Die versteckten Energiekosten Valencias: Warum Solarenergie allein möglicherweise nicht ausreicht für Ihr Mikronetz

Eine integrierte Lösung aus Solarenergie, Windenergie, Batteriespeichern, BHKW-Generatoren und einem Energiemanagementsystem (EMS) für industrielle und private Anwendungen

Valencia weist ein hohes Solarpotenzial auf, doch ein praktikables Mikronetz muss zudem den Strombedarf am Abend, Schwankungen der Strompreise, begrenzte Windressourcen, Heiz- und Warmwasserbedarf, Netzausfälle sowie Lärmbelastungsgrenzen im Wohnbereich berücksichtigen. Ein integriertes System aus Photovoltaik, Batteriespeichern, Windkraft, dieselbetriebenen BHKW-Anlagen, dem öffentlichen Stromnetz und einem Energiemanagementsystem (EMS) kann diese Anforderungen ausgleichen.

1. Die Energieprobleme, die Sie möglicherweise erst erkennen, wenn das System läuft

Die eigentliche Herausforderung besteht nicht nur darin, wie viel erneuerbare Energie ein Standort generieren kann. Entscheidend ist vielmehr, ob die Erzeugung zeitlich, kostenmäßig und hinsichtlich der Art des Verbrauchs mit der Nachfrage übereinstimmt. Ein System kann über ein Jahr hinweg ausreichend Energie erzeugen und dennoch bei Abendlasten, Heizungs- oder Warmwasserversorgung sowie bei Ausfällen Probleme haben.

Hohe und volatile Stromkosten

Stromkosten können je nach Tageszeit erheblich variieren. Daher lohnt sich eine zeitliche Verschiebung der Energieverwendung: Mit Batteriespeichern lässt sich preisgünstiger Strom speichern und der Bezug aus dem Netz zu teureren Zeitpunkten reduzieren.

Referenzpreise für Strom nach Tageszeit

Die folgenden Werte dienen lediglich als Orientierung für Projektanalysen. Die tatsächlichen Kosten für den Kunden hängen vom Stromliefervertrag, den Marktbedingungen und den jeweils geltenden Abgaben ab.

Zeiträume mit negativen Preisen können sich mit normalen Tarifzeiten am Tag überschneiden, anstatt eine separate tägliche Bandbreite zu bilden. An Wochenenden und gesetzlichen Feiertagen können zudem abweichende Preisbedingungen gelten.

Solarenergie deckt nicht jede Stunde des Verbrauchs ab.

Valencia verfügt über starke Solarkapazitäten mit einer jährlichen Einstrahlung von rund 1.600–1.700 kWh/m² und einer geschätzten PV-Stromerzeugung von etwa 1.600 kWh/kWp bei einem optimalen Neigungswinkel von ca. 38°. Doch die PV-Leistung fällt nach Sonnenuntergang auf null, während viele Verbraucher weiterhin aktiv sind. Batteriespeicher spielen daher eine wichtige Rolle beim Verschieben der tagsüber erzeugten Energie.

Niedrige Windgeschwindigkeiten begrenzen die Rolle der Windenergie.

Die durchschnittliche Windgeschwindigkeit beträgt rund 3 m/s; Windenergie ist daher eher als ergänzende Quelle denn als primäre Erzeugungsquelle einzustufen. Stärkere nächtliche Winde können nützliche Erzeugung liefern, wenn keine Solarenergie verfügbar ist.

Die Nachfrage nach Heiz- und Warmwasser stellt eine zweite Energieschwierigkeit dar.

Ein Dieselgenerator leitet normalerweise erhebliche Wärmemengen über seine Kühlanlage und Abgassysteme ab. Bei einer KWK-Anlage kann diese Abwärme aus dem Motor-Kühlkreislauf (Jacket-Water) sowie die etwa 450 °C heißen Abgase in nutzbare Heizwärme, Brauchwarmwasser oder Prozesswärme umgewandelt werden.

Netzinstabilität kann ein Stromversorgungsproblem zu einem Versorgungskontinuitätsproblem verschärfen.

Erneuerbare Energien verringern die Abhängigkeit vom öffentlichen Stromnetz, bleiben jedoch schwankend. Für kritische Verbraucher sind eine Batterie-Notstromversorgung, Inselbetriebsfähigkeit sowie eine steuerbare Energieerzeugungsquelle erforderlich. Eine KWK-Dieselgenerierung kann diese steuerbare Backup-Ebene bereitstellen.

Lärm kann in Wohngebieten zu einer konstruktiven Einschränkung werden.

Wohnprojekte profitieren von geräuscharmer Ausrüstung. Vertikalachsige Windturbinen (VAWT) eignen sich dort, wo Lärm- und Sichtbeeinträchtigung entscheidend sind, während horizontalachsige Windturbinen (HAWT) besser für Fabriken und landwirtschaftliche Betriebe geeignet sind.

2. Die Lösung: Ein integrierter Solar-, Wind-, Batterie-, KWK- und EMS-Mikronetz

Das System funktioniert als eine koordinierte Energieplattform und nicht als separate PV-, Batterie-, Wind-, Diesel- und Netzprodukte. Die EMS-Steuerung passt Erzeugung und Speicherung an den Lastbedarf, die Strompreise, die Verfügbarkeit erneuerbarer Energien und die Anforderungen an die Notstromversorgung an.

3. So funktioniert das Mikronetz

Die Betriebsstrategie sollte dynamisch und nicht auf einer festen Quellenhierarchie beruhen. Erneuerbare Energie wird bei Verfügbarkeit für lokale Lasten genutzt, der Speicher verschiebt Energie zeitlich, kostengünstiger Netzstrom kann bei Vorteilhaftigkeit genutzt werden, und die KWK-Anlage startet, wenn Zuverlässigkeit oder Wärmebedarf eine steuerbare Stromerzeugung erfordern.

4. Warum macht BHKW das Mikronetz zu mehr als nur einem Notstromsystem

BHKW verwandelt den Dieselgenerator von einem ausschließlich für Notfälle vorgesehenen Gerät in eine steuerbare Strom- und Nutzwärmequelle. Die rückgewonnene Wärme kann Heizlasten sowie Brauch- oder Prozesswarmwasser decken, während ein Warmwasserspeicher die Wärmeerzeugung von der Wärmenachfrage entkoppelt. In Inselnetzanwendungen kann BHKW zudem die erforderliche Batteriekapazität während längerer Phasen geringer Erneuerbarer-Energie-Erzeugung reduzieren.

5. Anwendungsbeispiel:

Mikronetz für Fabrik und landwirtschaftlichen Betrieb

Fabriken und landwirtschaftliche Betriebe können Photovoltaik auf Dächern oder Freiflächen, Batteriespeicher, Windenergie, BHKW und thermische Speicher kombinieren, um einen kontinuierlichen Betrieb, Nachtstrombedarf sowie Heizlasten zu unterstützen.

Eine repräsentative Amortisationsabschätzung liegt bei etwa 3–5 Jahren; die tatsächlichen Ergebnisse hängen jedoch vom Lastprofil, den Strompreisen, den Gerätekosten, der Erneuerbaren-Ertragsmenge und der Betriebsstrategie ab.

Wohn- und ländliche Mikrogrids

Für Einfamilienhäuser, Villen und ländliche Immobilien schlägt die Quelllösung eine kleinere, geräuscharme Konfiguration vor, die auf Eigenverbrauch, Notstromversorgung, Heizung und Warmwasser ausgerichtet ist.

Die endgültige Dimensionierung sollte auf den tatsächlichen Haushaltslasten, dem saisonalen Erneuerbaren-Ertrag, der Batterieautonomie und der Generatorleistung beruhen. Eine vollständige netzunabhängige Versorgung darf nicht ohne standortspezifische Validierung vorausgesetzt werden.

6projektumsetzung: Von der Bewertung bis zur Inbetriebnahme

Ein erfolgreiches Mikrogrid erfordert Ingenieurleistungen jenseits einer reinen Ausrüstungsliste. Das Projekt sollte sich von der Lastbewertung und individuellen Planung über die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften, Fertigung, Installation, Inbetriebnahme bis hin zu langfristigem Support erstrecken.

7wesentliche Vorteile des integrierten Ansatzes

• Senken Sie die Kosten für Strom aus dem Netz durch Eigenverbrauch von Solarenergie, Batteriespeicherung und Lastmanagement nach Tarifzeit.
• Spitzenlastreduzierung und Energieverschiebung statt ausschließlicher Abhängigkeit von der momentanen Erzeugung aus erneuerbaren Quellen.
• Kombinierte Solarenergie- und Windenergieerzeugung mit Wind als sekundäre Quelle unter den windarmen Bedingungen Valencias.
• BHKW-Dieselstromerzeugung zur bereitstellbaren Stromversorgung sowie zur nutzbaren Wärmerückgewinnung.
• Verbesserte Versorgungssicherheit durch Batterie-Notstromversorgung und netzunabhängigen, durch das Energiemanagementsystem gesteuerten Betrieb.
• Integrierte Heizungs- sowie Brauchwasser- oder Prozesswarmwasserversorgung.
• Leise Windkraftoptionen und schalltechnische Behandlung für lärmempfindliche Anwendungen.
• Fernüberwachung und koordinierte Steuerung mehrerer Energieanlagen.
• Modulare Konfigurationen für Fabriken, landwirtschaftliche Betriebe, Haushalte und ländliche Grundstücke.
• Komplettleistung aus einer Hand – von der Analyse über die Inbetriebnahme bis zum After-Sales-Service.

8. Ein intelligenterer Weg, Energiesysteme in Valencia zu planen

Ein Mikronetz sollte auf der Interaktion zwischen Energieerzeugung, Energieverbrauch, Strompreisen, thermischem Bedarf und Zuverlässigkeitsanforderungen ausgelegt werden. Solarenergie kann tagsüber eine starke Stromerzeugung liefern, allein jedoch die Abendlast, Netzausfälle oder Heizungsanforderungen nicht decken. Windenergie kann die Solarenergie ergänzen, doch niedrige durchschnittliche Windgeschwindigkeiten begrenzen ihre Rolle. Batteriespeicher verschieben Energie zeitlich, während BHKW eine steuerbare Notstromversorgung sowie nutzbare Wärme bereitstellen.

Der Wert des Systems ergibt sich daher aus einer koordinierten Steuerung und nicht aus einer einzelnen Komponente. Die endgültige Dimensionierung sollte reale Standortdaten nutzen, darunter elektrische Lastprofile, kritische Lasten, Heiz- und Warmwasserbedarf, Solarenergie- und Windressourcen, Netzbedingungen, Stromtarife sowie wirtschaftliche Zielsetzungen.

9. Torchpower: Integrierte Energiesystemlösungen

Torchpower bietet Komplettlösungen im Bereich Energietechnologie an – von der Systembewertung und maßgeschneiderten Planung über die Lieferung der Ausrüstung und Unterstützung bei der Einhaltung gesetzlicher Vorschriften bis hin zu Lieferung, ferngestützter technischer Beratung, Koordination der Inbetriebnahme sowie langfristiger After-Sales-Unterstützung. Jedes Mikronetz kann individuell entsprechend dem Lastprofil des Standorts, dem verfügbaren Platz, dem Budget, den lokalen erneuerbaren Ressourcen und den Netzbedingungen konfiguriert werden.