Inselanlagen

Netzunabhängige Solarstrom-Systeme sind Lösungen zur dezentralen und ökologischen Energieversorgung. Sie kommen insbesondere dann zum Tragen, wenn eine netzgekoppelte Stromversorgung technisch, wirtschaftlich oder aus anderen Gründen nicht möglich oder sinnvoll ist. Mehr als 1,6 Mrd. Menschen haben heute noch keinen Zugang zu elektrischer Energie. Netzunabhängige Solarstrom-Systeme bieten hervorragende Möglichkeiten, auch schwer zugängliche Regionen mit Strom zu versorgen.

Wie netzgekoppelte Solarstrom-Systeme nutzen netzunabhängige Solarstrom-Systeme (Inselanlagen) die Kraft der Sonne zur Stromerzeugung.

Dieser wird entweder direkt genutzt oder in einen Speicher (Akku) gespeist, um ihn zu einem späteren Zeitpunkt abrufen zu können. Ein öffentliches Stromnetz ist nicht notwendig.

Durch einen speziellen Laderegler wird die Energie der Solarmodule so geregelt, dass eine optimale Ladung der Batterien gewährleistet ist.

Die Energie aus der Batterie wird bei einfachen Anlagen direkt von Gleichspannungs-Verbrauchern entnommen, bei Anlagen mit normalen Wechselspannungs-Verbrauchern (230V Haushaltsspannung) erfolgt die Umwandlung der Batteriespannung mittels eines Insel-Wechselrichters.

Netzunabhängige Solarstrom-Systeme sind robust, langlebig und benötigen keine fossilen Energieträger zur Stromerzeugung. Damit bieten sie praktische und wirtschaftliche Vorteile gegenüber anderen dezentralen Stromversorgungs-Lösungen wie Dieselgeneratoren. Gleichzeitig lassen sie sich problemlos mit ihnen oder anderen umweltschonenden, Energieerzeugern wie Windgeneratoren oder Wasserkraft koppeln.

Mögliche Einsatzgebiete

Netzunabhängige Solarstrom-Systeme sind als Gleich- und Wechselstromvarianten erhältlich. Die Einsatzfelder reichen von wissenschaftlichen Messstationen bis hin zu Telekommunikationsanlagen. Größer dimensionierte Anlagen können die Wechselstromversorgung abgelegener Wohnhäuser, landwirtschaftlicher Betriebe oder ganzer Dörfer übernehmen. Spezielle Pumpensysteme werden insbesondere zur Bewässerung und für die Trinkwasserversorgung eingesetzt.

Insellösungen finden am häufigsten Anwendung bei:

Notrufsäulen, Parkuhren und ähnlichen netzfernen Einrichtungen
Solaren Pumpsystemen zur Trinkwasserförderung und Bewässerung
Mobilen Systemen in Wohnwagen oder Booten
Abseits gelegenen Wochenend- und Ferienhäusern

Sorgfältige Planung unabdingbar

Wichtigste Aufgabe bei der Planung einer Inselanlage ist die Abstimmung zwischen Energieverbrauch und Energieangebot. Da Sonnenenergie eine begrenzte und schwankende Ressource ist, müssen täglicher Stromverbrauch, tägliches Strahlungsangebot und Akkukapazität realistisch kalkuliert und aufeinander abgestimmt werden.

Schwierig wird die Situation, wenn eine ganzjährige Versorgung angestrebt wird. In unseren Breiten ist die verfügbare Strahlungsmenge im Sommer etwa 6 mal so groß wie im Winter. Der Strombedarf ist aber in der Regel im Winter höher als im Sommer. Eine Auslegung des PV-Generators für den Winterbedarf kann daher in der übrigen Jahreszeit zu erheblichen ungenutzten Überschüssen führen. Er wäre damit besonders unrentabel.

Aber auch ökologisch gesehen wäre die Situation unbefriedigend: Ein PV-Generator, der nur zu einem Bruchteil seiner Lebensdauer genutzt werden kann, führt zu sehr langen Energierücklaufzeiten. Hier könnte stattdessen ein Hybridsystem aus einem PV-Generator und einem mit Verbrennungsmotor betriebenen Hilfsgenerator wesentlich sinnvoller sein. Im Idealfall könnte dieser Hilfsgenerator regenerativ, z. B. mit Pflanzenöl oder Biogas betrieben werden.

Außerdem bietet sich in diesem Fall zur Verbesserung der Ökobilanz die Kraft-Wärme-Kopplung an: Die Abwärme des Verbrennungsmotors wird dann zu Heizzwecken genutzt.

Eine Planungshilfe haben wir für Sie in einem PDF-Dokument zum Ausdrucken zusammengestellt. Dort finden Sie unter anderem eine Tabelle, mit deren Hilfe sich ausrechnen lässt, welchen Strombedarf alle zu betreibenden Geräte und Verbraucher haben. Mit dem Ergebnis und vielen weiteren Angaben kann die notwendige Dimension der Inselanlage berechnet werden. Download der Planungshilfe.

Auch die Kombination mit einer Windkraftanlage kann - je nach Standortbedingungen - eine geeignete Lösung sein, da sich Sonne und Wind in unseren Breiten häufig ergänzen.