Planung eines Speichersystem mit PV und BHKW
Im Rahmen der Energiewende erarbeiten wir gerade für einen Kunden ein ESS (EnergieSpeicherSystem), welches in der Lage ist, den erzeugten BHKW-Strom sowie zusätzlichen PV-Strom zu speichern und nach Bedarf und Anforderung in das Gebäude zurückzuführen. Das Ziel besteht darin, die erzeugte Energie zu 100% selbst zu nutzen.
Weiterhin werden an das System folgende weitere Anforderungen gestellt: Es soll die BHKWs je nach Wärmeanforderung bzw. Stromanforderung passend erzeugen können, insbesondere in den Wintermonaten. Für die Sommermonate soll eine PV-Anlage den Strom für das gesamte Gebäude erzeugen und den Überschuss für die Ladung von E-Fahrzeugen (PKW/Stapler) bereitstellen. Bei Stromausfällen soll das System unterbrechungsfrei auf Notstromversorgung umschalten. Hierbei wird auch Wert auf Schwarzstartfähigkeit gelegt, d.h. das System kann auch gestartet werden, wenn die Akkus/Batterien leer sind. Es ist außerdem erforderlich, dass die BHKWs auch im "Insel- / Notstrombetrieb" genutzt werden können.
In der nebenstehenden Skizze wird das System grob dargestellt.
Umsetzung des Systems
Nach erfolgreicher Installation des oben PV/BHKW/Speichersystems beschriebenen Systems, durch einen Elektrofachbetrieb, wurde durchuns die Konfiguration der Systeme und ein Testlauf durchgeführt. Weiterhin haben wir das vorhandene Steurungssystem der Heizung auf das zusäzliche Speichersystem angepasst, so dass die Heizung/BHKW's in einem Notstromfall nur bis zu einem bestimmten Speicherstand betrieben werden und bei Überschreiten in den Wartemodus versetzt werden. Weiterhin wurde die vorhandene Hallenheizung so konfiguriert, das bei einem Notstrombetrieb dieser als Zusatzkühlsystem fungiert um ein Überhitzen/vorzeitige Abschaltung des BHKW bei Strombedarf verhindert wird.
Alles in allem kann das geplante und umgesetzte System das zu versorgende Gebäude über längere Zeit komplett autark (ohne Netzanschluss) betreiben, ohne einen Komplettausfall zu befürchten. Alle Systeme und komponenten wurden aufeinander abgestimmt und entsprechend angepasst.
Eckdaten:
- 28.800 Wp PV-Zellen
- 6x Wechselrichter 5000 W
- 5x PV-Ladegeräte 5700 W
- 3x oPZS Batteriespeichersystem 180.000 W (Brutto)
- Batteriemonitoringsystem jedes Speicherblocks
- Alarmierung bei Störungen
- Maximale Stromabgabe 25.000 W (begrenzt)
- BHKW's auch im "Inselbetrieb" nutzbar
- Notkühlsystem für BHKW's
- Tankstandsüberwachung (Öllager)
- Gebäudebereiche können wahlweise mit Notstrom abgesichert werden (Notstrom-/Netzstromumschaltung)
- Einbindung in das vorhandene Gebäudesteurungssystem für Monitoring
aktueller Autarkiegrad mit Netzanschluss >86%
Erweiterungsplanung
Nach erfolgreichem Betrieb über 1 Jahr soll das System erweitert werden. Zu dem bestehenden Heizungssystem soll eine Wärmepumpe (ca. 26KW) ergänzt werden um den Ölverbrauch weiter zu reduzieren und den Überschuss an Strom besser im Gebäude nutzen zu können und dabei noch weiter auf Fosile Brennstoffe zu verzichten.
Weiterhin soll der vorhandene Netzmesswandler durch einen anderen/neueren/schnelleren Netzmesswandler ersetzt werden um den Autarkiegrad des Systems noch weiter zu erhöhen. Der aktuelle Autarkiegrad von >86% kann aktuell nicht weiter erhöht werden da die Regelspitzen nur im Inselsystem ausgeglichen werden können. Im Netzparallelbetrieb werden die Regelspitzen durch den Netzmesswandler erfasst und im Sytem verarbeitet, Aufgrund der "zu geringen" Messgeschwindigkeit für die größe des Systems liegt die Regelgeschwindigkeit bei etwa 500-600Watt/Sekunde. Hierdurch ergibt sich bei einem Einschalten eines größeren Verbrauchers z.B. Elektroherd kann es bis zu 3 Sekunden dauern bis diese Einschaltspitze abgefedert wird, ergo werden diese Regelspitzen netzseitig versorgt und liegen somit als "Netzbezug" am Energiezähler des Netzbetreibers an und werden am Jahresende in Rechnung gestellt.