Energie und Strom Energieversorgung im Bergbau

Autonome Energieversorgung und Fernüberwachung für unbemannte Bergbaustandorte

Aktualisierung: 2026-01-23

Problemdefinition

Branchenherausforderungen

  • 01 Extrem hohe Betriebskosten (OPEX) durch manuelle Inspektionen an abgelegenen Standorten
  • 02 Instabile Energieversorgung in Off-Grid-Gebieten führt zu Ausfällen kritischer Infrastruktur
  • 03 Mangelnde Echtzeit-Transparenz über den Anlagenzustand erschwert prädiktive Wartung

Spezifische Schwachstellen

  • Verlust der Telemetriedaten bei Ausfall des primären Kommunikationskanals
  • Unbemerkte Degradation von Batteriespeichern führt zu plötzlichen Systemausfällen
  • Lange Reaktionszeiten (MTTR) bei Störungen aufgrund logistischer Herausforderungen

Analyse des Ist-Zustands

"Bestehende Systeme nutzen oft isolierte Dieselgeneratoren ohne intelligente Laststeuerung Fehlende Edge-Computing-Kapazitäten zwingen zur Übertragung aller Rohdaten, was Bandbreiten sprengt Manuelle Umschaltprozesse verhindern eine schnelle Wiederherstellung nach Netzfehlern"

Leistungsauswirkungen

Autonomiezeit (Bess)
≥ 48 Stunden bei Nennlast ohne Generatorbetrieb
Systemverfügbarkeit
≥ 99,95 % (Tier 3 Äquivalent für Off-Grid)
Netzwerk Failover Zeit
< 5 Sekunden (zwischen primärem und sekundärem Uplink)
Datenkompressionsrate (Edge)
≥ 60 % Reduktion des Uplink-Traffics durch lokale Vorverarbeitung
Spannungsstabilität ± 5 % der Nennspannung im Inselbetrieb
Steuerungszykluszeit < 10 ms für kritische Schutzfunktionen
Umgebungstemperaturbereich -20°C bis +55°C (mit passiver Kühlung)
Technische Verifizierung

Diese Lösung wurde von Atlamech Engineering nach folgenden Standards validiert:

Details anzeigen

Technischer Umfang

  • Implementierung eines hybriden Microgrids (PV/Diesel/BESS) mit dezentraler Logiksteuerung
  • Integration redundanter Kommunikationspfade (LEO-Satellit und LTE/Richtfunk)
  • Aufbau einer Edge-Diagnose-Schicht zur lokalen Datenvorverarbeitung und Anomalieerkennung

Compliance-Standards

IEC 61850 (Kommunikationsnetzwerke und Systeme für die Automatisierung der Energieversorgung)
IEC 62443 (Industrielle Kommunikationsnetze – IT-Sicherheit für Netze und Systeme)
ISO 50001 (Energiemanagementsysteme)

Implementierungsstrategie

Phase 1 (Woche 1-2): Standortanalyse und Lastprofil-Messung vor Ort. Phase 2 (Woche 3-6): Vorkonfiguration der Distributed Logic Controllers (DLC) und Simulation der Umschaltlogik im Labor. Phase 3 (Woche 7-8): Installation der Hardware und Integration der redundanten Kommunikation. Phase 4 (Woche 9): Site Acceptance Test (SAT) mit simulierten Kommunikationsausfällen und autonomer Wiederherstellung.
Wichtigste Liefergegenstände
Vollständig autonomes Energiemanagementsystem (EMS) mit IEC 61131-3 Logik
Redundantes Netzwerk-Gateway mit automatischem Failover (<5s)
Zentrales Dashboard für Remote-Monitoring mit Drill-Down-Funktionalität bis auf Komponentenebene

Beratungsnotizen

Systemarchitektur und Redundanz

Das System basiert auf einer Distributed Logic Architecture. Fällt die Verbindung zur zentralen Leitwarte (ROC) aus, übernehmen die lokalen Controller die volle Hoheit über das Energiemanagement. Dies beinhaltet Lastabwurf (Load Shedding) nicht-kritischer Verbraucher, um die Autonomiezeit zu maximieren.

Edge-Diagnose

Anstatt Rohdaten zu senden, analysiert das Edge-Gateway lokale Strom- und Spannungswellenformen. Nur aggregierte Statusberichte und Alarme (z.B. 'Harmonische Verzerrung > 5%') werden über die teure Satellitenverbindung gesendet. Dies reduziert die Latenz und Kosten.

Wartung und Sicherheit

Alle Fernzugriffe müssen über VPN-Tunnel mit Zwei-Faktor-Authentifizierung erfolgen (gemäß IEC 62443 SL-2). Physische Wartungsintervalle werden durch prädiktive Analyse der Batteriegesundheit (SOH) und Generator-Laufzeiten von fixen Intervallen auf zustandsorientierte Intervalle umgestellt.

Infrastruktur-Taxonomie

Robuste Industrial Edge Gateways (IP67)
Hybrid-Wechselrichter mit netzbildender Funktion (Grid-Forming)
Typische Anwendungsmuster: Autonomes Microgrid mit Self-Healing-Funktionalität Edge-to-Cloud Telemetrie-Architektur Redundante Ringtopologie für Feldbus-Kommunikation

Zusammenfassung der technischen Beziehungen

Verwendete technische Komponenten

IEC 61131-3 Logiksteuerung, LEO-Satelliten und LTE-Verbindung

Technische Einschränkungen

Steuerungszykluszeit unter 10 ms, Umgebungstemperaturbereich -20°C bis +55°C

Kern-Optimierungslogik

Lokale Datenvorverarbeitung (Edge-Computing)

Zusammenfassung der Implementierungsbeispiele

Projekt-Kurzbeschreibung

Implementierung eines autonomen Microgrids mit Fernüberwachung für unbemannte Bergbauanlagen

Systemmaßstab
Installation eines hybriden Energiesystems mit Photovoltaik, Diesel-Backup und Batteriespeicher (BESS), ausgelegt für > 48 Stunden Autonomiezeit bei Nennlast.
Betriebsbedingungen
Der Standort ist Umgebungstemperaturen zwischen -20°C und +55°C ausgesetzt, was den Einsatz passiv gekühlter, gehärteter Hardwarekomponenten notwendig machte.
Implementierungsbeschränkungen
Die Latenz und Kosten der Satellitenkommunikation erzwangen eine lokale Datenkompression am Edge, um den Uplink-Traffic um ≥ 60 % zu reduzieren.

Technisches Wissenscluster

Industrielle Energieversorgungsinfrastruktur im Bergbau

Technischer Themencluster zur Auslegung, Optimierung und Transformation von Energienetzen in der Rohstoffindustrie. Die Suchintention variiert zwischen technischer Informationsbeschaffung (Ingenieure) und Investitionsprüfung (Betreiber) mit Fokus auf Versorgungssicherheit, Kostenreduktion (LCOE) und Dekarbonisierung.

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