Wirtschaftlich ohne Einspeisung

Die Photovoltaikanlage auf dem Dach des Automobilzulieferers Klubert + Schmidt produziert ausschließlich für den Eigenbedarf des Unternehmens. Foto: M. Münch Elektrotechnik GmbH & Co. KG.

Sind Verteilnetze bis an die Grenze ausgelastet, können Netzbetreiber keine Einspeisung aus regenerativen Anlagen mehr zulassen. Ein Pilotprojekt in Bayern zeigt, dass sich eine PV-Anlage auch im reinen Eigenverbrauch wirtschaftlich betreiben lässt.

Die Photovoltaikanlage auf dem Dach des Automobilzulieferers Klubert + Schmidt produziert ausschließlich für den Eigenbedarf des Unternehmens. Foto: M. Münch Elektrotechnik GmbH & Co. KG.

Der Betrieb von Photovoltaikanlagen hat sich in der Vergangenheit vor allem deswegen rentiert, da aufgrund der garantierten Einspeisevergütung die erzeugte elektrische Energie erfolgreich vermarktet werden konnte. Seit einigen Jahren aber sinken die Prämien, während parallel die Anlagentechnik günstiger wird. Vor diesem Hintergrund gewinnt die Eigennutzung der produzierten Energie an Bedeutung. „Da die Energiekosten steigen und gleichzeitig die Kosten für Photovoltaikanlagen sinken, ist die Eigenversorgung aus Solarenergie heute wirtschaftlicher denn je“, erzählt Sebastian Kremer von der M. Münch Elektrotechnik. Das Unternehmen betreibt eigene Photovoltaikund Biogasanlagen und plant und realisiert für Kunden wie landwirtschaftliche Betriebe oder Industrieunternehmen komplette Photovoltaikanlagen inklusive PV-Modulen, Halterungssysteme, Steuerungstechnik, Wechselrichter und Netzanbindung.

Doch was geschieht, wenn das lokale Verteilnetz so überlastet ist, dass der Netzbetreiber überhaupt keine Einspeisung mehr zulassen kann? Genau dieser Fall ist im oberfränkischen Pottenstein aufgetreten. Dort wollte der Automobilzulieferer Klubert + Schmidt eine Photovoltaikanlage auf dem Dach seiner Fertigungshallen installieren.

Obwohl die Einspeisung der geplanten Anlage dem durchschnittlichen Strombezug des produzierenden Unternehmens entsprochen hätte, lehnte der Netzbetreiber den Antrag auf Netzanschluss direkt am Firmenstandort zunächst ab.

„Die Bayernwerk Netz, die in Pottenstein das Verteilnetz betreibt, hat uns für den Anschluss der Photovoltaikanlage mit rund 1.000 kWp einen Verknüpfungspunkt in mehreren Kilometern Entfernung zugewiesen“, erzählt Kremer, der als Projektleiter die Anlage für Klubert + Schmidt betreut hat. Um die Anschlusszusage für die Anlage trotzdem zu erhalten, musste sichergestellt werden, dass keine Einspeisung ins Netz erfolgt. Der Netzbetreiber forderte dazu eine Sicherheitsschaltung, die die Anlage innerhalb von zehn Sekunden abschaltet, wenn doch eine Einspeisung erfolgen sollte.

Sicherheitsschaltung ermöglicht Anschluss

Da die Wirtschaftlichkeitsberechnung trotz der Vorgaben positiv ausfiel, gab Klubert + Schmidt grünes Licht für das Projekt. Für die Steuerung der gesamten Photovoltaikanlage setzt Münch den WAGO-Controller PFC200 ein. „Mit dem WAGO-I/O-SYSTEM 750 haben wir bereits bei anderen Projekten gute Erfahrungen gemacht“, sagt Kremer. „Für alle Signale, die wir verarbeiten müssen, steht jeweils die passende Klemme zur Verfügung.“ Die Messwerte aus dem Mittelspannungsnetz empfängt der Controller über MODBUS/TCP, das 3-Phasen-Leistungsmessmodul von WAGO erfasst die Daten aus dem Niederspannungsteil der Anlage, und die Wechselrichter werden über eine RS-485-Schnittstelle angesteuert. Weitere digitale und analoge I/O-Klemmen vervollständigen das System. Darüber sind beispielsweise Sensoren angeschlossen, die Werte für die Außentemperatur und die aktuelle Sonneneinstrahlung messen. „Darüber können wir die theoretisch mögliche Produktion der Photovoltaikanlage bestimmen“, erläutert Kremer. Da der Schaltschrank mit der Steuerung im Freien steht, setzt Münch die Komponenten aus der XTR-Serie von WAGO ein. Diese sind für einen erweiterten Temperaturbereich von -40 °C bis zu +70 °C geeignet. Eine Klimatisierung des Schaltschranks kann daher entfallen.

„Eine PV-Anlage ist heute auch dann rentabel, wenn keine Einspeisung möglich ist”, sagt Sebastian Kremer, Projektleiter bei der M. Münch Elektrotechnik. Foto: M. Münch Elektrotechnik GmbH & Co. KG.

Auf dem Controller wurde eine herkömmliche Einspeisesteuerung installiert, wie sie auch in anderen Photovoltaikanlagen eingesetzt wird. Dessen Programmierung war jedoch deutlich aufwändiger, da nach Vorgabe des Netzbetreibers die Sicherheitsschaltung die Netzeinspeisung verhindern muss.

Im dritten Quartal 2017 ist die Anlage schließlich in Betrieb gegangen und produziert seither reibungslos elektrische Energie für den Automobilzulieferer. Über einen Online-Zugang zu der Anlage, der ebenfalls über den WAGO-Controller realisiert ist, kann Münch jederzeit den Betrieb überwachen.

Geschäftsmodell mit Zukunft

„Im Gegensatz zu einer Anlage, die überwiegend für die Einspeisung optimiert ist, sind die Solarpanels bei Klubert + Schmidt nach Osten, Westen und Süden ausgerichtet“, nennt Kremer eine Besonderheit dieser Anlage. „Damit erreichen wir einen möglichst gleichmäßigen Ertrag über den Tag hinweg.“ Dies ist eines der Ergebnisse aus der Wirtschaftlichkeitsberechnung, in der die Lastgänge des Automobilzulieferers analysiert und mit der möglichen Energieproduktion der Photovoltaikanlage abgeglichen wurden.

Von der prognostizierten Erzeugung von 652.000 Kilowattstunden pro Jahr sollen über 88 Prozent im Betrieb verbraucht werden. Mit dieser hohen Eigenverbrauchsquote ist die Photovoltaikanlage auch ohne Netzeinspeisung wirtschaftlich. Da Klubert + Schmidt im Dreischichtbetrieb fertigt, wird die Photovoltaikanlage eventuell noch um einen Batteriespeicher erweitert. Dann könnte das Unternehmen den Solarstrom vom eigenen Dach auch nachts nutzen und so seine Energiekosten weiter reduzieren. Zudem könnten sich Klubert + Schmidt mit dem Speicher aktiv am Lastmanagement beteiligen und somit zur Entlastung des strapazierten Verteilnetzes beitragen.

Auch bei Münch ist man mit dem Erfolg des Pilotprojekts sehr zufrieden. „Die Photovoltaikanlage ist ein Pilotprojekt für Gegenden, in denen das Verteilnetz keine Einspeisung mehr aufnehmen kann“, sagt Kremer. „Wenn wir hiermit positive Erfahrungen sammeln, können wir sicher noch weitere PV-Anlagen ohne Einspeisung realisieren.“ Die ersten Anfragen liegen dem Unternehmen bereits vor.

WAGO Stand 2-402

Kontakt: WAGO Kontakttechnik GmbH & Co.KG, Sascha Rentzing, 32423 Minden, Tel. +49 571 887-49620, sascha.rentzing@wago.com

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