PV-Anlagen mit Speicher als Notstromversorgung im Krisenfall

Foto: Hochbehälter Müllenbach (Bildquelle: Aggerverband)

Nach dem im Jahr 2021 mit einem Pilotprojekt zur Notstromversorgung über eine PV-Anlage auf dem Hochbehälter Steinberg gestartet wurde, erfolgte im  Jahr 2023 auf drei weiteren Hochbehältern und einem Pumpwerk die Installation von PV-Anlagen mit Speicher.

Diese sind:    

• Pumpwerk Forst
• Hochbehälter Immerkopf
• Hochbehälter Heckberg
• Hochbehälter Müllenbach

In dem Pilotprojekt wurde untersucht, inwieweit eine autarke Photovoltaikanlage bei Netzausfall den weiterführenden Betrieb der Trinkwasseranlagen unterstützen kann. Mittlerweile sind PV-Anlagen verfügbar, die auch bei Netzausfall Strom erzeugen können und dürfen, der im eigenen Haus bzw. in der eigenen Anlage verbraucht werden kann. Eine interne Steuerung im Wechselrichter stellt sicher, dass während eines Netzausfalls keine Einspeisung ins öffentliche Netz erfolgt.

Die vier neuen Anlagen wurden jeweils mit einem 13 kW Speicher bestückt. Über die Netzerkennung des Wechselrichters und die vorhandene Steuerung des Hochbehälters werden die Verbraucher, die nicht notwendigerweise zum Betreiben des Hochbehälters bzw. Pumpwerkes benötigt werden, während des Netzausfalls abgeschaltet. Hierzu gehören beispielsweise Lüfter und Luftentfeuchter. So kann der Speicher der PV-Anlage dazu genutzt werden, die Netz- und Fernwirktechnik und die speicherprogrammierbare Steuerung der Versorgungsanlagen vor Ort aufrechtzuerhalten.

Die Mitarbeitenden der Wasserleitstelle im Wasserwerk Auchel sind damit ebenfalls in der Lage, auch bei längerem Netzausfall die Bewirtschaftung der Hochbehälter über diesen Zeitraum zu überwachen und im Bedarfsfall einzugreifen, da die Speicher über die PV-Anlage nachgeladen werden. Dadurch ist bei Netzausfall kein zwingender sofortiger Einsatz von Personal zum Betrieb neuralgischer Betriebspunkte, wenn diese mit PV-gestützter Notstromversorgung ausgerüstet sind, erforderlich.

Die Standorte der PV-Anlagen wurden so ausgewählt, dass im Fall eines Blackouts lange Fahrstrecken reduziert werden, die Netzwerk-Technik sowie die Fernwirktechnik möglichst lange betrieben werden kann und die Wasserleitstelle gesicherten Zugriff auf die Anlagen hat.

Auch im „Normalfall“ wird der Strombezug abgesenkt. Die Luftentfeuchter sind die größten Stromverbraucher auf den Hochbehältern. In der Vergangenheit wurden sie auf einen bestimmten Wert eingestellt. Der Entfeuchter arbeitete, sobald die eingestellte Luftfeuchtigkeit überschritten wurde. Zur Senkung des Strombezugs wurden die Luftentfeuchter zusätzlich optimiert und steuerbar gemacht. Die neue Steuerung der Luftentfeuchter aktiviert diese dann, wenn Sonnenenergie oder Energie aus dem Speicher zur Verfügung steht.

Während die Luftentfeuchter früher auf einen Wert zwischen 40% und 60% Luftfeuchte eingestellt wurden und Tag und Nacht bei Bedarf liefen, werden die Luftentfeuchter nun auf 20% eingestellt. Die Trockner machen den Raum also trockener, laufen aber nur noch, wenn selbst erzeugte Energie zur Verfügung steht. Erst wenn nun der Hochbehälter bei einer Luftfeuchte von 80% angelangt ist, und weiterhin keine Sonnenenergie zur Verfügung steht, muss Strom aus dem Netz bezogen werden. Auf diese Art und Weise können wir den Hochbehälter weitestgehend ohne Energie aus dem öffentlichen Netz betreiben. Naturgemäß sind hier die Wintermonate nicht so effektiv wie die Sommermonate. Die größte Entfeuchtungsleistung wird allerdings auch in den Sommermonaten benötigt.

Die Anlagen sind so eingestellt, dass für einen eventuellen Netzausfall eine Speicherkapazität von 25% nicht unterschritten wird.

Tests haben gezeigt, dass selbst in einem Wintermonat die Kapazität der Anlage ausreicht, um die Steuerungskomponenten auch über 72 Stunden hinaus weiter betreiben zu können.

Auf Grund des positiven Resümees aus dem Betrieb der vorhandenen Photovoltaikanlagen ist ein weiterer Ausbau für im Trinkwasserbereich befindliche Betriebspunkte geplant.