Eine Insel für den Ernstfall

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Ob in brasilianischen Minen oder in Dörfern auf Pazifikinseln – Microgrids bieten in entlegenen Regionen eine autarke, sichere Stromversorgung. Aber auch für Unternehmen können solche unabhängigen „Strominseln“ durchaus sinnvoll sein – sowohl für ausländische Niederlassungen als auch in Deutschland.

In Deutschland ist die Stromversorgung grundsätzlich sicher, doch auch hier müssen Unternehmen vorsorgen. Jeder Server benötigt beispielsweise eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV); sonst droht der Verlust wertvoller Daten. In der Fertigung kann ein Stromausfall zu teuren Produktionsunterbrechungen führen. „Viele deutsche Unternehmen kennen dieses Problem in noch viel stärkerem Ausmaß von ihren Niederlassungen im Ausland“, erklärt Eckhard Wolf, Sales Manager Microgrids & Distributed Generation bei ABB. „Sie müssen sich in Ländern mit einer unsicheren Versorgungssituation wappnen, um negative Folgen einer drohenden Unterbrechung zu verhindern. Bisher setzt man für den Fall eines Stromausfalls meistens auf Dieselgeneratoren. Diese sind allerdings nicht nur in Sachen Betrieb und Wartung teuer, sondern auch umweltschädlich.“ Durch den wachsenden Anteil an dezentral erzeugter Energie wird die Versorgungssicherheit in Zukunft in der weiten Welt, aber auch in Deutschland zu einer noch größeren Herausforderung.

„Unternehmen müssen sich in Ländern mit unsicherer Versorgung wappnen, um negative Folgen zu verhindern.“

Blick nach Südafrika

Beispiel Südafrika: In den vergangenen Jahren sind die Energiepreise kontinuierlich gestiegen. Die in die Jahre gekommene Verteilnetzinfrastruktur und Probleme mit der Stromqualität – etwa Spannungseinbrüche – stellen weitere Herausforderungen dar. Im ABB-Werk Longmeadow in Johannesburg geht man seit 2016 einen neuen Weg, um die Versorgungssicherheit effizient zu garantieren: Ein Microgrid ersetzt das vorherige System auf der Basis von Dieselgeneratoren. Es integriert mehrere Energiequellen und einen Batteriespeicher innerhalb eines intelligenten Steuersystems: Das Microgrid besteht aus einer 750-kWp-Aufdach-Photovoltaikanlage, einer 1-MVA-/380-kWh-PowerStore-Batterie auf Lithium-Ionen-Basis, einem Microgrid Plus Control System sowie zwei 600-kVA-Dieselgeneratoren als Back-up. Das Steuersystem ist so ausgelegt, dass es unterbrechungsfreie Übergänge zwischen netzgekoppeltem und autarkem Betrieb – dem Inselbetrieb – ermöglicht. Die Anlage garantiert also eine zuverlässige Stromversorgung rund um die Uhr, unabhängig von Störungen und Ausfällen des Netzes.

Herzstück des Microgrids

Die PowerStore-Batterie spielt dabei eine wichtige Rolle. Ihre Hauptaufgabe ist es, das Stromsystem gegen Frequenz- und Spannungsschwankungen zu stabilisieren. Das geschieht durch eine schnelle Stromaufnahme oder -einspeisung. So wird der unterbrechungsfreie Übergang von Netz- zu Notstrom während der Ausfälle garantiert. Die Batterie ermöglicht zudem eine Spitzendeckung während der teuren Hauptverbrauchszeiten. Und in Kombination mit der Photovoltaik-(PV-)Anlage senkt sie den Verbrauch. „Die neue Lösung in Longmeadow funktioniert seit fast zwei Jahren äußerst zuverlässig“, so Eckhard Wolf. „Vor der Installation des Microgrids musste die Anlage bis zu zehnmal pro Monat vom Netz getrennt werden. Durch die neue Microgrid-Lösung konnte der Dieselverbrauch 2016 von prognostizierten 52.000 l auf rund 38.000 l reduziert werden.“ Außerdem senkt diese umweltfreundliche Lösung die CO2-Emissionen um bis zu 1.000 t pro Jahr.

Erhebliches Sparpotenzial

Auch in Deutschland und anderen europäischen Märkten können netzgekoppelte Microgrids eine sinnvolle Lösung darstellen. Neben absoluter Versorgungssicherheit bieten sie auch deutliches Einsparpotenzial bei den Energiekosten. „Insbesondere durch die Nutzung von Photovoltaikinstallationen auf Firmen-Carports kann günstiger PV-Strom gewonnen und mit einem Microgrid auf smarte Weise genutzt werden“, erklärt Eckhard Wolf. „Bedarfsweise kann der Strom auch günstig für E-Mobility verwendet werden, ohne zusätzliche Lastspitzen zu erzeugen.“

Neben der integrierten PV-Anlage lässt sich das ABB-Microgrid auch mit anderen Energieerzeugern kombinieren. „Viele Unternehmen haben bereits heute ein Blockheizkraftwerk in Betrieb, um ihren Wärmebedarf zu decken“, sagt Eckhard Wolf. „Die dabei produzierte Elektrizität kann in das Microgrid eingespeist und gespeichert werden. Wenn man sich vor Augen führt, dass eine Kilowattstunde Gas nur drei Cent kostet, wird der Kostenvorteil schnell ersichtlich.“