Nachhaltiges Energiemanagement mit USV
Eigenstromnutzung mit smartem Energiespeicher
Als zertifiziertes Biohotel zählt das Eggensberger im Allgäu zu den Vorreitern der Nachhaltigkeit. Dazu trägt das Energiekonzept bei: Der Strombedarf wird großteils mit einer Photovoltaikanlage und einem BHKW gedeckt. Doch während vor allem die PV-Anlage tagsüber Strom erzeugt, ist der Bedarf am Abend am höchsten. Um dennoch eine hohe Eigenstromnutzung zu erreichen, muss diese Differenz überbrückt werden. Hier kommt der Sirio Power Supply (SPS) von Riello Power Systems zum Einsatz. Der intelligente Energiespeicher steuert die Speicherung der Überschussproduktion und speist sie bei geringer Sonneneinstrahlung wieder ein. Die integrierte USV bietet Schutz vor Stromausfall und steigert die Netzqualität.
Bild: Biohotel EggensbergerDas Biohotel hat sich dem Ziel verschrieben, seinen Gästen höchsten Komfort zu bieten - ohne die Umwelt unnötig zu belasten. "2014 wollten wir auch in Bezug auf Energieeffizienz eine Vorreiterrolle in der energieintensiven Hotelbranche einnehmen", erklärt Andreas Eggensberger, Geschäftsführer der Eggensberger OHG. "Unser Plan war es, unseren Eigenverbrauch mit erneuerbaren Energien, die zum größten Teil selbst gewonnen werden, abzudecken." Dies sollte vor allem durch die Erweiterung der bereits bestehenden Photovoltaik-Anlage von 50 auf 170kWp gelingen. Aus diesem Grund erkundigte sich der Betreiber nach einem geeigneten Anbieter und stieß dabei auf GermanPV, ein herstellerunabhängiges PV-Systemhaus, das mit anderen in der Sonnenstromtechnik aktiven Unternehmen gemeinsam ganzheitliche Energiekonzepte entwickelt. "Gerade die Unabhängigkeit von einem bestimmten PV-Hersteller war für uns ein wichtiges Argument für die Beauftragung", bemerkt Eggensberger.
Maximierung der Eigenstromnutzung gefordert
Zu Beginn des Projekts analysierte das Systemhaus den Strombedarf des Hotels. Im Rahmen der Untersuchungen stellte man fest, dass der Verbrauch im Tagesverlauf kontinuierlich ansteigt, bis er etwa um 18 Uhr sein Maximum erreicht. Dabei beträgt die Grundlast 20kW mit Leistungsspitzen von bis zu 112kW. Der Einsatz einer größer dimensionierten Anlage - eine PV-Leistung von 167,8kWp wurde angestrebt - würde also dazu führen, dass während der Sonnenstunden, besonders in der Mittagszeit, mehr Energie produziert wird, als im Hotel benötigt wird. Am Abend, wenn die Produktion der PV-Anlage nachlässt bzw. endet, steht dagegen nur wenig Eigenstrom zur Verfügung. Sollte das Hotel aber vor allem im Sommer weitestgehend unabhängig vom öffentlichen Stromnetz sein, müsste ein hoher Grad an Eigenstromversorgung erreicht werden. Daher ist es notwendig, die tagsüber produzierte Überschussenergie zu speichern und bei Bedarf an die Verbraucher abzugeben. Hierfür arbeitet GermanPV mit Riello Power Systems zusammen. Das Unternehmen hat eigens für die Ergänzung von PV-Anlagen und anderen regenerativen Energiequellen den sogenannten SPS-Speicher entwickelt. "SPS-Speicher können beliebig viele kleine bis mittlere Systeme der Stromerzeugung aus verschiedenen Energiequellen wie Solar- und Windenergie sowie BHKW und USV-Anlagen integrieren und managen", umreißt Mathias Sigl, Geschäftsführer von Riello Power Systems, den Funktionsumfang. Durch einen externen Batteriespeicher, der entsprechend den Anforderungen der Last dimensioniert ist, erlaubt es das Gerät, regenerativ erzeugte Energie zu speichern, um sie dann am Abend oder bei geringer Sonneneinstrahlung wieder einspeisen zu können. Hierbei kann ein Wirkungsgrad von 96 Prozent erreicht werden.
Bild: Biohotel EggensbergerEnergiemanagementsystem und USV-Anlage in einem
So übernimmt die Anlage das Management aller Energiequellen inklusive der eigenen Erzeugungsanlagen und der Verbraucher. Die Steuerung und Überwachung der eingesetzten Bleigel-Batterien erfolgt über das integrierte Programm Battery Care System. Dieses stellt die Leistungsfähigkeit sowie Zuverlässigkeit der Batterien sicher, indem die Ladung mit zwei Spannungskennlinien erfolgt, um den notwendigen Ladestrom zu optimieren. Damit zusätzlich die Lebensdauer verlängert wird, verfügt das System über eine temperaturabhängige Spannungskompensierung und einen Entladungsschutz. Durch den integrierten Ausgangstransformator wird die galvanische Trennung zwischen Verbraucher und Batteriesystem gewährleistet. "Doch im Gegensatz zu handelsüblichen Systemen verfügt der SPS-Speicher nicht nur über alle Funktionalitäten eines Speichers, sondern auch über die einer Doppelwandler-USV", so Eggensberger. Mithilfe der integrierten USV-Anlage bietet der SPS-Speicher zusätzlich Schutz für alle angeschlossenen Verbraucher. Gleichzeitig verbessert das Gerät durch Ein- und Ausgangsfilter die Stromqualität. Dies ist wichtig, da vor allem regenerative Energie anfällig für Netzprobleme, z.B. Verzerrungen, Spannungsabfälle und -spitzen sowie Frequenzschwankungen, ist.
Drei Anwendungsfälle
Im Hotel ist nun seit April 2014 das Modell SPS 200 mit einer Nennleistung von 200kVA und einem maximalen Ladestrom von 432A in Betrieb. Das Aufladen der Batterien erfolgt durch die PV-Anlage sowie das mit Biogas betriebene BHKW oder über das Stromnetz. Dabei muss zwischen drei Fällen unterschieden werden: ausreichende, geringe und keine Sonnenenergie. Bei ausreichender Sonneneinstrahlung wird der Verbrauch komplett von der PV-Anlage getragen. Die Batterien werden mit der erzeugten Überschussenergie als Rückstrom über den Bypass der SPS-Anlage geladen, Strom aus dem öffentlichen Netz wird dafür nicht genutzt. Ist die Batterie geladen, wird die restliche Energie dem öffentlichen Netz zur Verfügung gestellt. Hierbei kann eine Überschusseinspeisung ohne Wirkungsgradverluste garantiert werden, da die PV-Anlage direkt über einen Statischen-Bypass an das öffentliche Netz gekoppelt ist. Fällt die Sonnenenergie geringer aus, liefert die Batterie die notwendige Differenz. In der Nacht und wenn die Batterie leer ist, wird das Hotel über das öffentliche Netz versorgt. Gleichzeitig sichert der SPS-Speicher das Netz gegen Störungen sowie mithilfe der integrierten USV gegen Ausfälle ab. "Da so bei einem Stromausfall durch die USV das Hotel noch über mehrere Stunden mit Strom versorgt wird, kann auch in diesem Fall weiterhin Eigenstrom erzeugt und vor allem genutzt werden - ohne ein Bezugsnetz wäre dies nicht möglich", fügt Sigl hinzu. Mithilfe der USV wird zudem die Erzeugungsanlage vom öffentlichen Netz getrennt.
Eigenstromnutzung erreicht bis zu 72 Prozent
In den ersten Monaten nach der Installation unterstützten Service-Techniker die Feineinstellung des SPS-Speichers: "Bei diesem Projekt galt es, nicht nur ein komplexes Lastprofil - Beleuchtung, Heizung, Klimaanlage, Küche, E-Ladestationen - zu beachten, sondern auch ein ebenso komplexes Erzeugungsprofil", bemerkt Sigl. "Hierfür mussten wir verschiedene Einstellungen ausprobieren und überprüfen, um einen reibungslosen Betrieb zu garantieren." Seitdem läuft die Anlage störungsfrei. Mit 90-45kWh für den täglichen Verbrauch sowie 45kWh zur Absicherung bei Stromausfällen verfügt das Hotel nun über Deutschlands größte Speicheranlage in einem Hotel. Sie ermöglicht es dem Betreiber, bis etwa 72 Prozent des mit der PV-Anlage erzeugten Stroms selbst zu nutzen. Die Energiekosten sind so seit der Nutzung des Speichers von etwa sieben auf unter fünf Prozent des Umsatzes gesunken. "Dieses Budget können wir wiederum in zusätzliches ökologisches Engagement investieren", zeigt sich Eggensberger zufrieden. "So ermöglichen uns die Einsparungen, regional erzeugtes Biogas für das Gästeauto und das Blockheizkraftwerk dazuzukaufen."
Als zertifiziertes Biohotel zählt das Eggensberger im Allgäu zu den Vorreitern der Nachhaltigkeit. Dazu trägt das Energiekonzept bei: Der Strombedarf wird großteils mit einer Photovoltaikanlage und einem BHKW gedeckt. Doch während vor allem die PV-Anlage tagsüber Strom erzeugt, ist der Bedarf am Abend am höchsten. Um dennoch eine hohe Eigenstromnutzung zu erreichen, muss diese Differenz überbrückt werden. Hier kommt der Sirio Power Supply (SPS) von Riello Power Systems zum Einsatz. Der intelligente Energiespeicher steuert die Speicherung der Überschussproduktion und speist sie bei geringer Sonneneinstrahlung wieder ein. Die integrierte USV bietet Schutz vor Stromausfall und steigert die Netzqualität.
Bild: Biohotel EggensbergerDas Biohotel hat sich dem Ziel verschrieben, seinen Gästen höchsten Komfort zu bieten - ohne die Umwelt unnötig zu belasten. "2014 wollten wir auch in Bezug auf Energieeffizienz eine Vorreiterrolle in der energieintensiven Hotelbranche einnehmen", erklärt Andreas Eggensberger, Geschäftsführer der Eggensberger OHG. "Unser Plan war es, unseren Eigenverbrauch mit erneuerbaren Energien, die zum größten Teil selbst gewonnen werden, abzudecken." Dies sollte vor allem durch die Erweiterung der bereits bestehenden Photovoltaik-Anlage von 50 auf 170kWp gelingen. Aus diesem Grund erkundigte sich der Betreiber nach einem geeigneten Anbieter und stieß dabei auf GermanPV, ein herstellerunabhängiges PV-Systemhaus, das mit anderen in der Sonnenstromtechnik aktiven Unternehmen gemeinsam ganzheitliche Energiekonzepte entwickelt. "Gerade die Unabhängigkeit von einem bestimmten PV-Hersteller war für uns ein wichtiges Argument für die Beauftragung", bemerkt Eggensberger.
GermanPV GmbH
Dieser Artikel erschien in GEBÄUDEDIGITAL 6 2019 - 08.10.19.Für weitere Artikel besuchen Sie www.gebaeudedigital.de
