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10/11 | 2014

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SPECIAL Erneuerbare

SPECIAL Erneuerbare Energien Stromspeicher CellCube Spritaus dem Speicher Solarstrom direkt vor Ort nutzen –das können Unternehmen genauso gut wie Privathaushalte. Dazu braucht es eine Photovoltaikanlage und einen intelligenten Großspeicher, der den Strom bedarfsgerecht zu den verschiedenen Verbrauchern dirigiert. Ein schwäbischer Anlagenbauer zeigt amBeispiel seiner Elektroflotte, wie gewerbliche Eigennutzung funktionieren kann. Dr. Frank Beermann Stefan Roßkopf hatte keine Geduld. Seit Jahren will die Bundesregierung die Elektromobilität beleben, und dennoch fahren auf Deutschlands Straßen bisher relativ wenig Elektroautos. „Während China mehr als eine Milliarde Euroinden Sektor pumpt, drohen Politik und Industrie das Thema hierzulande zu verschlafen“, moniert der Geschäftsführer des Automationsspezialisten teamtechnik aus Freiberg amNeckar. Voriges Jahr fasste Roßkopf daher einenEntschluss:teamtechnik wirdmit einem eigenen E-Mobility-Projekt ein Zeichen setzen.Der ehrgeizige Schwabe nahm 300000 Euro in die Hand und ließ amHauptsitz eine neue Photovoltaikanlage mit Speicher und Elektrotankstelle errichten. Seit April 2013 versorgen zwei energieautarke Ladestellen nun die Elektro-Smart-Flotte des württembergischen Mittelständlers, überschüssiger Strom fließt in dessen Produktionoderins öffentliche Stromnetz. Stromnetze müssen ausgebaut und Speicher installiert werden „Unternehmen mit hoher Technologiekompetenz wie wir müssen die Umsetzung der Energiewende vorantreiben“, sagt Roßkopf. Wobei der Klimaschutz nicht dereinzige Antriebfür das Vorhaben war. Das Unternehmen teamtechnik baut, unter anderem für die Auto- und Photovoltaikindustrie, Montage- und Prüfanlagen und gilt als Spezialist für Fertigungsequipment für den Antriebsstrang moderner Hybridund Elektrofahrzeuge sowie die kosteneffiziente Herstellung von Solarmodulen. Mit dem neuen Projekt kann das Unternehmen seine Innovationsstärke auchinder Verbindung vonElektromobilität mit Photovoltaik demonstrieren. Zwar amortisiert sichdas neue Energiesystem unter heutigen Bedingungen erst nach mehr als zehn Jahren, trotzdem könnte die Eigenstromlösung von teamtechnik als Blaupause für künftige Energieprojektedienen. Der Erfolg der Energiewende ist an zwei Bedingungen geknüpft: Solar-und Windstrom stehen witterungsbedingt nur unregelmäßig zur Verfügung. Für mehr Ökostrom müssen daher die Stromnetze ausgebaut und Speicher installiert werden, die ihn kalkulierbar und wettbewerbsfähig machen. Die E-Mobility könnte der Energiewende zusätzlichen Schub verleihen. Indem Elektroautos überschüssigen Ökostrom tanken undihn bei Bedarfwiederabgeben, gleichen sie wie Speicher Erzeugungsschwankungen aus und werden somit zueinem wichtigen Bestandteil desintelligentenStromnetzes.Bisher ist das „Smart Grid“ erst im Entstehen. Schlüsselkomponenten wie Speicher oder Kommunikationstechnologien werden derzeit auf vielen Ebenen noch weiterentwickelt. Das Unternehmen teamtechnik zeigt aber,dass das Zusammenspiel von Erneuerbarer Energie, Speicher und Elektroautos gut funktioniert. Solarstrom für die Elektroflotte Dochwie könnenUnternehmeneine Ladestelle für den Elektro-Fuhrpark ohne Stromlieferungen von außerhalb realisieren? Zehn bis fünfzehn Elektroautos werden die Elektroladestellen regelmäßig ansteuern, zudem private Elektrofahrzeuge der Mitarbeiter. Fest stand: Als Zulieferer der Photovoltaikindustrie wird teamtechnik auf Solarstrom als Treibstoff für seine Elektroflotte setzen. Deshalb installierten die Schwaben auf einer ihrer Produktionshallen 347 multikristalline Module ih- 14 UmweltMagazin Oktober -November 2014

Bilder (2) und Grafik: Gildemeister Ladevorgang bei teamtechnik Grafische Darstellung des CellCube res chinesischen Kunden Eging Photovoltaic Technology mit einer Gesamtleistung von 86,75 Kilowatt. Doch wie kann sichergestellt werden, dass auch bei schlechtem Wetter oder nachts die Elektrofahrzeuge geladen werden können, wenn das Solarkraftwerk selbst keinen Strom liefert? Gildemeister energy solutions, die Sparte Energielösungen des Bielefelder Maschinenbauers DMG MORI, nahm die Projektplanung in die Hand und lieferte mit dem Vanadium-Redox-Flow- Speicher „CellCube FB20–100“ die Lösung. Der Hochleistungsspeicher ist in etwa so groß wie ein Baucontainer, verfügt über eine Leistung von20Kilowatt und kann 100 Kilowattstunden Solarstrom speichern –mehr als das Zehnfache wie etwa Heimspeicher für Privathaushalte. „Photovoltaikanlage und Speicher sind bei teamtechnik so konzipiert,dass durchgehend Energie zur Verfügung steht –selbst bei geringer Sonneneinstrahlung über mehrere Tage hinweg“, erklärtStefan Schauss,TechnischerVertrieb für Speicherlösungen von Gildemeister energy solutions. Ein in den CellCube integriertes Energiemanagementsystem verteilt die Solarenergie vomHallendachnachdefinierten Prioritäten. Zuerst werden die beiden Ladesäulenmit je 52 Kilowatt maximalerLadeleistung bedient. Sind sie geladen, wird der CellCube gefüllt. Das geht bei 100 Kilowattstunden Kapazität innerhalb von fünf Stunden. Ist auch der Speicher voll, treibt der Solarstrom die Anlagen im teamtechnik-Werk an. An produktionsfreien Tagen fließen die Überschüsse ins öffentliche Stromnetz und werden vomregionalenEnergieversorger gemäß dem Erneuerbare-Energien-Gesetz vergütet. Wenn die Photovoltaikanlage keinen Strom produziert, stellt der CellCube gespeicherten Solarstrom bereit. Können weder die Solarmodule noch der Speicher Energie liefern,mussdas öffentliche Netz zumLaden angezapft werden. „Dieser Fall ist bei derDimensionierung vonPhotovoltaikanlage und Speicher aber unwahrscheinlich“,sagt Schauss. Speicher und Stromproduktion beim CellCube getrennt Dassteamtechnik für sein Projektauf die Vanadium-Redox-Flow-Technologie zurückgreift, hat einen guten Grund: Flussbatterien können große Energiemengen vergleichsweise günstig speichern. Im Gegensatz zu herkömmlichen Bleiakkus oder Lithium-Ionen- Batterien sind Speicher und Stromproduktion beim CellCube getrennt. Die elektrische Energie wirdinFlüssigkeiten in zwei unabhängigen Tanks aufbewahrt, die der benötigten Kapazität leicht angepasst werden können und sich relativ preiswert herstellen lassen. Erst beim Laden oder Entladen fließen die Elektrolyte langsam durch die Zellen, die dann Strom liefern oder ihn in Form von Ionenlösungen speichern. Zudem bieten Vanadium-Redox-Flow- Speicher den Vorteil, dass sie problemlos tiefentladen werden können und sichselbstimRuhezustand nur minimal entladen –beides sind bei herkömmlichen Batterien oft entscheidende Nachteile. „Die Elektrolyte nutzen sich nicht ab und können nach der Nutzungszeitweiterverarbeitetwerden“,erklärt Schauss. Gildemeisterenergysolutionsgibtdie Lebensdauerdes CellCube daher mit 20 Jahren an. Zum hohen Nutzwert kommt, dass CellCubetrotz seinertechnischenKomplexität recht leicht montiert werden kann. Da Gildemeisterenergysolutions den Speicher komplett schlüsselfertig anliefert, muss er im Prinzip nur an den Wechselrichter der Photovoltaikanlage angeschlossen sowie mit den Ladestationen und dem öffentlichen Netz verbunden werden. Bei teamtechnik hat B&W Energy aus Heiden im Münsterlanddie Solarmodule und denCellCube installiert. „Das war relativ einfach“, sagt B&W-Projektleiter Andre Krause. Gildemeister energy solutions habe bereits sämtliche Vorarbeiten erledigt: vom Aufstellen, über das Befüllen bis zumBeladendes Speichers. „Wir haben danndie Leistungsberechnung und die Dimensionierung der Kabel übernommen.“ Zudem hat sich B&W um den Netzanschluss gekümmert. „Das war aber keine große Sache; die Netzgesellschafthatte keine besonderen Anforderungen“, erklärtThomas Spirres, derbei B&W für das Netzanschlussmanagement verantwortlich ist. Die reibungslose Projektrealisierung und der erste Eindruckdes Energiesystemsnacheinigen Wochen Betriebszeit haben auch teamtechnik-ChefStefan Roßkopf überzeugt. Dr. Frank Beermann, Geschäftsführer, Gildemeister energy solutions, Würzburg, energysolutions@Gildemeister.com UmweltMagazin Oktober -November 2014 15

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