BayWa r.e. und der Energieumwandlungsspezialist Ampt haben ein neues System zur Direktkopplung von Photovoltaik (PV), Windkraft und Batteriespeicher umgesetzt. Das Projekt ist innerhalb eines Microgrids auf dem Campus des Fraunhofer-Instituts für Chemische Technologie (ICT) in Pfinztal (Baden-Württemberg) entstanden. Das Besondere: eine Anlagenkombination aus Direktkopplung von Wind- und Solarenergie sowie Batteriespeicher.

Zuvor hatte die BayWa-Tochter auf dem Gelände drei neue PV-Dachanlagen sowie eine neue Freiflächenanlage installiert, um die Grünstrom-Nutzung vor Ort zu erhöhen. Die neuen Solaranlagen mit einer Gesamtleistung von 690 kWp sind jedoch ohne eigene Wechselrichter, sondern über die bestehende 2-MW-Windenergieanlage mit dem Stromnetz verbunden. Eine 10-MWh-Redox-Flow-Batterie komplettiert das Gesamtsystem.

Energieverluste vermeiden

Ampt hat dazu eigene sogenannte "String Optimizer" verwendet, um die verschiedenen Technologien über einen gemeinsamen Gleichstromkreis zu integrieren. Dies wird meist als "DC-gekoppeltes" System bezeichnet. Auf diese Weise kann, trotz der hier sieben verschiedenen Ausrichtungen, jeder PV-Strang in seinem optimalen Arbeitspunkt betrieben werden. Die verschiedenen Modulfelder werden dabei bei einer hohen und beständigen Spannung gekoppelt, um die Systemeffizienz zu erhöhen.

"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", wird Levent Gun, CEO von Ampt, zitiert.

Die String Optimizer von Ampt sind Gleichstromwandler, die Maximum Power Point Tracking (MPPT) durchführen und Energieverluste aufgrund von Spannungs- und Technologieunterschieden vermeiden. Durch individuelles String-MPPT minimieren die Ampt-Optimierer die durch Schatten von umliegenden Gebäuden auf dem Fraunhofer-ICT-Campus verursachten Energieverluste. Die Optimizer sind programmierbar und liefern Daten auf Strang-Ebene, was die Sichtbarkeit von Systemfunktion sowie die Betriebs- und Wartungsfähigkeit verbessert.

Eigenstromversorgung erhöhen

"Die Art und Weise, wie wir die Solaranlagen in das bestehende Windenergie- und Batteriespeichersystem integriert haben, ist einzigartig", wird Andrea Grotzke, Global Director of Energy Solutions bei BayWa r.e, zitiert. Für das Erneuerbaren-Unternehmen war es ein "Leuchtturm-Projekt." Durch die erfolgreiche Umsetzung könne man die eigene Expertise und Fähigkeiten weiter verbessern, so Grotzke.

Für das Fraunhofer ICT war es laut Institutsdirektor Frank Henning wichtig, Solarenergie in das eigene Microgrid, das den Campus mit Strom versorgt, zu integrieren, um zusätzliche Flexibilität zu schaffen und die Eigenstromversorgung zu erhöhen. "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." (jk)