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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