Ich bin Oberleutnant der Reserve und beorderter Reservist im Kreisverbindungskommando (KVK) des Landkreises Passau – einer Einheit aus Reservisten der Bundeswehr, die im Katastrophenfall die Bundeswehraktivitäten im Landkreis koordinieren und unterstützen. Das KVK veranstaltet jährlich einen Tag der Zivil-militärischen Zusammenarbeit (ZMZ) zu dem Vertreter verschieder Behörden eingeladen werden.

In diesem Jahr stand der Tag unter dem Motto „Blackout – Sicherstellung der Wasserversorgung bei längerem Stromausfall“.

Nach den Expertenvorträgen zum Thema Wasserversorgung durfte ich durfte einen Vortrag zum Thema „Stromversorgung unabhängig vom Netz“ beitragen:

Stefan Feilmeier ist Reservist und beordert im Kreisverbindungskommando (KVK) der Bundeswehr in Passau. Im Zivilberuf ist er Prokurist und Abteilungsleiter der FENECON GmbH, einem mittelständischen Unternehmen in Deggendorf/Fischerdorf und hat dort u. A. die Auswirkungen des Jahrhunderthochwasser 2013 hautnah miterlebt. FENECON ist Hersteller und Integrator von Stromspeichersystemen – also Systeme, um z. B. überschüssige Solarenergie tagsüber zu speichern um sie nachts zu verbrauchen. Als Informatiker beschäftigt sich Feilmeier vor allem mit Energiemanagementsystemen, also der Steuerung und sinnvollen Kombination von Photovoltaik und Batterien, aber auch der Integration von Wärmepumpen, E-Autos usw. und entwickelt dafür Systeme und Algorithmen. Er ist außerdem Vorstand der OpenEMS Association e.V., einem Zusammenschluss von Unternehmen, Universitäten und Instituten zur Entwicklung einer übergreifenden, offenen Plattform für Energiemanagementsysteme.

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Wie kommt es zu einem Blackout?

Entscheidend für die Stabilität des Stromnetzes ist, dass Erzeugung und Verbrauch zu jedem Zeitpunkt genau gleich sind. Das deutsche Stromnetz ist dabei eingebunden in das Europäische Verbundsystem (EV). Der Vorteil dieses riesigen Netzverbundes ist, dass es sehr viele Erzeuger und Verbraucher verbindet, wodurch es einfacher ist, diesen Ausgleich zu schaffen.

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Die Synchronisierung zwischen Erzeugern und Verbrauchern erfolgt über die Netzfrequenz. Diese beschreibt den Verlauf der Wechselspannung im Netz – die Zielgröße im EV sind dabei 50 Hz, d.h. 50 Schwingungen je Sekunde (20 ms). Da sich die Leistung der der Erzeuger und Verbraucher ständig ändern, muss die Netzfrequenz ständig nachjustiert werden. Gemäß definiertem Ablauf erfolgt dies im Normalfall durch den Einsatz von positiver und negativer Regelenergie und kann im Einzelfall zur Zu- oder Abschaltung von Kraftwerken und großen Lasten führen. Bei einer extremen Abweichung kommt es zu einem Blackout.

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Großflächige Stromausfälle sind ein sehr seltenes Ereignis mit großer Wirkung für die Infrastruktur, aber auch für jeden persönlich. In der Praxis scheitert die Katastrophenvorsorge häufig an wirtschaftlichen Rahmenbedingungen; die große Herausforderung ist es deshalb, eine Stromversorgung unabhängig vom Netz möglichst wirtschaftlich sinnvoll zu ermöglichen.

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Stromversorgung unabhängig vom Netz

Generell wird zwischen Notstrom und Ersatzstrom unterschieden:   

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Für die Auslegung der Notstromversorgung ist darüber hinaus entscheidend, welche Leistung versorgt werden soll und wie lange diese Versorgung aufrechterhalten werden muss. Daraus ergibt sich die Nenn-/Dauerleistung des Generators sowie die Größe des Treibstofftanks und -vorrats bzw. die Größe der Batterie.

Zu beachten ist dabei, dass im Zuge der Sektorenkopplung von Strom, Wärme und Mobilität, der zukünftige Stromverbrauch potentiell steigen wird. Denken Sie dabei an E-Autos, aber auch an Wärmepumpen usw.

Technische Möglichkeiten

Technisch sind gängige Lösungen am Markt verfügbar:

Notstromaggregate sind eine gängige Möglichkeit. Bei einem günstigen Anschaffungspreis können Sie hohe Leistung versorgen. Der Nachteil ist, dass sie auf externe Treibstoffzufuhr angewiesen sind und regelmäßig gewartet werden müssen.

Notstrom-Solarbatterien sind meist kleine Kombinationen aus Solarmodul, Speicher und Laderegler, spezifisch für Notstrom – und Mobil- bzw. Outdooranwendungen. Aufgrund der niedrigen Leistung sind sie nicht geeignet für Ersatzstromanwendungen.

PV-Anlagen mit Batteriespeicher können im Normalbetrieb zum Eigenverbrauch oder zur Netzeinspeisung verwendet werden und dienen nur in Zweitverwendung der Notstromvorsorge. Trotzdem ist der größte Nachteil hier der sehr hohe initiale Anschaffungspreis im Vergleich zu den anderen Lösungen. Durch die Möglichkeit der solaren Wiederbeladung ist keine externe Treibstoffzufuhr erforderlich, um eine dauerhafte Versorgung – je nach Witterung – zu ermöglichen.

Diese Möglichkeiten können und sollten individuell kombiniert werden, um den Anforderungen für Versorgung bei Stromausfall zu genügen.

Mein Vortrag im 4. solbat Anwenderforum am 05. Oktober 2015 zum Thema „Eclipse SmartHome: Energiemanagement mit Open Source Software entwickeln“:

FENECON – Stefan Feilmeier – Eclipse SmartHome

Fazit: FENECON by BYD Stromspeichersysteme können optimal und flexibel integriert werden. Mit FEMS (FENECON Energie Management System) als Open Source Referenzimplementierung auf Eclipse SmartHome/openHAB-Basis geht es mit geringem Aufwand.