Die hier gezeigte Solaranlage realisiert eine sogenanntes autarkes Inselnetz („Microgrid“), das nicht mit dem öffentlichen Stromnetz verbunden ist. Dieses Inselsystem ist eine Demonstationsanlage für die Kopplung verteilter unabhängiger Energieerzeuger. Das Konzept ist auch unter dem Namen „Schwarmstrom“ bekannt. Damit lassen sich unabhängige und räumlich begrenzte Stromversorgungsnetze realisieren, etwa für die Versorgung von Gebäudegruppen oder kleinen Dörfern in abgelegenen Gebieten. Beispielprojekte gibt es etwa in Uganda und dem Südsudan.
und einem Dieselgenerator (grün) als Reserve. Quelle: SMA
Wir nutzen die Anlage an der Hochschule Rhein-Waal für Demonstations- und Schulungszwecke vor allem im Studiengang „Umwelt und Energie“.
Effekte der Ausrichtung der PV-Module zur Sonne oder der Teilabschattung einzelner Module auf die Energieerzeugung können anhand der Anlage praktisch untersucht werden. Die Steuerung der verteilten Solargeneratoren sowie die Überwachung der Gesamtanlage über den Kontrollbus müssen erlernt werden, um die Anlage effizient und stabil fahren zu können.
Kern der Inselanlage ist ein Batteriewechselrichter mit Batteriespeicher. Der Batteriewechselrichter erzeugt aus der Batteriespannung 230V Wechselspannung, die übliche 230V-Geräte als Verbraucher speisen kann.
Die Energie wird von vier Solargeneratoren geliefert. Jeweils fünf Photovoltaik-Module (PV-Module) bilden zusammen mit einem Solarwechselrichter einen Solargenerator. Der Solarwechselrichter wandelt die Gleichspannung der fünf PV-Module (ca. 110V) in 230V Wechselspannung um. Die erzeugte Wechselspannung wird dann in den Wechselspannungsstrang eingespeist, an dem auch der Batteriewechselrichter hängt. Darüber kann die Batterie wieder geladen werden.
Die wechselstromseitige Kopplung der Generatoren und Speicher ermöglicht die Überbrückung größerer Distanzen zwischen den Komponenten und vereinfacht die Umsetzung des verteilten autarken Inselnetzes erheblich.
Die hier gezeigten handelsüblichen PV-Module aus polykristallinen Silizium haben einen Wirkungsgrad von etwa 16% und eine maximale Leistung von 270 W.
Weitere Informationen
SMA Solar Academy: Inselnetzversorgung