ISE und dem CANopen e. V. in Nürnberg übereinstimmend.

Aber zur Verzahnung braucht es „Systemintelligenz und Leistungselektronik“. Sprich: Man benötigt sowohl Regelsysteme als auch Verbrauchs- und Speichergeräte nach diesem Standard. Und Hersteller, die die Komponenten produzieren.

Der momentan wohl aktivste Partner aus der Solarindustrie ist die Kaco New Energy GmbH. „Im Werk 4 in Neckarsulm wollen wir Teile des Bürotrakts autark versorgen. Wechselrichter, Ladegerät und Batterie sind zum Jahresende fertig. Ab Mitte 2013 soll alles zusammen funktionieren“, verrät Volker Dietrich von Kaco über das Projekt mit dem Namen „InnoSystem“. Später sollen die Komponenten auch verkauft werden.

Bei Pedelecs ist CiA 454 bereits stärker verbeitet

Bei Pedelecs, bei elektrisch unterstützten Fahrrädern also, ist CiA 454 bereits stärker verbreitet. Zwar hatte ein Team um den früheren E-Mobil-Rennfahrer Hannes Neupert vor zehn Jahren versucht, einen eigenen Standard zu entwickeln. Konkret ging es dabei um ein Ladesystem für von der Deutschen Post geplante Pedelec-Flotten. So entstand eine Schnittstelle mit namens Energybus.

Der Unternehmer erkannte die Vorteile des CANopen-Standards. „Heute ist Energybus ein anderer Name für CiA 454, weil beide Protokolle inzwischen identisch sind“, erläutert Hannes Neupert. Demnächst soll CiA 454 deshalb den Zusatz „EnergyBus“ bekommen.

Inzwischen haben die Energybus- und UESP-Macher ebenfalls entschieden, zusammenzugehen. „Das, was es in UESP gab, ist in CANopen aufgegangen“, bestätigt Jakob Wachtel vom Fraunhofer ISE. So konnte der Name für das einst entwickelte Steuersystem erhalten bleiben: „EnergyBus Controller“ heißt es.

ISE-Forscher Wachtel wünscht sich viele CiA 454-Komponenten für regenerative Hybridenergieinseln auf der ganzen Welt

Das Institut dachte einst nur an stationäre Inselversorgungen. Heute freut sich Wachtel sichtlich, dass sich die mit mobilen Komponenten koppeln lassen.

Er denkt bereits an eine der Vorzeige-Solarinseln des ISE: „Es wäre schön, wenn man bald am Rappenecker Hof Pedelecs laden könnte.“ Der Einsiedlerhof im Dreisamtal bei Freiburg erhielt 1987 eine Solarstromanlage des ISE und war damit Europas erste solar betriebene Gaststätte.

Doch den einstigen UESP-Entwicklern geht es auch darum, dass es bald viele weitere CiA-454-Komponenten gibt. Damit überall auf der Welt regenerative Hybridenergieinseln mit Geräten dieses Standards CiA 454 errichtet werden können. 

Ein Beitrag von:

  • Heinz Wraneschitz

    Freier Fachjournalist in der Metropolregion Nürnberg. Der Ingenieur für Elektrische Energietechnik arbeitet viele Jahre in der Industrie, u.a. Zentrumsleiter für ein herstellerunabhängiges Solarberatungsunternehmen. Seit 2005 ist er mit dem Redaktionsbüro bildtext.de hauptberuflich journalistisch tätig. Seine Themen sind Umwelt, Energie und Wirtschaft.

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.