Wind-PV-Hybrid-System für die Stromversorgung eines landwirtschaftlichen Betriebes

Wind-PV-Hybridsystem

Für die Stromversorgung von Gebäuden ohne Anschluss an das Stromnetz bieten sich PV-Wind-Hybridsysteme an. In Bezug auf die tages- und jahreszeitlichen Wetterverhältnisse ergänzen sich Solarstrom und Windkraft optimal: Sonnenstarke Zeiten sind oft durch schlechte Windverhältnisse gekennzeichnet. Windstarke Wetterlagen dagegen sind oft mit Wolkenbildung verbunden und treten gehäuft im Herbst und Winter auf.

Bauernhöfe eignen sich oft gut als Standort für Kleinwindanlagen, da Sie i.d.R. von Feldern umgeben sind und frei vom Wind angeströmt werden. Ein in der nordpolnischen Region Slawno gelegener landwirtschaftlicher Betrieb   fernab des Stromnetzes wurde mit einer Solar-Wind-Inselanlage des deutschen Unternehmens Smart Powersystems International GmbH ausgerüstet. Bei der Hybrid-Anlage handelt es sich um ein erprobtes und vorkonfiguriertes System.

Der Jahresstrom-Bedarf des landwirtschaftlichen Betriebes liegt bei rund 6.500 kWh.  Das Hybrid-System ging im Juni 2011 in Betrieb. Die Installation des Systems auf vorgefertigtem Fundament hat sechs Tage gedauert unter der Beteiligung von drei Personen.

Vor der Installation des Hybridsystems wurde eine Standortanalyse durchgeführt, die auch Windmessungen umfasste. Der Standort ist durch eine günstige Lage gekennzeichnet, da der landwirtschaftliche Betrieb auf einer Anhöhe liegt, unmittelbar vor einem 700 ha  großen See in Hauptwindrichtung.
An rund 280 Tagen wurde eine durchschnittliche Windgeschwindigkeit von mehr als 3m/s ermittelt:

Anzahl Tage Windgeschwindigkeit
280 Über 3/ms
davon…
130 4-6 m/s
90 6-8 m/s
40 8-11 m/s
Übrige Tage mehr als 11 m/s

 

Komponenten und Daten des Wind-PV-Hybridsystems im Überblick

PV-Anlage Suntech Module mit 1,9 kWp Leistung (10 Module à 190 Watt)
Kleinwindkraftanlage Whisper 200 mit 1 kW Nennleistung. Mast-Höhe 15 Meter
Batterie Batteriebank mit 690Ah bei 48V (12x Banner SBG 12-230)
Wechselrichter Studer Xtender 6000-48
Windladeregler Whisper Charger
Solarladeregler TriStar TS60 mit Display
Anschlussleistung 230V AC 5 kW
Strom-Ertrag 2.900 KWh (Juni – November 2011)
Gesamtkosten 19.000 €

Aktuellen Schätzungen zufolge wird die erzielte Jahresstrommenge je zur Hälfte durch die Kleinwindanlage und die PV-Anlage erzeugt werden.

System-Architektur, Monitoring und Wartung des Hybridsystems

Eine schnelle Installation nach dem Plug-and-Play-Prinzip wurde durch ein vorverkabeltes Wandboard erreicht, auf dem der Wechselrichter mit dem Batterieshunt, die beiden Laderegler sowie Sicherungslasttrennschalter und der Wechselstromverteiler mit der Aufbausteckdose montiert wurden. Der Zustand des Systems wird über die Fernbedienung des Wechselrichters überwacht. Die fortwährend gespeicherten Betriebsdaten können im PC ausgewertet werden.

Das System ist so aufgebaut, dass jederzeit ein externer Strombezug aus dem Stromnetz oder einen Dieselgenerator realisiert werden kann. Solar- und Windgeneratoren erfahren dabei eine Priorisierung, so dass nur Strom aus dem externen Netz entnommen wird, wenn Sonne und Wind keine ausreichende Versorgung gewährleisten. Die Wirtschaftlichkeit des Strombezugs wird so optimiert.

Die Anlage ist nahezu wartungsfrei. Jährlich sollte eine Kontrolle der Turbinenlager erfolgen. Nach den bisherigen Betriebserfahrungen arbeitet das System problemlos.

 

Aufbau des PV-Wind-Hybridsystems
Aufbau des PV-Wind-Hybridsystems

 

Weitere Informationen…

Unternehmen
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