WES_Eigenstromsystem

Regenerative Eigenstromkonzepte

Pewsum, 22.06.2016 – Bei der Betriebskostenoptimierung und Effizienzsteigerung von technischen Anlagen stellen Eigenstromkonzepte ein bislang ungenutztes Potenzial dar. Als Teil der Anlage steigern sie gegenüber dem Energieversorgungsnetz die Effizienz und reduzieren sofort die Betriebskosten.

Hintergrund – Strompreissteigerungen

Die Strompreise für kommunale und gewerbliche Betriebe und Anlagen sind in den letzten Jahren kontinuierlich gestiegen. Seit dem Jahr 2000 haben sie sich nahezu verdoppelt, was einer durchschnittlichen Erhöhung von ca.  4,5%  pro Jahr entspricht. Lagen die Strombezugspreise für mittlere Gewerbebetriebe im Jahr 2000 bei ca. 9 Cent/kWh, so liegen sie heute (Juni 2016) bei ca. 19 Cent/kWh.


Entwicklung der Strompreise in Deutschland zwischen 2004 und 2012 für private Haushalte und Industrie, Quelle: Wikipedia (This file is licensed under the Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported license)

Ausgelöst durch hohe Investitionen in den Ausbau und Betrieb der Verteil- und Übertragungsnetze sowie durch den Ausbau der Off-Shore Windenergie wird auch in den kommenden Jahren mit kontinuierlichen Preissteigerungen zu rechnen sein.

Für stromintensive Gewerbebetriebe ist die Erzeugung von regenerativem Eigenstrom eine gute Möglichkeit, die Betriebskosten sofort zu reduzieren und sich aus der kommenden Preisspirale zu befreien.

Je nach Standortgüte und verwendeter Technologie kann eigener Strom langfristig zu Fixkosten zwischen 6 und 16 Cent je kWh produziert werden.

Hintergrund – Forderung nach mehr Effizienz und Einhaltung von Klimaschutzzielen

Bei der Konzeption von Anlagen wird die Verfügbarkeit elektrischer Energie oft nur nach dem möglichen bzw. vorhandenen Netzanschluss bewertet und dieser dann entsprechend dimensioniert. Die geforderte Leistung spielt für den Planer und Betreiber nur insofern eine Rolle, als das der Energieversorger erklärt, diese bereitstellen zu können.

Obschon Anlagen heute sehr energieeffizient geplant und gebaut werden, sind der Optimierung Grenzen gesetzt. Unternehmenseigene Effizienz- oder Klimaziele können dann nur noch mit sehr großen neuen oder zusätzlichen Investitionen erreicht werden.

Aufbau eines Eigenstromkonzeptes

Das Konzept der Regenerativen Eigenstromkonzepte nutzt das am Standort der Anlage vorhandene Energiepotenzial aus erneuerbaren Quellen wie z.B. Wind und Sonne. Es reduziert den Bezugsstromverbrauch der Anlage und bildet eine Zusatzversorgung, die separat geplant und betreut wird, d.h. alle vorhandenen betrieblichen Abläufe und technischen Verfahren der Anlage bleiben davon unberührt.

Entsprechend dem Verbrauchsverhalten der Gewerbeanlge und den Möglichkeiten vor Ort für den Einsatz von regenerativen Erzeugungsanlagen wird die optimale Eigenstromversorgungsquote im Verhältnis zur Wirtschaftlichkeit ermittelt. Dabei werden langfristig nutzbare Einsparpotentiale beim Energieverbrauch, die das wirtschaftliche zukünftig verbessern können, mit in das Konzept einbezogen.

Eigenstromkonzepte werden aus Photovoltaik- und Kleinwindraftanlagen gebildet. Beide Erzeugungsformen ergänzen sehr gut sich hinsichtlich ihrer Ertragskurve – sowohl bei der tageszeitlichen wie auch bei der jahreszeitlichen Betrachtung. Die Auslegung der Erzeugungseinheiten erfolgt auf Basis des individuellen Lastgangs der Anlage. Bei Koppelung mit weiteren Ressourcen und Speichern wird zusätzlich zur Kosteneinsparung durch die geringere Stromabnahme eine Reduzierung der notwendigen Spitzenleistung erreicht.

Der Platzbedarf für diese Anlagen ist gering im Verhältnis zur Gesamtfläche von z.B. Kläranlagen oder Gewerbebetrieben mit Produktion und Logistik. Windkraftanlagen benötigen zur Erzeugung von 100.000 kWh jährlich ca. 350m² Fläche, Photovoltaikanlagen benötigen zur Erzeugung von 100.000 kWh jährlich entweder 1.000 m² Dachfläche oder 1.500 m² Freilandfläche.

Da die selbst erzeugte Energie zum Großteil sofort an Ort und Stelle von der Anlage selbst verbraucht wird, stellt sich die Wirtschaftlichkeit vom ersten Tag des Betriebes ein.

Technik – Windenergie

WES_50_DESIGN02_V01Zum Einsatz kommen kleine und mittlere Anlagen des Herstellers WES (WindEnergySolutions) aus den Niederlanden. Die Zweiflügler werden nach dem bewährten Konstruktionsprinzip von Windkraftpionier Henk Lagerwey gebaut. Seit den 1990er Jahren wurden weltweit bereits über 1.000 Anlagen errichtet.

Auch in Deutschland stehen und drehen viele Modelle des Typs Lagerwey 15/75 mit 75 kW Nennleistung und 15 m Rotordurchmesser – entwickelt und aufgebaut ab 1989.

Die robuste Konstruktion zeichnet sich durch eine sehr wartungsarme Technik aus, die sich in der Praxis als äußerst langlebig erwiesen hat.

WES hat alle Patente von Henk Lagerwey gekauft und das Anlagenkonzept für einen neuen Produktzyklus modernisiert und eine Fernüberwachung eingeführt. Die modernen und verbesserten Modelle sind für die Leistungsbereiche von 50 kW, 80 kW/100 kW und 250 kW mit Rotordurchmessern zwischen 18 und 30 m und mit Masthöhen von 24 m/30 m/39 m und 48 m erhältlich.

Exkurs: Genehmigungsverfahren

Im Gegensatz zu modernen Groß-Windenergieanlagen unterschreiten die WES Anlagen eine Gesamthöhe von 50 m. Daher fallen diese mittleren Windanlagen nicht zwangsläufig unter die Raumbedeutsamkeit nach §3 ROG und sind nicht als UVP-pflichtiges Vorhaben nach Anlage 1 des UVP-Gesetz zu definieren.

Somit können sie als sogenannte „mitgezogene Privilegierung“ unabhängig von den bauleitplanerischen Ausweisungen von Windparkflächen im Regional- oder Flächennutzungsplan als zugehörige Nebenanlage zu einer nach §35 Abs. 1) bis 4) BauGB im Außenbereich privilegierten Nutzung wie bspw. Landwirtschaft, Gärtnerei oder Klärwerken genehmigt werden. Voraussetzung ist, dass der überwiegende Teil der erzeugten Energie vor Ort verbraucht wird und nicht ins Netz eingespeist wird, was dem Ziel der Eigenstromversorgung entspricht.

Ein besonderes Potential bieten hier Kläranlagen, da sie i.d.R. im Außenbereich abseits der Wohngebiete liegen, über ein entsprechendes Betriebsgelände verfügen und einen durchgehenden Strombedarf für die Pumpen und Belüftungsanlagen benötigen.

Aber auch in Industrie- und Gewerbegebieten besteht oftmals die Möglichkeit mittlere Windenergieanlagen zu errichten und Eigenstrom zu erzeugen.

Technik – Photovoltaik

Zur Gewinnung von Strom aus Sonnenenergie kommen ausschließlich Qualitätskomponenten „made in Germany“ zum Einsatz:

  • Solarmodule von Heckert Solar aus Chemnitz
  • Wechselrichter von SMA aus Kassel
  • Montagesysteme von Schletter aus Haag in Oberbayern

Die Verwendung von Hochleistungskomponenten mit langen Garantiezeiten in Verbindung mit 15-jähriger Erfahrung bei Planung, Errichtung und Wartung von Photovoltaikanlagen garantieren ein optimiertes Solarkraftwerk mit geringen wirtschaftlichen Risiken. Auch die Solaranlage wird mit einer Fernüberwachung ausgestattet.

Die Errichtung von Photovoltaikanlagen auf Dachflächen ist baugenehmigungsfrei. Wir prüfen im Vorfeld die Dachkonstruktion und stimmen das System und die zusätzlichen Dachlasten mit der Gebäudestatik ab. Für die Dimensionierung des Montagesystems wird eine eigene Statik erstellt.

Erfolgsfaktoren für regenerative Eigenstromkonzepte

Das Konzept der regenerativen Eigenstromversorgung ist von ein paar wenigen Erfolgsfaktoren abhängig:

  • Der Strom aus den regenerativen Quellen muss vor Ort verbraucht werden können – dazu ist eine Lastgangmessung notwendig
  • Es muss ein nutzbares Windpotenzial vorhanden sein
  • Es sind Freiflächen für die Errichtung von kleinen Windkraftanlagen und Dachflächen für eine PV-Installation vorhanden
  • Die Energieerzeugungsanlagen müssen überdurschnittlich zuverlässig und wartungsarm sein; eine Fernüberwachung muss gegegen sein
  • Die Eigenstromversorgung greift nicht in die technischen und betrieblichen Abläufe der zu versorgenden Anlage ein.
  • Das Management der Eigenstromanlage ist mit eigenen personellen und technischen Ressourcen zu bewerkstelligen

Fazit

Eigenstromkonzepte bieten in vielen Fällen ein großes Potenzial für Effizienzsteigerungen und Kostensenkungen von gewerblichen Anlagen. Sie sind an vielen Orten realisierbar und vom ersten Tag an wirtschaftlich.


Gerne stehen wir für ein Beratungsgespräch zur Verfügung und prüfen, ob auch an Ihrem Standort für Ihre Anlage ein Eigenstromkonzept verwirklicht werden kann.