Energie Farming: Mehr Strom für alle - Wie eine Parallelschaltung von Speichern maximale Autarkie im Smart Grid schafft
„Wenn Sie Energie selbst produzieren, um Ihre Abhängigkeit von steigenden Strompreisen zu minimieren, kommen Sie am Speicher nicht vorbei“, erklärt Dr. Andreas Piepenbrink, Geschäftsführer der Osnabrücker Firma E3/DC. Sein Unternehmen stellt Hauskraftwerke her, die selbst erzeugten Strom aus unterschiedlichen Quellen so intelligent speichern, steuern und verwalten, dass sie Eigenheimbesitzern, Mehrfamilienhäusern und Gewerbebetrieben maximale Energieautarkie ermöglichen. Mit spezieller Software ausgestattet, erlauben sie die Zusammenschaltung zu Energiefarmen. Die Stromspeichersysteme von E3/DC, die mit der innovativen Energie Farming-Funktion ausgestattet sind, können in einem oder in benachbarten Gebäuden eines Grundstücks problemlos miteinander vernetzt werden und die benötigte Energie – je nach Bedarf – individuell aufteilen.
Das Doppelhaus von Holger Laudeley in Passivbauweise ist ein energetisches Vorzeigeobjekt.
Über seinen Tablet-PC behält Holger Laudeley jederzeit alle Energiedaten im Blick – von der Stromerzeugung, über den Ladezustand der Batterien bis hin zum Verbrauch.
Auch in der Stromspeicherung beschreitet der Hauseigentümer mit dem Energie Farming neue Wege.
Das Hauskraftwerk S10 von E3/DC passt mit seinen kompakten Abmessungen von 1 x 1 x 0,4 m gut in jeden Hauswirtschaftsraum.
Beim Farming werden mindestens zwei S10 Hauskraftwerke von E3/DC parallel geschaltet.
Die Funktionsweise von Energie Farming im Überblick.
Holger Laudeley gilt als einer der Pioniere des Energie Farming. In seinem 280 m² großen Doppelhaus im niedersächsischen Ritterhude hat er zwei „S10“ Hauskraftwerke von E3/DC kaskadiert – also parallel geschaltet. Sie bilden eine sogenannte Energiefarm und speichern Strom aus mehreren kleinen PV-Anlagen – auf dem Dach und dem umliegenden Gelände – insgesamt 55 kWp.
Ein Passivhaus mit besonderer Energieversorgung
Das Farming-Prinzip in Laudeleys Eigenheim bildet das Herzstück einer Energieversorgung, die in ihrer Gesamtheit als außergewöhnlich bezeichnet werden kann. Das Doppelhaus (Baujahr 2011) ist in Passivbauweise errichtet und hat 75 cm dicke Wände, die wiederum mit einer speziellen Weichfaserdämmung versehen sind. Hinzu kommen dreifach verglaste Fenster. Diese spezielle Konstruktion des Gebäudes macht eine herkömmliche Heizungsanlage überflüssig. Stattdessen wird der Wärmebedarf der Bewohner durch „passive“ Energiequellen gedeckt – etwa der Sonneneinstrahlung und der Abwärme von Personen und der technischen Geräte.
Eine Helios-Lüftungsanlage sorgt für ein angenehmes Raumklima, die Warmwasserbereitung übernimmt ein Durchlauferhitzer für solar vorerwärmtes Wasser. Im Falle eines sehr kalten und langen Winters droht das Passivhaus auszukühlen. Dann steht zur Sicherheit für jeden Raum zusätzlich eine Infrarotheizung mit einer Leistung von je 250 bis 500 W zur Verfügung. Photovoltaik versorgt das Haus mit elektrischer und thermischer Energie.
Kommunizierende Speicher für mehr Effizienz
Um auch überschüssigen Strom in maximaler Ausbeute selbst nutzen zu können und nicht ins öffentliche Netz einspeisen zu müssen, setzt Laudeley auf Energie Farming. Dazu hat er zwei mit entsprechender E3/DC-Software ausgestattete Hauskraftwerke vom Typ „S10“ miteinander verbunden. Der erste Speicher besitzt zusätzlich eine messtechnische Anbindung ans öffentliche Stromnetz. Er wird Farmmanager oder Master genannt, erhält sämtliche Informationen aus dem Energienetz, misst alle Energieflüsse im Haus und speichert alle Daten – von der Erzeugung, über den Ladestand der Akkus bis hin zum Verbrauch.
Mit dem zweiten Speicher, dem „S10 Slave“ in der zweiten Doppelhaushälfte, kommuniziert der Master via Internet (LAN, D-LAN, Ethernet) und gibt Befehle, wenn Strom ein- und ausgespeichert werden soll. Über einen Leistungsmesser summiert der Master am Netzregelpunkt die Einspeiseleistung aller Energieerzeuger. Bei Holger Laudeley liegt diese bei 15 kWh pro Hauskraftwerk. „Mit der Kaskadierungsschaltung können wir die Ausspeiseleistung auf sechs Kilowatt verdoppeln. Dadurch ist es möglich, dass sich die Haushälften die Energie nach Bedarf aufteilen“, beschreibt Holger Laudeley den Nutzen und die Effizienz des Farming.
Kompakt gebaut, schnell installiert, leicht bedienbar
Die „S10-Slaves“ können entweder als Leistungsspeicher (mehr Leistung) oder als Arbeitsspeicher (mehr Kapazität) ausgelegt werden. Ihre Installation erfolgt denkbar einfach via Plug & Play. Dabei sind die Hauskraftwerke mit TriLINK-Technologie von ihren Abmessungen so kompakt (1 x 1 x 0,4 m), dass sie in jeden Keller und in den Hauswirtschaftsraum passen. Wartungsarbeiten und Updates erfolgen per Fernschaltung. Den Strom aus der PV-Anlage speichern 2,3-kWh-Lithium-Batterien von Panasonic. Dank ihres modularen Aufbaus lassen sich weitere Akkupacks in jedem Gerät einfach nachrüsten.
„Die Akkus meiner Speicher sind an sonnigen Tagen schnell voll“, berichtet Laudeley, der sämtliche Energieflüsse regelmäßig auf seinem Smartphone, PC oder Tablet verfolgt. Wenn die Batterien der Hauskraftwerke vollständig geladen sind, fließt der regenerativ erzeugte Strom in eine, ebenfalls von E3/DC entwickelte Wallbox in der Garage oder an der Außenwand, mit der Laudeley seine Elektroautos auflädt. Erst wenn der Bedarf von Haus, Speicher und Elektroautos gedeckt ist, wird überschüssige elektrische Energie ins öffentliche Netz eingespeist. Umgekehrt muss erst dann Strom vom öffentlichen Anbieter bezogen werden, wenn alle Akku-Reserven der Hauskraftwerke aufgebraucht sind und die aktuelle Erzeugung nicht ausreicht.
Energiefarm bindet neue Speicher flexibel ein
Die „S10“ Hauskraftwerke sind nicht nur auf die Speicherung von Solarenergie ausgelegt. Sie können ebenso Strom aus jeder anderen Quelle speichern – etwa aus einer KWK-Anlage mit Stirlingmotor oder Brennstoffzelle. In Einfamilienhäusern von durchschnittlicher Größe reicht für gewöhnlich ein einzelnes Hauskraftwerk als Stromspeicher. Energie Farming eignet sich daher eher in großflächigen Gebäuden, Doppelhäusern, Mehrfamilienhäusern, die bis zu 16 Mietparteien haben oder in Wohnquartieren, in denen mehrere Eigenheime oder Gewerbebetriebe flexible Stromspeicher nutzen wollen.
Und dabei ist das Vernetzungsprinzip so intelligent, dass zusätzliche Speichergeräte ganz einfach zugeschaltet werden können. Der Master bemerkt die Installation neuer Slaves über einen einfachen Drehstromanschluss sofort und übernimmt vollautomatisch deren Integration. Damit ist eine Energiefarm viel flexibler als beispielsweise ein einziger großer Speicher. Die Tatsache, dass die Geräte auch mit Notstromfähigkeit ausgestattet sind, schafft zusätzliche Sicherheit im Fall einer Havarie. „Durch die Energiefarm kann in verschiedenen Unterverteilungen lokal oder maximal Unabhängigkeit erzeugt werden. Das erweitert das Anwendungsspektrum von Batteriespeichern enorm“, erklärt Dr. Andreas Piepenbrink die Vorteile.
Maximale Energieautarkie im Smart Grid
Wie vielfältig die Anwendungsmöglichkeiten des Energie Farming sind, zeigt sich darin, dass Holger Laudeley das Prinzip nicht nur in seinem Doppelhaus nutzt. Ein Betriebsgebäude und einige Hallen sind ebenfalls in sein lokales Smart Grid eingebunden. Sie beziehen ihren Strom aus mehreren PV-Anlagen auf dem Gelände. Unterm Strich wertet dies das Wohngebäude in seiner Energiebilanz noch einmal deutlich auf, denn Energie Farming hilft dabei, die Stromkosten über Jahre konstant zu halten.
„Bei einem normalen Haus gehen wir von 450000 Euro Betriebskosten in 80 Jahren aus“, sagt Laudeley. „In unserem Passivhaus fallen lediglich 19000 Euro Betriebskosten während der heute anzunehmenden Nutzungsdauer an. Ich kann daher nur raten: Wer ökologisch und nachhaltig bauen will, muss jetzt Geld in die Hand nehmen, damit seine Kinder, Enkelkinder und die Umwelt eines Tages massiv davon profitieren können.“
Autor: Grit Wolkowicz
Bilder: Thomas W. Salzmann (photogde.blogspot.com
Kontakt: E3/DC GmbH, 49074 Osnabrück, Tel. 0541 7602680, Fax 0541 76026819, info@e3dc.com, www.e3dc.com
