La Palma: Solar-Energie gibt es doch genügend !

Solar-Energie

Die Nutzung der Solar-Energie steckt noch in den Kinderschuhen -

In Sachen grün­er Stromerzeu­gung hinkt La Pal­ma hin­ter­her. Ger­ade 8 Prozent des erzeugten Stromes kom­men aus Regen­er­a­tiv­en Energiequellen (Sonne + Wind). Die Nach­barin­sel El Hier­ro schafft bere­its 60 Prozent ihres Bedarfs.

Ein Gast­beitrag von Klaus Bad­stieber.

La Pal­ma – Die grüne Insel

Bald auch grün in der Energiev­er­sorgung?

von Klaus Bad­stieber

La Isla Verde — die grüne Insel — wird La Pal­ma stolz von seinen Ein­wohn­ern genan­nt. Und das nicht zu Unrecht: jed­er, der den Weg auf die west­lich­ste der Kanarischen Inseln bere­its gefun­den hat, zeigt sich beein­druckt von der über­wälti­gen­den Natur. Nicht zulet­zt deshalb wurde La Pal­ma von der UNESCO im Jahr 2002 voll­ständig zum Biosphären­reser­vat erk­lärt.

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Abbil­dung 1 – Schw­eröl-Kraftwerk in San­ta Cruz

Doch so paradiesisch sich die grüne Insel durch Ihre reich­haltige Flo­ra und Fau­na präsen­tiert, so wenig grün und nach­haltig erweist sich nach wie vor die Energiev­er­sorgung der knapp 90.000 Palmeros sowie viel­er Touris­ten, welche die Vulka­nin­sel meist in gemieteten Ferien­häusern genießen: der Großteil des gesamten Strombe­darfs wird immer noch durch ein zen­trales Schw­eröl-Kraftwerk vor den Toren der Haupt­stadt San­ta Cruz gedeckt. Neben der sicht­baren Umwelt­be­las­tung durch die Emis­sio­nen birgt ein zen­trales Kraftwerk im Fehler­fall auch immer das Risiko eines Black-Outs der gesamten Insel — so zulet­zt geschehen im März 20181.

Ein aktueller Trend ver­schärft die Prob­lematik der Ver­sorgungssicher­heit zusät­zlich: während in den tra­di­tionellen Haushal­ten nach wie vor Gas für Kochen, Warmwasser­bere­itung und Raumheizung genutzt wird, set­zen neue Gebäude auf eine zunehmende Elek­tri­fizierung. Neben Elek­tro-her­den wer­den elek­trische Durch­laufer­hitzer für das Brauch­wass­er einge­set­zt; außer­dem etablieren sich immer mehr dezen­trale Kli­maan­la­gen wahlweise zum Heizen oder Kühlen, teil­weise unter­stützt von Elek­tro-Heizkör­pern. Beson­ders sig­nifikant wird der Leis­tungs- und Energiebe­darf eines Haus­es, wenn auch noch ein Swim­ming­pool elek­trisch, z.B. über eine Wärmepumpe, beheizt wer­den soll.

Der Energiebe­darf kann in solchen Häusern ohne Weit­eres auf bis zu 12.000 kWh pro Jahr ansteigen, das ist 2–3-mal mehr als der Durch­schnitts-ver­brauch eines 4-Per­so­n­en­haushalts in Deutsch­land. Dabei wer­den Spitzen­leis­tun­gen von mehr als 10 kW benötigt. Let­zteres bringt das beste­hende Strom­netz vor allem in abgele­ge­nen Bere­ichen an seine Gren­zen. Auch hier­durch dro­hen lokale Stro­maus­fälle.

Die tech­nis­chen Her­aus­forderun­gen zur Gewährleis­tung der Ver­sorgungssicher­heit, wie wir sie auf La Pal­ma erleben, sind uns nicht unbekan­nt“, erk­lärt Peter Lese­wa, Geschäfts­führer der TEMES Engi­neer­ing GmbH1. „Schließlich sind sie mit den Prob­le­men ver­gle­ich­bar, die in Deutsch­land mit der Energiewende und ins­beson­dere der Zunahme der dezen­tralen Ein­speisung regen­er­a­tiv­er Energien entste­hen.“

Die TEMES Engi­neer­ing GmbH beschäftigt sich bere­its seit vie­len Jahren mit inno­v­a­tiv­en Energiespe­icher­lö­sun­gen. Der Fokus liegt dabei auf einem max­i­mal zuver­läs­si­gen und wartungs­freien Betrieb der Pro­duk­te sowie einem effizien­ten Zusam­men­spiel mit beste­hen­den Strom­net­zen und alter­na­tiv­er Energieerzeu­gung. Das Unternehmen set­zt aktuell auf Lithi­um-Eisen-Zellen, die derzeit mod­ern­ste Tech­nolo­gie zur Erre­ichung höch­ster Energie- und Leis­tungs­dicht­en. Ange­bun­den wer­den die Spe­ich­er über eigens für diese Anwen­dungs­bere­iche entwick­elte und opti­mierte Leis­tungse­lek­tron­ik. In den ver­gan­genen Jahren ist dadurch ein voll­ständi­ger, mod­u­lar­er Baukas­ten ent­standen, der je nach Kun­den­wun­sch und Gegeben­heit­en vor Ort zusam­mengestellt wer­den kann.

Wir haben von den Prob­lem­stel­lun­gen auf La Pal­ma Anfang 2018 durch eine konkrete Pro­jek­tan­frage erfahren. Schon während der ersten Prü­fung der Rah­menbe­din­gun­gen war uns klar, dass die Auf­gabe genau in den Bere­ich unser­er Lösungsmöglichkeit­en fällt“, führt Lese­wa weit­er aus.

Im Konkreten geht es bei dem Pro­jekt um ein Ferien­haus, die Casa Surya2, im Ort Las Man­chas auf der West­seite von La Pal­ma.

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Abbil­dung 2 — Ferien­haus „Casa Surya“ in Las Man­chas

Das Ferien­haus ist mit allen Extras aus­ges­tat­tet, die der Urlauber begehrt, unter anderem auch mit einem beheizbaren Swim­ming­pool.

Allerd­ings ist die für die Heizung des Pools benötigte Wärmepumpe in den ver­gan­genen Jahren kaum gelaufen.

Auf­grund der schwachen Dimen­sion­ierung des lokalen Strom­net­zes hat beim Anlauf der Pumpe in den meis­ten Fällen die Sicherung aus­gelöst, wodurch der Pool bis­lang kalt bleiben musste. Ein Umstand, den der Hau­seigen­tümer nicht mehr länger hin­nehmen wollte.

So wurde die Umset­zung des Pro­jek­ts Ende Jan­u­ar 2018 mit der tech­nis­chen Begutach­tung der Rah­menbe­din­gun­gen vor Ort durch die TEMES Engi­neer­ing GmbH ges­tartet. Nach Bew­er­tung der sich daraus ergeben­den Real­isierungsvari­anten entsch­ied sich der Hau­seigen­tümer für eine elek­trische Teilau­tarkie seines Haus­es:

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3 — Elek­trische Teilau­tarkie der „Casa Surya“

  • Das Herzstück der neuen Energiev­er­sorgung bildet ein Lithi­um-Eisen Bat­teriepack mit einem nutzbaren Energiein­halt von 22,5 kWh.
  • Geladen wer­den die Bat­te­rien haupt­säch­lich durch eine Pho­to­voltaik-Anlage mit ein­er elek­trischen Spitzen­leis­tung von 10 kWp.

  • Alter­na­tiv kön­nen die Bat­te­rien auch vom öffentlichen Strom­netz gespeist wer­den, so dass die Ver­sorgungssicher­heit auch in Zeit­en gerin­ger­er Sonnene­in­strahlung gewährleis­tet ist.

  • Die gesamte Instal­la­tion wird redun­dant aus­ge­führt, so dass die Ver­sorgung des Haus­es auch im Fehler­fall gegeben ist.

  • Da sowohl die Pho­to­voltaik-Mod­ule als auch die Bat­te­rien auf Basis von Gle­ich­strom arbeit­en, wird ein 20 kVA Wech­sel­richter ver­wen­det, um den für die Hausver­sorgung nöti­gen Wech­sel-/Drehstrom zu erzeu­gen. Die Spitzen­leis­tung des Haus­es wird damit mehr als ver­dop­pelt, wom­it auch der sichere Betrieb der Wärmepumpe garantiert ist.

  • Eine Option für die spätere Inte­gra­tion ein­er E-Tankstelle für Elek­troau­tos ist vorge­se­hen.
  • Ein über­ge­ord­netes Energie­m­an­age­ment sorgt dafür, dass die Ver­sorgung vor­rangig über die PV-Mod­ule erfol­gt.

Auf­grund der hohen Sonnene­in­strahlung auf den Kanarischen Inseln ist die Anlage so aus­gelegt, dass der Bezug aus dem öffentlichen Strom­netz auf ein Min­i­mum reduziert und nur im Aus­nah­me­fall nötig sein wird. Eine Amor­ti­sa­tion der Kosten ist damit inner­halb weniger Jahre zu erwarten, wodurch sich die Investi­tion nicht nur ökol­o­gisch, son­dern auch ökonomisch als äußerst sin­nvoll erweist.

Bere­its Ende März 2018 wurde das Sys­tem in der Casa Surya mit der Unter­stützung des lokalen Bau­un­ternehmens Man­ten­imien­to de Con­tac­to aus Los Llanos instal­liert. Durch die kom­pak­te Bauweise kon­nten alle Kom­po­nen­ten in dem bere­its beste­hen­den Pool­haus unterge­bracht wer­den. Der gesamte Umbauaufwand hielt sich daher sehr stark in Gren­zen. Lediglich für die Solarzellen musste ein geeigneter Unter­bau auf dem Anwe­sen errichtet wer­den.

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Abbil­dung 4 — Ein­bringung der Sys­temkom­po­nen­ten

Durch ein Fer­nüberwachungstool, das zeit­nah auch als App ver­füg­bar sein wird, kann die Anlage jed­erzeit auch aus der Ferne über­prüft wer­den — seit der Inbe­trieb­set­zung im März läuft sie ohne Störun­gen ein­wand­frei.

Die Anlage in der Casa Surya ist genau auf die Wün­sche des Kun­den zugeschnit­ten.

Prinzip­iell kön­nen Bat­ter­iespe­ich­er und Aus­gangsleis­tung durch den mod­u­laren Auf­bau des Sys­tems nach Belieben angepasst wer­den und auch im Nach­hinein noch erweit­ert wer­den“, so denken Peter Lese­wa und sein Team bere­its über Sys­teme mit mehr als 200 kW Leis­tung nach. Damit kön­nen auch größere Gebäude, kleinere Indus­triean­la­gen oder ganze Wohnge­bi­ete sich­er ver­sorgt wer­den.

Aber auch kom­plett autarke, vom öffentlichen Strom­netz getren­nte Inselver­sorgun­gen sind immer mehr im Gespräch. In diesen Sys­te­men wird der Anschluss ans öffentliche Strom­netz durch ein Not­stro­mag­gre­gat oder ein Block­heizkraftwerk erset­zt. Diese Stromerzeuger kön­nen umwelt­fre­undlich mit Gas betrieben wer­den, so dass auch an entle­gen­sten Stellen eine 100%-ige Ver­sorgungssicher­heit garantiert wer­den kann.

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Abbil­dung 5 — Solaran­lage „Casa Surya“

La Pal­ma – Die grüne Insel.

Bald auch grün in der Energiev­er­sorgung!

Zumin­d­est ste­hen die Chan­cen bess­er denn je, da die passenden Lösungsan­sätze ver­füg­bar und längst keine ökol­o­gis­che Fik­tion mehr sind!

Über den Autor:

Klaus Bad­stieber ist Dipl.-Ing. Elek­trotech­nik und ver­sucht in sein­er Freizeit sein Inter­esse für dezen­trale Energiev­er­sorgun­gen mit sein­er Lei­den­schaft für die Kanarischen Inseln, ins­beson­dere aber La Pal­ma, zu verbinden.

1 http://www.temesonline.de   2 https://www.lapalma.de/ferienhaus/Casa-Surya  Fotos: http://www.la-palma.de/de/ — http://lapalma1.net/2018/03/21/blackout-auf-la-palma/  ←

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