Schwarzstartfähige Photovoltaik-Anlagen mit Batteriespeichern schützen elektrische Anlagen in Kommunen und Unternehmen in Millisekunden. Das Unternehmen RES – Regenerative Energietechnik und -Systeme GmbH bietet solche Systeme mit Batteriespeichern aus eigener Herstellung an.

Im deutschen Stromnetz kommt es immer mal wieder zu Ausfällen. Zuletzt in Berlin und Reutlingen sogar über mehrere Tage. Dazu kommt die potenzielle Bedrohung von Stromnetzen und Kritischer Infrastruktur (KRITIS) durch physische oder Cyber-Angriffe. Im Jahr 2024 registrierte der Kriminalpolizeiliche Meldedienst laut RES 174 Angriffe auf Energieversorgungseinrichtungen.

Kommunen und Unternehmen, aber auch Privathaushalte, können sich mit einer PV-Anlage mit Speicher dagegen schützen. Allerdings ist die Versorgung mit Notstrom (einphasig zum Betrieb weniger Geräte, dreiphasig für Voll- oder Teilbetrieb) keine Standardlösung, sondern muss gesondert geplant und eingebaut werden. Das Problem bei anhaltendem Stromausfall: Übliche Wechselrichter benötigen für den Neustart Netzstrom. Erst wenn das öffentliche Netz wieder funktioniert, liefern übliche Photovoltaik-Anlagen wieder Strom. Selbst wenn die Sonne scheint.

Autark selbst bei längerem Stromausfall

Für den „Schwarzstart“ genannten Anlauf ohne Netzstrom kommen Photovoltaik-Anlagen mit Gleichstrom-Kopplung (DC-Kopplung) ins Spiel. Sie starten selbstständig, auch wenn der Batteriespeicher über Nacht geleert wurde. Scheint am nächsten Morgen die Sonne, liefert die Anlage Strom und lädt den Speicher auf. Das Besondere: Die Systemelektronik simuliert dem Wechselrichter, an das Stromnetz angeschlossen zu sein. Gleichzeitig trennt die Elektronik bei Stromausfall die Gebäudeversorgung in Millisekunden vom öffentlichen Netz und baut eine eigene, autarke Strominsel auf.

So bleiben zum Beispiel ein kleines Wasserwerk, eine Kühlanlage oder ein Serverraum sicher in Funktion. „Eine schwarzstartfähige PV-Speicheranlage ist wie eine Rundumversicherung gegen Stromausfall, die langfristig sogar Geld spart. Denn im Normalbetrieb liefert sie günstigen und umweltfreundlichen Sonnenstrom, den man über den Speicher auch bei Nacht oder bewölktem Himmel nutzen kann“, sagt Michael Schirrle, Inhaber von RES. Das Unternehmen ist spezialisiert auf kundenspezifische Energieanlagen mit erneuerbaren Energien und hat mehr als 100 PV-Anlagen mit Notstromversorgung gebaut.

Schwarzstartfähige Notstromversorgung für ein Pumpwerk in der Trinkwasserversorgung

Als Beispiel nennt RES Ein kommunales Pumpwerk für Trinkwasserversorgung in einem kleinen Ortsnetz oder zur Beschickung eines Hochbehälters hat eine Pumpenleistung von 10 bis 30 kW. Um diese bei einem Stromausfall zu sichern, sieht RES für eine Pumpleistung von 15 kW die folgende Anlagenkonfiguration vor:

• Drei 8.000 VA Wechselrichter mit insgesamt 24 kVA Leistung zur Batterieladung und Entladung
• Eine Photovoltaik-Anlage mit einer Leistung von 50 kW
• Sechs Batterien je 16 kWh Kapazität, insgesamt 96 kWh Stromspeicher

Da die Pumpen nicht ständig, sondern in Intervallen circa sechs Stunden pro Tag laufen, werden etwa 90 KWh pro Tag benötigt. Das Pumpwerk ist bei Stromausfall im Winter also mindestens einen Tag autark. Sollte der Strom länger ausfallen, kommt ein mobiler Generator zum Einsatz. Von April bis September scheint die Sonne so stark, dass über 24 Stunden nahezu ein Vollbetrieb ohne Generatorleistung möglich ist. Im netzgekoppelten Normalbetrieb wird zuerst der selbst erzeugte, kostengünstige Solarstrom verbraucht. Dieser eigenstromoptimierte Betrieb senkt die Stromkosten.

Nichtbrennbare Stromspeicher, zukünftig förderfähige Wechselrichter

Für die Batteriespeicher aus eigener Fertigung verwendet RES nichtbrennbare Batteriezellen aus Lithium-Eisen-Phosphat. Die Zellen konfektioniert RES zu Batteriemodulen mit 16 oder 32 Kilowattstunden (kWh). Diese sind kaskadierbar bis zu einer Kapazität von 1.000 kWh. 

Die Wechselrichter und Systemkomponenten des niederländischen Herstellers Victron sind auf Qualität und Langlebigkeit ausgelegt und auch nach dem geplanten Förderstopp der EU für chinesische Wechselrichter förderfähig. Die Daten-Server der PV-Speicher-Anlagen von RES stehen in der Europäischen Union. „Aus diesen Qualitätskomponenten bauen wir zuverlässige, passgenaue Anlagen für Kommunen, Gewerbebetriebe und Privatleute“, so Schirrle.

Quelle: RES | solarserver.de © Solarthemen Media GmbH