Was macht eigentlich ein Inselstromsystem?

Von am 3. April 2012 in der Kategorie Technologie mit 3 Kommentare
SMA_Hybridsystem Kolondieba

Rote, trockene Erde. Die Sonne scheint. Solarmodule glänzen im Licht. Die Photovoltaikanlage arbeitet auf Hochtouren. Wir sind in Mali. Hier im Westen Afrikas ging vor Kurzem ein Inselstromsystem in Betrieb. Und versorgt seitdem private Haushalte, eine Schule, verschiedene Werkstätten, ein Hotel und einige Geschäfte mit Strom. Um solche unabhängigen Energiesysteme aufbauen zu können, braucht es vor allem eines: einen zuverlässigen Wechselrichter, der ein Stromnetz bilden und auch steuern kann. Bei uns heißt er Sunny Island. In Kombination mit erneuerbaren Energien sorgt er für die Stromversorgung von wenig entwickelten Gebieten, aber auch abgelegenen Alpenhütten in unseren Breiten.

 
Radio hören, wenn die Sonne scheint

Um ein Inselnetz aufzubauen gibt es verschiedene Möglichkeiten. Eine ganz einfache Methode ist es, Verbraucher direkt an einen Stromerzeuger, etwa eine Solarzelle, anzuschließen. Immer dann, wenn die Sonne scheint, funktioniert beispielsweise auch das Radio. Ein anderes typisches Beispiel: Die Sonne scheint, die Solarenergie wird in einer Batterie gespeichert und später für die Beleuchtung genutzt. Bei dieser sogenannten DC-Kopplung (DC steht für „direct current“, also Gleichstrom) sind Erzeuger und Verbraucher auf der Gleichstromebene gekoppelt. Das heißt: Der Gleichstrom aus der Solarzelle wird direkt oder über eine Batterie genutzt. Voraussetzung ist, dass die Verbraucher mit Gleichstrom funktionieren. Nicht unbedingt eine kostengünstige Variante.

 
Energie für netzferne Gebiete

Für kleine Anlagen ist die Kopplung auf der Gleichstromseite praktikabel, für Energieversorgungssysteme mit mehreren Energiequellen und Verbrauchern schlichtweg zu teuer. Und damit vor allem in weniger entwickelten Gebieten kaum realisierbar. Um dennoch eine Energieversorgung in entlegenen Gebieten möglich zu machen, setzen wir auf das Prinzip der AC-Kopplung (AC steht für „alternating current“, also Wechselstrom). Dabei werden alle Komponenten des Energiesystems, also Energieerzeuger und Verbraucher, auf der Wechselstromseite gekoppelt.

Volker Wachenfeld, Leiter der Division Off-Grid Solutions

Volker Wachenfeld, Leiter der Division Off-Grid Solutions

 
Sonne, Wind und Wasser nutzen

Der Batterie-Wechselrichter Sunny Island ist an einen Batteriespeicher angeschlossen und bildet ein Wechselstromnetz. In dieses autarke Stromnetz können unterschiedliche Energieerzeuger – ganz besonders erneuerbare Energien – integriert werden: Solarstromanlagen, Windenergieanlagen, Wasserkraftwerke und kleine Blockheizkraftwerke. Das Gute daran: Das System ist flexibel und kann mit Energien gespeist werden, die vor Ort verfügbar sind, wie Sonne, Wind oder Wasser. So entstehen ganz individuelle Systeme, die optimal an die Gegebenheiten angepasst sind. Übrigens lassen sich auch Dieselaggregate einbinden. Sie springen ein, wenn der Ladezustand der Batterien abnimmt und nicht genügend Energie für die Nutzer zur Verfügung steht. Und durch die Parallelschaltbarkeit aller Energiequellen und Verbraucher können kleine Sunny Island-Systeme nach und nach zu großen Anlagen ausgebaut werden – je nach Strombedarf und vorhandener finanzieller Mittel.

 
Prinzip eines Inselsystems

 
 

Ein Inselsystem mit Photovoltaikanlage: Scheint die Sonne, entsteht in den Solarmodulen Gleichstrom. Der Solar-Wechselrichter wandelt diesen in Wechselstrom um und speist ihn in das Wechselstromnetz ein, das der Batterie-Wechselrichter bildet. Der Batterie-Wechselrichter regelt die Spannung und Frequenz dieses Netzes und entscheidet, was mit der eingespeisten Energie passiert. Wird der Strom gerade benötigt, weil mehrere Verbraucher auf Hochtouren laufen? Oder steht dem System gerade mehr Energie zur Verfügung als verbraucht werden kann? In diesem Fall entnimmt der Wechselrichter dem Netz Energie und lädt damit die Batterien. Bei Bedarf stellt er den Strom aus den Batterien wieder zur Verfügung. So kann Energie, die tagsüber nicht benötigt wird beispielsweise in der Nacht für die Straßenbeleuchtung genutzt werden.

 
Elektrizität als Entwicklungschance

Mehr als zwei Milliarden Menschen haben bis heute keinen Zugang zu elektrischer Energie. Und damit fehlt ihnen eine wesentliche Voraussetzung für sauberes Wasser, Bildung, Gesundheit und wirtschaftliche Entwicklung. Vor Kurzem ist das Sunny Island-System in Mali mit zwei der größten netzunabhängigen Photovoltaikanlagen Afrikas in Betrieb gegangen: „Unsere Inselsysteme versorgen nicht nur Haushalte mit Strom, sondern leisten einen wesentlichen Beitrag zur lokalen Wertschöpfung“, erklärt mir Volker Wachenfeld, Leiter der Sparte „Off-Grid“ bei SMA. Denn neben privaten Haushalten sind in Mali eben auch eine Schule, Werkstätten, eine Bäckerei, ein Hotel sowie weitere Geschäfte an das System angeschlossen. „Für uns ist das besonders wichtig, denn erst die Stärkung der Wirtschaftskraft vor Ort macht die Dorfbewohner wirklich autark“, sagt Wachenfeld. Und nur so ist ländliche Elektrifizierung tatsächlich nachhaltig.

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Der Autor

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Meine Aufgaben:
Technikkommunikation und Unterstützung der Pressearbeit.
Meine Themen:
SMA Technologien und Technologiethemen allgemein, Off-Grid.
Was selbst meine Kollegen nicht von mir wissen:
Ich liebe Urlaub im Norden und fotografiere gerne das Meer. Und wenn ich mal richtig viel Zeit habe, werde ich an die Barentssee fahren.
Catrin arbeitet mittlerweile nicht mehr bei SMA.

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3 Kommentare

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    Günther

    11. Juni 2013 um 16:12

    Hallo,

    gerade lese ich, dass das Frauenhofer ISE Institung mit KACO den SEMIKRON Innovationspreis für besonders gute Insellösungen gewonnen hat.

    Können Sie kurz beschreiben, was das Besondere an deren Lösung ist? Und worin sich SMA unterscheidet?

    Besten Dank und viele Grüße
    Günther

    Antworten »
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    Anke Baars

    9. Mai 2012 um 08:25

    Hallo Herr Leitz,

    vielen Dank für Ihren Kommentar. Ein interessantes Projekt, das Sie da in Tansania aufbauen. Wir haben bereits ähnliche Projekte realisiert, beispielsweise in einem Schulzentrum in Kooki, Uganda

    http://www.sma.de/de/news-infos/aktuelle-nachrichten/news/news/251.html

    Hier sorgt das solare Inselsystem für bessere Ausbildungsmöglichkeiten der Jugendlichen vor Ort. Gerne setzen wir uns mit Ihnen in Verbindung, um über Ihr Projekt zu sprechen.

    Herzliche Grüße
    Anke Baars

    Antworten »
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    Eberhard Leitz

    30. April 2012 um 10:03

    Liebe Frau Nähr,
    für eine Berufsschule, die ich seit 7 Jahren in Tansania aufbaue und unterstütze (siehe website http://www.berufsschule-kilimandscharo.org), suchen wir eine Lösung für die zuverlässige Stromversorgung. Dazu stehen uns auch Spendenmittel für eine Solaranlage zur Verfügung. Ein erster Versuch, das Projekt mit einem örtlichen Anbieter zu realisieren, habe ich wegen massiver Zweifel an der Sachkenntnis und Konzeption gestoppt. Nun suche ich dringend Rat und Unterstützung. Mit großem Interesse habe ich von der Instalation in Mali gelesen. Wir wollen eine modular erweiterbare Anlage bauen, die bei Stromausfall (leider häufig) zunächst eine Sicherheits-Notversorgung zur Beleuchtung – auch in den Schlafräumen – erlaubt, sodann einen eingeschränkten Betrieb – besonders auch der PC Ausbildung – ermöglicht, und schließlich auf Dauer die Betriebskosten zu senken vermag, in dem sie „selbst-produzierten“ Solarstrom bereitstellt.
    Bitte rufen Sie mich an, 0711 22553666 (oder 0711 6363481 privat) wenn Sie mir weiterhelfen können und wollen. Mit freundlichen Grüßen Eberhard Leitz, Stuttgart

    Antworten »

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