Strom aus Sonne, Wind und Biomasse kann sinnvoll genutzt werden im Inselbetrieb oder bei ohnehin anfallender Verbrennung (Klärgas). Bei Netz-Parallel-Betrieb sind die Besonderheiten kleiner Kraftanlagen an starken Netzen zu berücksichtigen. Photovoltaik-Anlagen fordern besondere Sorgfalt für Überspannungsschutz, Zellenschutz gegen Überlast, geringe Kontaktwiderstände, gute Windfestigkeit der Konstruktionen, Potentialbehandlung, Wechselrichter und Ladesysteme. Realisiert wurden Anlagen bis 800 kVA , insgesamt ca. 80 Anlagen mit ca. 11 MVA.
Beispiele
Zweckverband Mühlbach, Bad Rappenau
Photovoltaik-Demonstrationsanlage ca. 3kW und Windkraftanlage 15 kW mit Netz-Parallel-Betrieb
Bergbaumuseum Lauta
Photovoltaik-Demonstrationsanlage ca. 3kW mit Netz-Parallel-Betrieb
Bundesgrenzschutz Ahrensfelde
BHKW 3x200 kVA im Netz-Parallel-Betrieb elektrischer Teil
Stadtwerke Frankfurt
BHKW 2x2000 kVA im Netz-Parallel-Betrieb elektrischer Teil
Winfriedschule Fulda
Photovoltaik-Demonstrationsanlage ca. 3kW mit Netz-Parallel-Betrieb und Inselnetz
Zahlreiche weitere Referenzen, wie
- Kläranlagen
- Photovoltaik für Wasserförderung in Entwicklungsländern
Photovoltaik
Photovoltaik, die Wandlung der Sonnenenergie in elektrischen Strom ist die ideale Form der Stromgewinnung. Das ohnehin einstrahlende Sonnenlicht wandelt sich ohne Umwelteinflüsse in Strom. Die Auswahl der richtigen Wechselrichter zur jeweiligen PV-Zelle, Langlebigkeit, geschützte Verlegung der Systeme, Blitz- und Überspannungsschutz sowie zentrale Freischaltung vom Netz bei Netzausfall bzw. in Modulgrössen mit Schutzkleinspannung (bei Begehungen, Reparaturen, Feuerwehreinsatz) sind zu berücksichtigen. Bei Dachanlagen sind die statischen Belastbarkeiten (insbes. Windlast, Schnee- und Eislast) zu berücksichtigen. Solide Haltesysteme und Unterkonstruktionen mit Verankerung am Gebäudekörper sind neben den elektrischen Randbedingungen zu beachten. Dennoch liegt der Nutzungsgrad nur bei rd. 1000h/a gegenüber 8760h/a. Die effektiven Anlagen arbeiten im Inselbetrieb (Wasserförderung in Entwicklungsländern, Kälteanlagen für Fassadenkühlung).
Windenergie
"Wenn es Wind hat, kann der Müller Getreide mahlen". Im Inselbetrieb nutzte man diese mechanische Energie für die Mühlsteine dann, wenn sie verfügbar war. Als Stromerzeuger allerdings müssen Windräder ständig Strom liefern, auf alle Fälle genau dann, wenn er benötigt wird.
Es müssen also folgende Aufgaben gelöst werden:
- die Versorgungsnetze von bisher schwachen Ausläufern müssen verstärkt werden (z.B. offshore Anlagen), da ein großer Energiefluss zu den Lastschwerpunkten erfolgen soll.
- die Anlagen sind zu synchronisieren, Blindleistung ist zur Verfügung zu stellen, beides muss das vorhandene Netz mit den Kraftwerken und ihren Führungsgrössen zur Verfügung stellen.
- Bei Flaute oder Starkwind entfällt kurzfristig der Windenergieeintrag in das Netz. Damit es nicht zusammenbricht - die Verbraucher sind ja noch angeschlossen - müssen kurzfristig konventionelle Kraftwerke Ersatz liefern (z.B. Gasturbinen, Kraftwerke in Leerlauf/Standby).
BHKW/Wärme-Kraftkopplung
Blockheizkraftwerke erzeugen dann günstig Strom, wenn gleichzeitig die entstehende Wärme sinnvoll genutzt werden kann. Sie sollten daher in unseren Breiten immer wärmegeführt betrieben werden. Primärenergiequellen sind Biogas, Klärgas, öffentliche Gasversorgung oder Dieselkraftstoff. Bei der Synchronisation mit dem öffentlichen Stromnetz kann es zu Resonanzen kommen, die insbesondere die Regelsysteme kleinerer Geräte zerstören können.
Brennstoffzelle
Wasserstoff, mit Sonnenenergie erzeugt, lässt sich speichern und bei Bedarf kontrolliert zu Wasser verbrennen. Alternativ kann in einer Brennstoffzelle die direkte Umwandlung in elektrische Energie erfolgen. Hauptprobleme sind neben der Lebensdauer der Materialien die Beherrschung absolut dichter Gaskomponenten.