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Nachhaltiges Energiemanagement

Bio-Hotel im Allgäu steigert Grad der Eigenstromnutzung durch Energiespeicher auf mehr als 70 %

Der Energiespeicher steuert auch die Speicherung der Überschussproduktion von PV-Anlage und BHKW.

Der Energiespeicher steuert auch die Speicherung der Überschussproduktion von PV-Anlage und BHKW.

 

Es ist das erste zertifizierte Bio-Hotel im Allgäu und zählt zu den Vorreitern des Trends zur Nachhaltigkeit - das Hotel Eggensberger in Hopfen am See.  Vor allem das Energiekonzept wirkt innovativ. Der Strombedarf des Allgäuer Betriebs wird zu großen Teilen gedeckt durch eine 1000 m² umfassende Photovoltaik-Anlage (PV) sowie eines mit Biogas betriebenen hauseigenen BHKW.

Die Herausforderung
Während vor allem die PV-Anlage tags­über Strom erzeugt, ist der Bedarf des Hotels in den Abendstunden am höchsten. Um trotzdem einen hohen Grad an Eigenstromnutzung zu erreichen, muss diese zeitliche Differenz zwischen Erzeugung und Bedarf überbrückt werden. Zu diesem Zweck kommt bei Eggensberger der „Sirio Power Supply“ (SPS) der Riello Power Systems GmbH zum Einsatz. Der Ener­giespeicher steuert die Speicherung der Überschussproduktion von PV-Anlage und BHKW und speist sie bei geringer Sonneneinstrahlung oder in den Nachtstunden wieder ein. So kann das Hotel fast 72 % selbst verbrauchen und der Rest wird ins öffentliche Netz eingespeist. Die integrierte USV-Anlage bietet gleichzeitig Schutz vor Stromausfall und steigert die Netzqualität.

Vorreiterrolle in der Hotelbranche
Das Bio-Hotel Eggensberger hat sich dem Ziel verschrieben, seinen Gästen höchs­ten Komfort zu bieten. Und dies möglichst, ohne die Umwelt unnötig zu belas­ten. Deshalb setzt das erste zertifizierte Bio-Hotel im Allgäu auch seit fast 20 Jahren unter anderem auf die Verwendung von Bio-Lebensmitteln und Naturprodukten.
Aber es sollte noch mehr getan werden. „2014 wollten wir auch in Bezug auf Ener­gieeffizienz eine Vorreiterrolle in der energieintensiven Hotelbranche einnehmen“, sagt Andreas Eggensberger, Geschäftsführer der Eggensberger OHG. „Unser Plan war es, den Eigenverbrauch mit Erneuerbaren Energien abzudecken, die zum größten Teil selbst gewonnen werden.“ Dies sollte vor allem durch die Erweiterung der bereits bestehenden Photovoltaik-Anlage von 50 kWp auf 170 kWp gelingen. Fündig wurde der Hotel-Betreiber bei der GermanPV GmbH. Dabei handelt es sich um ein herstellerunabhängiges PV-Systemhaus, das mit anderen in der Sonnenstromtechnik aktiven Unternehmen ganzheitliche Energiekonzepte entwickelt.

Maximierung der Eigenstromnutzung
Zu Beginn des Projekts analysierte GermanPV den Strombedarf des Hotels. Die Experten stellten fest, dass beim Einsatz einer größer dimensionierten Anlage – eine PV-Leistung von 167,8 kWp wurde angestrebt – vor allem während der Sonnenstunden in der Mittagszeit mehr Energie als nötig produziert wird. Am Abend jedoch steht nur wenig Eigenstrom zur Verfügung. Sollte das Hotel aber vor allem im Sommer weitestgehend unabhängig vom öffentlichen Stromnetz sein, müsste ein hoher Grad an Eigenstromversorgung erreicht werden. Aus diesem Grund ist es notwendig, die tagsüber produzierte Überschussenergie zu speichern und bei Bedarf an die Verbraucher abzugeben. Hierfür arbeitet GermanPV mit der Riello Power Systems GmbH zusammen, die einen sogenannten „SPS-Speicher“ entwickelt hat.
„Diese Speicher können beliebig viele kleine bis mittlere Systeme der Stromerzeugung aus verschiedenen Energiequellen wie Solar- und Windenergie sowie BHKW und USV-Anlagen integrieren und managen“, sagt Mathias Sigl, Geschäftsführer der Riello Power Systems GmbH. Durch einen externen Batteriespeicher, der entsprechend den Anforderungen der Last dimensioniert ist, erlaube es das Gerät, regenerativ erzeugte Energie zu speichern, um sie dann am Abend oder bei geringer Sonneneinstrahlung wieder einspeisen zu können. Hierbei könne ein Wirkungsgrad von 96 % erreicht werden. So ist es dem Hotel möglich, weitgehend unabhängig vom öffentlichen Netz zu sein, da die regenerativen Energiequellen bestens ausgenutzt werden.

Energiemanagementsystem und USV-Anlage in einem
Die Anlage übernimmt das Management aller Energiequellen inklusive der eigenen Erzeugungsanlagen und der Verbraucher. Steuerung und Überwachung der eingesetzten Bleigel-Batterien erfolgen über das integrierte Programm „Battery Care System“. Dieses stellt Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit der Batterien sicher, indem die Ladung mit zwei Spannungskennlinien erfolgt, um den Ladestrom zu optimieren. Zur Verlängerung der Lebensdauer verfügt das System über eine temperaturabhängige Spannungskompensierung und einen Entladungsschutz. Durch den integrierten Ausgangstransformator wird die galvanische Trennung zwischen Verbraucher und Batteriesystem gewährleistet.
„Im Gegensatz zu handelsüblichen Systemen verfügt der ,SPS-Speicher‘ nicht nur über alle Funktionalitäten eines Speichers, sondern auch über die einer Doppelwandler-USV“, sagt Andreas Eggensberger. Mithilfe einer integrierten USV-Anlage bietet der SPS-Speicher zusätzlich Schutz für alle angeschlossenen Verbraucher. Gleichzeitig verbessert das Gerät durch Ein- und Ausgangsfilter die Stromqualität. Dies ist wichtig, da vor allem regenerative Energie anfällig für Netzprobleme, beispielsweise Verzerrungen, Spannungsabfälle und -spitzen sowie Frequenzschwankungen, ist.

Drei Anwendungsfälle
Im Hotel Eggensberger ist nun seit April 2014 das Modell „SPS 200“ mit einer Nennleistung von 200 kVA und einem maximalen Ladestrom von 432 A in Betrieb. Das Aufladen der Batterien erfolgt durch die PV-Anlage, das BHKW oder übers Stromnetz. Dabei muss zwischen drei Fällen unterschieden werden: ausreichende, geringe und keine Sonnenenergie. Bei ausreichender Sonneneinstrahlung wird der Verbrauch komplett von der PV-Anlage getragen. Die Batterien werden mit der erzeugten Überschussenergie als Rückstrom über den Bypass der SPS-Anlage geladen, Strom aus dem öffentlichen Netz wird dafür nicht genutzt. Ist die Batterie geladen, wird die restliche Energie dem öffentlichen Netz zur Verfügung gestellt. Hierbei wird eine Überschusseinspeisung ohne Wirkungsgradverluste garantiert, da die PV-Anlage direkt über einen Statischen-Bypass an das öffentliche Netz gekoppelt ist.
Fällt die Sonnenenergie geringer aus (zum Beispiel bei schlechtem Wetter oder in den Morgen- und Abendstunden), liefert die Batterie die notwendige Differenz. In den Nachtstunden und wenn die Batterie leer ist, wird das Hotel über das öffentliche Netz versorgt. Gleichzeitig sichert der „SPS-Speicher“ das Netz gegen Störungen sowie mithilfe der integrierten USV gegen Ausfälle ab.

Eigenstromnutzung erreicht bis zu 72 %
Mit 90 kWh-45 kWh für den täglichen Verbrauch sowie 45 kWh zur Absicherung bei Stromausfällen – verfügt das Hotel Eggensberger nun über Deutschlands größte Speicheranlage in einem Hotel. Sie ermöglicht es dem Betreiber, bis etwa 72 % des mit der PV-Anlage erzeugten Stroms selbst zu nutzen. Dadurch gehört das Hotel nicht nur zu den umweltfreundlichsten in der Bundesrepublik – etwa 40 % des Bedarfs können durch Eigenstromnutzung abgedeckt werden –, sondern es kann jährlich einen Großteil der Energiekosten einsparen. Diese sind seit der Nutzung des Speichers von 7 % auf unter 5 % des Umsatzes gesunken. Eggensberger: „So ermöglichen uns die Einsparungen, regional erzeugtes Biogas für das Gästeauto und das Blockheizkraftwerk dazuzukaufen.“

Bilder: Biohotel Eggensberger

www.eggensberger.de
www.riello-powersystems.de
www.germanpv.com

 


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