Grundlagen und Konzept
Ursprünglich wurde die Autonome-Energie-Zentrale im Jahr 2008 entwickelt, um in wichtigen Objekten die Energieversorgung mit Strom und Wärme zu gewährleisten. Die Idee war, auf einen Bezug aus dem öffentlichen Netz und ein Backup mit Notstromaggregaten zu verzichten und durch den Einsatz der Kraft-Wärme-Kopplung kombiniert mit einem Batteriespeicher die Stromversorgung autark zu realisieren. Die damit gleichzeitig anfallende Wärme kann vielfach genutzt werden, für die Gebäudebeheizung, die Trinkwassererwärmung, Schwimmbadwassererwärmung, Prozesswärme und zur Klimatisierung und Kühlung mit z.B. Adsorptionskälteanlagen. Neben der Speicherung kann die überschüssige elektrische Energie wahlweise aber auch in das öffentliche Netz rückgespeist werden. Die Entscheidung dafür hängt von wirtschaftlichen und aktuellen Verbrauchs- und Bedarfsverläufen im Netz ab.

Im Jahr 2011 bildete ein Auftrag zur Schaffung einer hochverfügbaren Kleinststromerzeugung für den autarken Einsatz an Gaspipelines der russischen Gazprom in unzugänglichen Gebieten ohne Stromversorgung die Basis für die Entwicklung des Containerkonzeptes. Im Rahmen dieser Entwicklung wurde auch das Energie-Management-System (EMS) geschaffen, das als Herzstück der Anlage die Steuerung, Regelung und Überwachung von Erzeugung, Einlagerung und Verbrauch der Energie übernimmt. Es ermöglicht, die Energieerzeuger und ihre Leistung dem Anwendungsfall entsprechend zu variieren.

Vorteile und Nutzen
Die Vorteile und Nutzen der Energiecontainer mit dem EMS sind ganz klar die Unabhängigkeit von externen Versorgern (z.B. bei Stromausfällen durch Naturgewalten, etc.) sowie die wirtschaftliche und ökologische Nutzung vorhandener Ressourcen. Dies alles perfekt aufeinander abgestimmt sorgt für eine optimale Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Energiequellen und zur Deckung Ihres Bedarfs an Strom, Wärme und Kälte.

Leistungsspektrum (Containerlösung)

Varianten

• Einbindung von Solarstrom
  Energie-Management-System
• Einbindung von Solarwärme
• Einbindung von Adsorptionskälteanlagen zur Wärme-Kälte-Kopplung

Technische Daten der Grundausführung

Einsatzbereiche

• Eigenversorgung sensibler Objekte, z.B. Krankenhäuser, kleiner Rechenzentren u.ä., durch die Kombination von Energie Erzeugung, auch Kälte, und USV-Funktion
• Ersatz von dieselgetriebenen Notstromaggregaten durch erdgas- oder flüssiggasbetriebene BHKW-Anlagen
• entlegene Verbrauchsstellen, wie Gipfelstationen, Gehöfte, Berghütten u.ä.
• Energiesicherung (Strom und Wärme) bei Luxusimmobilien
• zentral gesteuerter Schwarmbetrieb zur Spitzenlastabdeckung in kleinen und mittleren Versorgungsgebieten

EMS - Energie Management System
Technische Daten und Ausstattungen

Grundlagen und Konzept
Das EMS ist eine Entwicklung zur optimierten dezentralen Erzeugung von Energie. Grundlage bildete ein Projekt zur Schaffung einer hochverfügbaren Kleinststromerzeugung (Mikrokraftwerk) für den autarken Einsatz an Gaspipelines der russischen Gazprom in unzugänglichen Gebieten ohne Stromversorgung. Das Brenngas wird hier direkt der Transportpipeline bei einem Druck bis 100 bar entnommen und durch das BHKW in Strom für die Versorgung der technologischen Objekte umgewandelt. Die Wärme dient der Eigenversorgung des Containers. Dieses Konzept kann in verschiedenen Ausführungen, Leistungsstufen und für unterschiedlichste Aufgabenstellungen zum Einsatz kommen. Herzstück ist das selbstentwickelte Energie-Management-System (EMS). Eine platzoptimierte Ausführung für den Einbau in Container macht die Lösung baulich unabhängig, flexibel, transportabel und schnell einsatzfähig.

Speicherung und Rückspeisung
Grundlegend ist das EMS eine Funktion, also eine programmierte Logik, zur Steuerung von Erzeugern in Abhängigkeit vom Verbrauch bzw. Bedarf. Als Energieerzeuger kommen BHKW, Brennstoffzellen und PV-Anlagen in Frage. Erzeugung und Verbrauch jeder Energieart werden überwacht und Überschüsse gespeichert. Sofern eine Verbindung zu externen Versorgungsnetzen besteht, können Überschüsse natürlich auch rückgespeist und wirtschaftlich sinnvolle Modelle zur Spitzenlastabdeckung gefunden werden.

Kosten - Nutzen
Ziel des EMS ist es, einen maximalen Wirkungsgrad, bzw. eine maximale Energieausbeute bei minimalen Kosten zu erzielen. Dazu zwei Beispiele. Steht als Energieerzeuger nur ein BHKW zur Verfügung, so wird es entweder wärme- oder stromgeführt gefahren. Die jeweils andere Energieart ist dann ein "Abfallprodukt" und wird in vielen Fällen ökonomisch weniger sinnvoll genutzt. Speichert man sie aber bis zum Bedarfsmoment zwischen, geht je nach Speicher und Dauer nichts oder nur wenig verloren und ein Bezug von außen kann entfallen. Betreibt man z.B. das BHKW wärmegeführt, so kann, bei richtiger Auslegung der Speicher, der parallel erzeugte Strom den Gesamtbedarf decken. Die externen Netze dienen dann ausschließlich als Sicherheits-Backup. Erweitert man die Erzeugung um eine PV-Anlage und den Wärmespeicher um einen elektrischen Heizstab, so wird das BHKW praktisch zum Backup für den Fall, das die PV-Anlage den Eigenbedarf nicht decken kann. Damit wird Gas gespart, die Lebenszeit des BHKW und seine Serviceintervalle erhöht.

Planung und Steuerung
Bei der Planung einer Anlage mit EMS kommt es also darauf an, technische und wirtschaftliche Faktoren zu betrachten, das Verbrauchsverhalten zu analysieren und eine optimale Speicherauslegung zu treffen. Das EMS übernimmt dann, mit den entsprechenden Parametern versehen, die Steuerung der Erzeuger durch Überwachung von Verbrauch, Speicherzustand und bei Bedarf auch unter Berücksichtigung von Informationen und Vorgaben, die durch eine zentrale Leitstelle, z.B. des Betreibers oder der Stadtwerke, übermittelt werden.

Varianten

• Einbindung von Solarstrom
• Einbindung von Solarwärme
• Einsatz von Brennstoffzellen
• Einsatz von Stirling-BHKW zur Nutzung von Deponie- und Klärgas mit geringem Methangehalt
• Einbindung von Adsorptionskälteanlagen zur Wärme-Kälte-Kopplung

Einsatzbereiche

• Eigenversorgung sensibler Objekte, z.B. Krankenhäuser, kleiner Rechenzentren u.ä., durch die Kombination von Energieerzeugung, auch Kälte, und USV-Funktion
• Ersatz von dieselgetriebenen Notstromaggregaten durch erdgas- oder flüssiggasbetriebene BHKW
• entlegene Verbrauchsstellen, wie Gehöfte, Berghütten u.ä.
• Energiesicherung (Strom und Wärme) bei Luxusimmobilien
• zentral gesteuerter Schwarmbetrieb zur Spitzenlastabdeckung in kleinen und mittleren Versorgungsgebieten

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