Angesichts steigender Stromkosten investieren immer mehr deutsche Unternehmen in erneuerbare Energien zur Versorgung ihrer Produktionsstätten. Für Betriebe mit großen, ungenutzten Dächern und Bodenflächen, die stromintensive Maschinen betreiben, kann PV-Strom eine sinnvolle Investition sein. Je größer die Produktionsanlage ist, desto größer sind der Ertrag und die langfristigen Einsparungen, da die Kosten pro Watt, die das Unternehmen für eine Solaranlage zahlt, mit zunehmender Anlagengröße sinken. Da die meiste Energie in Produktionsstätten tagsüber verbraucht wird, können diese Systeme den Großteil oder sogar den gesamten Energiebedarf eines Werks decken.
Die Herausforderung
Der Nutzfahrzeughersteller Kässbohrer bezog in der Vergangenheit den Großteil seines Stroms aus dem Netz. Die kontinuierlich steigenden Strompreise veranlassten den energieintensiver Betrieb, eine umfassende PV-Lösung zur Senkung der Energiekosten zu suchen und die Fertigungsanlagen mit erneuerbarer Energie zu versorgen.
Das neue PV-System sollte mehrere grundlegende Ansprüche erfüllen:
- Einhaltung der sehr hohen Sicherheitsstandards von Kässbohrer in Bezug auf Brandgefahr und Hochspannung, um die Sicherheit des Personals und der Maschinen vollständig zu gewährleisten.
- Integration eines bestehenden Energie-Managementsystems und zahlreiche Komponenten von Drittanbietern
- Anpassung der Stromgeneratoren für den Eigenverbrauch des PV-Stroms
- Der lokale Netzbetreiber hatte strenge Auflagen für die Blindleistungsregelung
Die Lösung
Nach eingehender Prüfung entschied man sich für eine SolarEdge PV-Anlage als die beste Lösung, die diese Anforderungen erfüllt und zudem 25 Jahre Garantie auf die Leistungsoptimierer sowie 12 Jahre Garantie auf die Wechselrichter gewährt. Mit einer Leistung von 750 kWp wurde die Anlage im April 2020 auf einer 6.000 m2 großen Dachfläche des Logistikzentrums von Kässbohrer in Laupheim installiert. Das System wurde so konfiguriert, dass es die Energieerzeugung und -verteilung in der gesamten Produktionsstätte steuert. Mehrere bereits vorhandene Stromgeneratoren wurden integriert. Zur Einspeisung der gesamten erzeugten Energie ins Verteilernetz wurde eine neue Transformatorstation gebaut.
Im Ergebnis produziert der Nutzfahrzeughersteller mehr Strom zu geringeren Kosten, senkt seine Energierechnungen jedes Jahr um einen sechsstelligen Betrag und reduziert die CO₂-Emissionen jährlich um 368 Tonnen. Ca. 80 % des von der PV-Anlage erzeugten Stroms werden selbst verbraucht, die restlichen 20 % überschüssigen Stroms werden in das Netz eingespeist.
Mit Leistungsoptimierern und MPPT mehr Energie gewinnen
Die SolarEdge Lösung verwendet Maximum Power Point Tracking (MPPT), um die Energiegewinnung unter allen Außenbedingungen zu maximieren. Dies wird erreicht, indem pro Modulpaar ein Leistungsoptimierer angeschlossen wird, so dass jedes einzelne Solarmodul unabhängig seine maximale Leistung erbringen kann. Sollte ein Modul eine zu geringe Leistung erbringen, hat dies keinen Einfluss auf die Leistung der anderen Module im Strang. Bei einem herkömmlichen PV-Systemen führt ein leistungsschwaches Modul hingegen dazu, dass die Leistung aller anderen angeschlossenen Module sinkt.
Absicherung der Anlage mit höchsten Sicherheitsstandards
Strukturelle Integritation und die Sicherheit der Mitarbeiter, der Anlage und der Maschinen spielten bei der Wahl ebenfalls eine große Rolle. Die SolarEdge Lösung entspricht den strengsten internationalen Sicherheitsstandards für Hochspannungssysteme und verfügt über eine integrierte intelligente SafeDC™-Funktion, die die Stromversorgung der Solaranlage automatisch auf einen berührungssicheren Wert von einem Volt herunterfährt, wenn ein Wechselrichter oder das Netz abgeschaltet wird. Im unwahrscheinlichen Fall eines Brandes schützt dies die Wartungs-Teams, Elektriker, Notfallhelfer und Mitarbeiter sowie die gesamte Anlage und PV-Installation.
Zusätzlich zum Notausschalter wurde die bestehende Brandmeldeanlage um ein Feuerwehr-Gateway erweitert, das die automatische Abschaltung der Anlage im Brandfall ermöglicht. Zwar sind Lichtbogenerkennung und -unterbrechung nicht in den deutschen Verordnungen gefordert, werden aber häufig von Versicherungsgesellschaften verlangt. Die SolarEdge Wechselrichter verfügen über eine Funktion, die den Wechselrichter abschaltet, sobald ein Lichtbogen erkannt wird, um die Auswirkungen von etwaigen Ergeignissen, die ein Brandrisiko darstellen könnten, zu mindern.
Betrieb von Produktionsanlagen mit kostenlosem Solarstrom
Das SolarEdge System liefert Energie für mehrere stromintensive Maschinen. Der "Mein Solar Parkregler" wurde in das neue PV-System integriert – zusammen mit dem bestehenden Energiemanagementsystem des Werks. Dazu gehören ein 100 kWp-Blockheizkraftwerk (BHKW) und zwei 640 kW-Prüfstände mit hochdrehenden Fahrzeugreifen, die mit Generatoren gekoppelt sind und mechanischen Laststrom erzeugen. Die Einbindung der bereits vorhandenen Stromgeneratoren zum PV-Strom war eine hochkomplexe Herausforderung.
Die Anlage ist vollständig in das Kontrollzentrum des Netzbetreibers (NetzeBW) integriert. Dies ermöglicht es dem Netzbetreiber, die Leistung aus der Ferne an den aktuellen Bedarf im Netz anzupassen, um die Netzstabilität zu gewährleisten. Das gesamte System wird über eine Echtzeitverbindung mit der "Mein Solar Anlagensteuerung" gesteuert.
Echtzeit-Warnungen
Um einen reibungslosen Betrieb der PV-Anlage zu gewährleisten, ermöglicht die firmeneigene Monitoring-Plattform von SolarEdge die Fernüberwachung der Systemleistung bis auf Modulebene. Von den Sensoren an den Leistungsoptimierern werden automatische Benachrichtigungen an die Monitoring-Plattform übermittelt, darunter auch Warnungen in Echtzeit wenn es zu einem Fehler kommt. Zusätzlich werden die Daten zur Energieproduktion auf einem Bildschirm im Hauptfoyer der Produktionsstätte angezeigt.