Am Hauptcampus des Fraunhofer-Instituts für Chemische Technologie (ICT) in Pfinztal, östlich von Karlsruhe, hat Baywa RE zusammen mit dem Anbieter von DC-Optimierern Ampt einen ganz neuen Ansatz einer Kombination von Photovoltaik mit Windkraft und Batteriespeicher umgesetzt. Dazu hat der Projektierer drei neue solare Dachanlage sowie eine Freiflächenanlage auf dem Gelände des Fraunhofer ICT aufgebaut. Diese sind über ein Microgrid auf dem Campus miteinander sowie mit bestehenden Windkraftanlagen mit einer Leistung von zwei Megawatt verbunden.
Der Vorteil der Kombination ist, dass sich die beiden Technologien gut ergänzen. Wenn die Sonne scheint, weht in der Regel wenig Wind. An Regentagen, wenn die Solaranlagen wiederum kaum Strom produzieren, ist hingegen in der Regel viel Windkraft vorhanden. Um den Strom optimal zu nutzen, wurde im Projekt noch ein zusätzlicher Redox-Flow-Speicher mit einem Fassungsvermögen von zehn Megawattstunden integriert.
Anlagen direkt gekoppelt
Dabei hat Baywa RE komplett auf Solarwechselrichter verzichtet und die Photovoltaikanlagen über die Windkraftanlagen mit dem Inselnetz verbunden. Dieses technisch äußerst anspruchsvolle System repräsentiere eine fortschrittliche Anlagenkombination aus Direktkopplung von Wind- und Solarenergie, einschließlich Batteriespeicher, die in dieser Form in Europa einzigartig sei, betonen die Projektpartner.
Systemeffizienz erhöht
Durch die Nutzung der Ampt String Optimierer wurden die verschiedenen Technologien über einen gemeinsamen Gleichstromkreis integriert. Mit diesem DC-gekoppelten System können die Projektpartner trotz der sieben verschiedenen Ausrichtungen jeden String der Solaranlagen in seinem optimalen Arbeitspunkt betreiben. Die verschiedenen Modulfelder werden bei einer hohen und beständigen Spannung gekoppelt, um damit die Systemeffizienz zu erhöhen.
Vielfältige Systeme steuern
Denn die Ampt Stringoptimierer sind Gleichstromwandler, die Maximum Power Point Tracking (MPPT) durchführen. Sie halten die Solarstring so immer im optimalen Arbeitspunkt. Dadurch vermeiden sie die Energieverluste aufgrund von Spannungs- und Technologieunterschieden. Durch individuelles String-MPPT minimieren die Ampt-Optimierer auch Ertragsverluste, die die Schatten, der umliegenden Gebäude auf dem Campus des Fraunhofer-ICT verursachen. Die Optimizer sind programmierbar und liefern Daten auf Stringebene. Dadurch werden eventuelle Fehler im System schneller sichtbar. Das vereinfacht wiederum den Betriebs und die Wartung der Anlagen.
„Die Kombination von Dach- und Freiflächensolaranlagen in sieben verschiedenen Ausrichtungen und zwei Modulgrößen in einem gemeinsamen Microgrid mit Windkraft und Batterien stellt eine bedeutende Herausforderung dar“ betont Levent Gun, Geschäftsführer von Ampt. „Dieses Projekt ist ein Beleg für die Fähigkeit unserer Wandlertechnologie, die Steuerung der vielfältigen Systeme auf dem Gelände zu vereinfachen.
Optimierer verringern Komplexität
Er kündigt an, die Zusammenarbeit mit Baywa RE weiter ausbauen zu wollen. Andrea Grotzke, Global Director of Energy Solutions bei Baywa RE ist zufrieden mit dem erfolgreichen Abschluss des Projekts. „Die Technologie von Ampt hat ein technisch sehr komplexes Vorhaben deutlich vereinfacht“, erklärt sie. „Die Art und Weise, wie wir die Solaranlagen in das bestehende Windenergie- und Batteriespeichersystem integriert haben, ist einzigartig. Durch die erfolgreiche Umsetzung dieses Projekts konnten wir unsere eigene Expertise und Fähigkeiten weiter verbessern.“
Strom wird vor Ort verbraucht
Der Strom wird auf dem Hauptcampus des Fraunhofer-Instituts ICT in Pfinztal direkt genutzt. Damit kann der Forschungsinstitut seine mehr als 100 Laboratorien sowie mehrere Pilotanlagen und drei Testzentren auf dem 21 Hektar großen Gelände versorgen. „Es war für uns wichtig, Solarenergie in unser Microgrid, das unseren Campus mit Strom versorgt, zu integrieren, um zusätzliche Flexibilität zu schaffen und unsere Eigenstromversorgung zu erhöhen“, betont Frank Henning, Institutsleiter des Fraunhofer ICT. „Nachhaltigkeit spielt eine entscheidende Rolle für das Fraunhofer ICT, und durch die Kombination der Vorteile von Wind, Sonne und Speicher sind wir sicher, unsere Nachhaltigkeitsziele zu erreichen und verantwortungsbewusst zu handeln“, erklärt Frank Henning. (su)
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