Kosteneffiziente Energieautarkie für die Wasserwirtschaft
Die vom Bundeskanzler Olaf Scholz wahrgenommene/beschworene Zeitenwende macht weder vor Wasserwirtschaft noch vor Kommunen halt. Das Thema Verknappung von Rohstoffen für die Fremdenergieproduktion lässt Kosten explodieren. Besonders betroffen sind wasserwirtschaftliche Anlagen wie Kläranlagen. Diese haben zugleich auch das höchste Potential für Eigenenergieproduktion und können Energieautarkie erreichen.
Die Herausforderungen sind die kosteneffiziente Energiegewinnung und insbesondere der Ausgleich von Tag-/Nacht- Schwankungen durch Speicherung überschüssiger Energie. Dadurch wird ein großer Beitrag zum Klimaschutz geleistet. Um die Energieunabhängigkeit wasserwirtschaftlicher Anlagen zu steigern, stehen Fördermittel und technische Lösungen für Gewinnung und Speicherung von Energie zur Verfügung.
Stetig steigende Energiepreise belasten Kommunen
Energie ist die Basis für Entwicklung, Mobilität, Produktion, Dienstleistungen und Kommunikation, also ein unverzichtbarer Bestandteil. Das Thema birgt allerdings zukünftig große Herausforderungen. Zum einen sind die konventionellen Energieträger wie Kohle, Erdöl und Erdgas endlich und somit nicht zukunftsfähig, zum anderen besteht eine Abhängigkeit zu anderen Staaten, die diese Energiequellen liefern, besonders bei Erdöl und -gas.
Der beschlossene Kohleausstieg bis spätestens 2038 und dem daraus resultierenden Ende der Kohleverstromung hat zur Folge, dass der Strompreis stetig steigen wird. Laut Expertenschätzungen ist ein stabiler Strompreis erst ab 2030 zu erwarten. Dieser Prozess erhält durch den Ukraine-Konflikt eine neue Dynamik. Braun- und Steinkohle hatte 2021 einen Anteil von 29,7 % an der Gesamtstromerzeugung. Dieser Anteil muss bis 2045 durch erneuerbare Energien gedeckt werden, um die avisierte Klimaneutralität zu erreichen.
Warum steigen die Strompreise?
Die Gründe für die Preissteigerung sind vielfältig. Ein Treiber der steigenden Strompreise stellt der hohe Anteil an Netzentgelten, Abgaben und Steuern dar. Hier wirken sich Erhöhungen sowie die neu eingeführte CO2-Abgabe auf emissionsintensive Energieträger spürbar auf die Preise aus. Da 2021 weniger Strom aus Windenergie als üblich produziert wurde, musste die Kohle- und Gasverstromung angekurbelt werden, um die Stromlücke zu schließen. Ein weiterer Einflussfaktor auf den Strompreis ist die Erhöhung der Netzentgelte.
Besonders für energieintensive Branchen und Industrien ist dieser Effekt der Strompreissteigerung eine zunehmende Belastung. Um dieser entgegen zu wirken, müssen die Fremdenergienutzung durch Eigenenergienutzung ersetzt werden, um Energieautarkie zu erreichen.
Eine Beispielrechnung finden Sie im folgenden Schaubild.
Nutzen Sie Fördermittel für die Optimierung Ihrer Energieeffizienz!
Wie kann man stetig steigenden Energiekosten entgegenwirken? - 10 Ansatzpunkte zur nachhaltigen Senkung des Energieverbrauchs
Möglichkeiten der Förderung von Energieprojekten durch nicht rückzahlbare Zuschüsse in Förderrichtlinien des Bundes und der Länder
Die Abwasserentsorgung gehört in Deutschland zu den hoheitlichen Kernaufgaben der Städte und Gemeinden. Zur Behandlung und dem Transport von anfallendem Schmutzwasser sowie des Niederschlags sind energieintensive Prozesse und Anlagen erforderlich. Die Erhöhung der Energieeffizienz erfordert zwangsläufig Investitionen, die den kommunalen Haushalt zusätzlich belasten können. Fördermittel in Form von nicht rückzahlbaren Zuschüssen sind eine attraktive Finanzierungsmöglichkeit für Energieprojekte in der wasserwirtschaftlichen Infrastruktur. Sie ermöglichen, dass Innovation und Digitalisierung auch tatsächlich umgesetzt werden, um die Energieeffizienz zu erhöhen, und gleichzeitig der kommunale Haushalt entlastet wird.
Ausgehend von definierten förderpolitischen Zielen stellen Bund und Länder eine Reihe von Förderprogrammen bzw. –Richtlinien zur Co-Finanzierung von Energieprojekten zur Verfügung. Das Bundesumweltministerium unterstützt z.B. kommunale Aufgabenträger bei der Vorbereitung und Umsetzung von Vorhaben zur Erhöhung der Energieeffizienz im Rahmen der Klimaschutzinitiative.
Unabhängig der jeweiligen Förderrichtlinie differenziert die nachfolgende Fördersystematik förderfähige Vorhaben nach ihrem zeitlichen Ablauf.
| Förderbaustein | Inhalt |
|---|---|
| Strategischer Förderbaustein: Vorbereitung von Energieeffizienzmaßnahmen | Energetische Bestandsaufnahmen, Energieanalysen, Gutachten, Machbarkeitsstudien (zumeist Voraussetzung für Förderung von Investitionen) |
| Investiver Förderbaustein: Konkrete Investitionsvorhaben | Umsetzung von Investitionen zur Erhöhung der Energieeffizienz |
Was wird gefördert?
Zuwendungsfähig sind im strategischen Förderbaustein die Leistungen eines fachkundigen Dienstleisters und im investiven Förderbaustein die Umsetzung einzelner Maßnahmen/ Investitionen zur Erhöhung der Energieeffizienz.
Wie läuft eine solche Förderung ab?
Die Antragsstellung in einem geeigneten Förderprogramm erfolgt zumeist digital. Die Bearbeitungszeit von Anträgen beträgt ca. 4-5 Monate. Nach dem Erhalt des Zuwendungsbescheides dürfen projektbezogene Aufträge vergeben werden, das Projekt beginnt. Der Verwendungsnachweis ist nach Abschluss des Projektes innerhalb einer angemessenen Frist beim Projektträger einzureichen.
Wie hoch ist die Förderung?
Die Regel-Förderquote innerhalb des strategischen Förderbausteines beträgt 50%. Die Regel-Förderquote innerhalb des investiven Förderbausteines hingegen 30%.
Wie hoch ist die Förderung?
Die Regel-Förderquote innerhalb des strategischen Förderbausteines beträgt 50%. Die Regel-Förderquote innerhalb des investiven Förderbausteines hingegen 30%.
Wie können wir Sie unterstützen?
- Übersicht über verschiedene bundesweite und bundesländerspezifische Förderprogramme bzw. – Richtlinien
- Entwicklung einer förderfähigen Projektidee, insbesondere ausgehend von einer Sowieso-geplanten-Maßnahme mit dem Ziel durch Innovationsaufwertung möglichst viele Teile der sowieso geplanten Investition förderfähig zu machen
- Suche nach einem geeigneten Förderprogramm auf der Grundlage einer Projektidee
- Erstellung von fachtechnischen Beschreibungen und Projektskizzen, die für einen Antrag notwendig sind
- Unterstützung bei der Antragsstellung
- Unterstützung bei der Erstellung des Verwendungsnachweises und des Sachberichtes
Welche konkreten Fördermöglichkeiten bestehen?
Nachfolgend wird eine mögliche Förderung im Rahmen es strategischen Förderbausteins sowie des investiven Bausteins am Beispiel der Kommunalrichtlinie (Bundesumweltministerium) vorgestellt. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit zu Förderung von sogenannten „Leuchtturmprojekten“ zum Förderaufruf Investive kommunale Klimaschutz-Modellprojekte. Die Förderung erfolgt für wegweisende investive Modellprojekte im kommunalen Klimaschutz.
Kommunalrichtlinie Fördergegenstand 4.1.6: Förderung von Machbarkeitsstudien (Strategischer Förderbaustein):
- Erstellung von Machbarkeitsstudien durch fachkundige externe Dienstleister
- Ziel: Systematische Vorbereitung und Planung von Investitionen mit hohem Treibhausgasminderungspotenzial
- Inhalte:
- Bestandsaufnahme
- Potenzialanalyse
- Ergebnisse einer Vorplanungsphase in der verschiedene Umsetzungsvarianten bewertet und eine Vorzugsvariante abgeleitet wird
- Für die Vorzugsvariante wird die Entwurfs- und Genehmigungsplanung gefördert
- Anlehnung an HOAI-Phasen 1-4
- Liegt bereits eine Potenzialstudie (gem. alter Kommunalrichtlinie vor), ohne Berücksichtigung der Leistungsphasen 2-4, können diese Planungsleistungen (nachträglich) gefördert werden
Kommunalrichtlinie Fördergegenstand 4.2.7: Maßnahmen zur Förderung klimafreundlicher Abwasserbewirtschaftung (Investiver Förderbaustein)
Sanierungs-, Neu- und Umbaumaßnahmen auf Kläranlagen aller Größenklassen sowie dem angeschlossenen Netz, u.a.:
- Energieeffiziente Motoren, Pumpen, Ventilatoren
- Nachrüstung Frequenzumrichter
- Anwendung innovativer Verfahrenstechnik
Förderquote: 30%, finanzschwache Kommunen 45%
Wie bekannt sind die Fördermöglichkeiten in der Abwasserwirtschaft?
In einer, im Dezember durchgeführte Umfrage, unter ca. 800 Kläranlagenbetreiber in Bayern kam heraus, dass 62,50 % keine Fördermöglichkeiten im Bereich Energie kennen.
Das Ergebnis zeigt, dass die Fördermöglichkeiten im Bereich Energie, besonders auf Kläranlagen, noch nicht ausgeschöpft sind und somit auch weitere Einsparpotenziale vorhanden sind.
Wie identifiziere ich energetische Optimierungsmaßnahmen?
Das wichtigste Instrument, um eine Kläranlage energetisch ganzheitlich betrachten zu können ist die Energieanalyse nach DWA-A216. Dieses Instrument ist allerdings in der Umfrage mehr als der Hälfte der Befragten unbekannt.
Energieanalysen nach DWA-A216 sind dazu da, die richtigen Maßnahmen zur Energieeinsparung zu identifizieren. Hierzu wird eine Bestandsaufnahme des Ist-Zustandes durchgeführt und mit anlagenbezogenen Idealwerten verglichen. Besonders aussagekräftig sind messdatenbasierte Daten im Vergleich zu theoretisch ermittelten Verbrauchswerten. Aus diesem Vergleich werden anschließend Einsparpotenziale ermittelt und Maßnahmen entwickelt. Diese Maßnahmen unterteilen sich in sog. Sofortmaßnahmen, kurzfristige und abhängige/langfristige Maßnahmen.
Wie läuft so eine Energieanalyse ab?
Senken Sie Ihren Fremdenergieverbrauch erheblich!
Energieoptimierung im Abwassernetz
Steigende Energiepreise rücken bei Abwasserbehandlungsanlagen das Thema Energieeffizienz immer stärker in den Vordergrund. Erhöhter Kostendruck und die angestrebte CO2-Einsparung erfordern eine Verbesserung der Energiebilanz auf Kläranlagen.
Zunehmend Beachtung findet die bisher weitestgehend ungenutzte Wärme aus Abwasser von privaten Haushalten, öffentlichen Einrichtungen und der Industrie. „Das Potenzial dieser erneuerbaren Energiequelle ist sehr groß. Mit Abwasserwärme könnten – vom Angebot her – 10% aller Gebäude in Deutschland beheizt werden“ (DWA-M 114).
Durch Wärmeaustausch zwischen dem kalten Rohschlamm und dem warmen, ausgefaulten Klärschlamm werden erhebliche Einsparungen bei der Schlammerhitzung erzielt.
Komponenten der Abwasserwärmenutzung und Rekuperation zur Erhöhung der Unabhängigkeit vom Fremdenergiebezug
Für die Rekuperation von Wärme aus Faulschlamm ist der Schlamm-Rekuperator mit wenigen Peripherie-Geräten notwendig. Durch den Kompakten Modul-Aufbau kann dieser auch in vorhandene Betriebsgebäude in der benötigten Größe problemlos eingebaut werden. Bei üblicherweise zyklischen Betrieb ist ein Schieber zur zeitgleichen Anströmung der Medien erforderlich, damit der Wärme-Austausch zum selben Zeitpunkt der Primärschlamm-Befüllung in den Faulturm stattfinden kann. In den meisten Fällen sind die Rohrleitungen von Primärschlamm und ausgefaultem Schlamm am Faulturm zentral verlegt, sodass nur ein kurzer Rohrleitungsbau zur Anbindung notwendig ist. Durch die zurückgewonnene Energie zur Vor-Erwärmung des kalten Primärschlammes und durch die Eigennutzung des Faulgases im BHKW wird eine maximale Unabhängigkeit bis zu 100% vom Fremdenergiebezug erreicht.
Abwasserwärme
Wie auch bei Wind, Sonne, Geothermie, Grundwasser, etc. sind nicht immer alle gewünschten Energiequellen zur benötigen Zeit am richtigen Ort. Kataster-Karten mit dem Abwasserkanal-Netz und möglichen Nutzern in einer definierten Entfernung zeigen durch eine Potentialstudie, welche Stellen für eine Abwasserwärmenutzung sinnvoll sein könnten. Dieses Verfahren zur Ermittlung von Potentialen stützen sich hierbei ebenfalls auf erhobene Messdaten, wie z.B. bei Wind. Abwasser hat durch das hohe Wärmepotential einen erheblichen Vorteil als Wärmequelle. Um diese Wärme zu nutzen, sind u.a. Wärmetauscher notwendig. HST dimensioniert und fertigt hierbei wartungsfreundliche, sielhautarme und kanalexterne Wärmetauscher-Systeme zur einfachen Wartung außerhalb des Kanals. Die aus dem Abwasser zurück gewonnene Wärme wird dann mittels Wärmepumpe auf das gewünschte Temperaturniveau angehoben. Um die benötige elektrische Energie für die Wärmepumpen zur Verfügung zu stellen, eignet sich je nach Größe des Systems Photovoltaik mit Strom-Speichern oder Blockheizkraftwerke. So kann der Fremdenergiebezug auf ein Minimum reduziert werden. Die Abwärme von Blockheizkraftwerke kann u.a. direkt für die Brauchwassere-Nutzung verwendet werden. Der Strom des BHKW wird für den Betrieb der Wärmepumpe und Eigenverbrauch verwendet. Mit Photovoltaik und Strom-Speichern als Stromquelle kann der Fremdenergiebezug je nach Größe bis hin zur Energieautarkie reduziert werden. Ein ausgewogenes Zusammenspiel zwischen den unterschiedlichen Wärmeerzeugern und Energielieferanten ermöglicht in einem hybriden Konzept maximale Unabhängigkeit und Sicherheit.
Varianten
Für die unterschiedlichen Möglichkeiten der Wärmerückgewinnung aus dem Kanal- und Kläranlagenbetrieb bietet HST innovative Wärmetauschersysteme, die – je nach Anforderung – mit IT-Applikationen ausgestattet werden, um die Prozesseffizienz zu überwachen und zu optimieren.
Pure flux P
Rohrwärmetauscher haben eine auf dem Rohrmantel außen aufgesetzte Radialspirale für den Zwischenkreis. Sie sind eine ideale Ergänzung von SOWIESO-Rohren zur Wärmeaustauschfunktion. Wärmetauscher nach diesem Prinzip eignen sich auch für große Nennweiten und zur Nachrüstung bzw. Integration in bestehende Rohrleitungen.
Pure flux P2
Das effiziente System für die Abwasserwärmenutzung: Abwasser bietet mit seinen hohen Temperaturen eine ideale Wärmequelle für Wärmepumpen und steht als alternative Energiequelle der Geothermie oder Grundwassernutzung in nichts nach. Mit Hilfe des in Systembauweise entwickelten Wärmetauschers wird dem Abwasser so die Wärme entzogen, die durch die vorherige Nutzung ohnehin eingebracht wurde.
Schlamm-Rekuperator
Der Schlamm-Rekuperator in Modulbauweise ist ein einfaches und effizientes Verfahren zur Energieoptimierung im Bereich der Schlammbehandlung. Die Wärmetauscher-Module („Rekuperatoren“) übertragen auf die Wärme des warmen, ausgefaulten Schlamms, indem dieser über eine Kontaktfläche am kalten Rohschlamm vorbeigeführt wird. Die notwendige Rohschlamm-Aufheizung mit Heizöl oder Erdgas kann somit entfallen bzw. ist reduziert.
Wieso Abwasserwärme und Rekuperation?
Rekuperation ist durch Elektromobilität in aller Munde. Rekuperation ist ein technisches Verfahren zur Rückgewinnung von Energie. Die verwendete Energie ist also bei der Nutzung bereits einmal in das System eingebracht worden. Diese kann dann mit geeigneten Lösungen wiederverwendet werden, um die Gesamteffizient und Unabhängigkeit des Systems zu erhöhen.
Abwasser bietet mit seinen hohen Temperaturen eine ideale Wärmequelle für Wärmepumpen und steht als alternative Energiequelle der Geothermie oder Grundwassernutzung in nichts nach. Die Wärme-Abnehmer sind durch die vorherige Nutzung auch die Erzeuger der Wärmequelle. Da Abwasser immer zur Verfügung stehen wird, kann diese daher auch als regenerative Energiequelle bezeichnet werden. Abwasser ist eine Wärmequelle mit annähernd konstanter Temperatur, welche im Winter selten unter 10°C beträgt und somit optimal zum Heizen geeignet ist. Auch im Sommer kann man Abwasser zur Klimatisierung nutzen, da es selten über 20°C beträgt.
Auf Kläranlagen mit Faulung ist ein großes Wärmeleck der Faulschlamm, welcher nach der Nutzung mit hohen Temperaturen in der Eindickung die thermische Energie an die Umwelt verliert. Diese Wärme kann zur Vorwärmung des kalten Rohschlamms optimal genutzt werden um so die benötigte Energie zur Erwärmung zu reduzieren.
Ziel mit den Wärmetauscher-Systemen von HST ist es, ungenutzte Wärme sinnvoll in den Prozess wieder mit einzubringen, um dem Fremdenergieverbrauch zu senken und den CO2-Fußabdruck zu verbessern.
Anwendung des Energiemanagementsystems GIREA „N-Save“ im Projekt des WBV Dörnberg
Der Wasserbeschaffungsverband (WBV) Dörnberg ist ein Wasser- und Bodenverband i.S. des Gesetztes über Wasser- und Bodenverbände (WVG) von 1991 und gleichzeitig Träger der Maßnahme. Der WBV Dörnberg sichert die Wasserversorgung der Gemeinden Habichtswald und Ahnatal im LK Kassel und verwaltet sich über einen Verbandsvorstand und eine -versammlung als Gremium selbst. Verbandsvorsitzende sind die Bürgermeister Habichtswalds und Ahnatals. Die Mitglieder der Gremien sind ehrenamtlich für den Verband tätig. Insgesamt stellt der WBV Dörnberg die Versorgung von ca. 13.000 Einwohner mit Trinkwasser sicher.
Die Versorgung erfolgt über drei Brunnen, welche Grundwasser über ein ca. 25 km langes Verbandsnetz zu den geografisch höher gelegenen Hochbehältern in Druckleitungen fördert. Ab den Hochbehältern beginnt das Versorgungsnetz der jeweiligen Gemeinden, durch welche das Trinkwasser schließlich zu den Einwohnern der Gemeinden transportiert wird.
Das Ingenieurbüro IWR GmbH leitet die technische Betriebsführung für den WBV Dörnberg und wurde vom Verband mit der Planung einer Photovoltaikanlage auf der Liegenschaft des Hochbehälters Dörnberg III beauftragt. Der Hochbehälter Dörnberg III befindet sich in der Gemeinde Habichtswald. Das Genehmigungsverfahren erfolgte gem. Anlage zu § 63 HBO, Abschnitt I, Ziffer 3.9.2 mit einer Höhe der PV Anlage bis zu 3 m unter dem Vorbehalt des Abschnitts V Nr. 1 und gilt damit als baugenehmigungsfrei, sofern keine naturschutzrechtlichen Belange tangiert werden. Es wurde daher eine Mitteilung gem. § 63 HBO bei der Gemeinde Habichtswald eingereicht und das Gesundheitsamt, die Untere Wasserbehörde sowie die Untere Naturschutzbehörde gleichzeitig informiert und in den Planungs- und Genehmigungsprozess mit einbezogen.
Von der Unteren Naturschutzbehörde wurde schließlich eine Eingriffs-Ausgleichsbilanz zur Kompensation der nun von den Modulen verschatteten Wiesenfläche verlangt. Nach Vorlage einer solchen Bilanz und Vorschlag zur Aufwertung einer anderen Fläche auf der Liegenschaft, wurde dem Genehmigungsantrag zugestimmt.
Der Hochbehälter dient als Druckbehälter mit Membrankessel des Volumens von 1,0 m³ zur Versorgung der Gemeinden Dörnberg und Ehlen. Die Liegenschaft erstreckt sich über ungefähr 3600 m2, wovon ca. 1/6 für eine Bebauung mit einer Photovoltaikanlage nutzbar sind.
Insgesamt verbrauchen die Pumpen des Hochbehälters ca. 7.500 kWh jährlich. Dies bedeutet, dass unter der Annahme von 8 Stunden Sonnenschein täglich, eine PV-Anlage der Größe 7 kWp optimal dimensioniert wäre und, um unter Annahme einer Grundlast, eine Eigenverbrauchsquote von 33% zu erreichen. Neben einer anvisierten Autarkie von Fremdenergie steht immer die Sicherstellung der Trinkwasserversorgung im Vordergrund.
Um neben dem Ziel, den Eigenverbrauch zu erhöhen und damit Energie zu sparen, eine Sicherstellung der Trinkwasserversorgung im Notbetrieb zu gewährleisten, soll die PV-Anlage mit Energiespeicher errichtet werden. Der Strom aus dem Energiespeicher dient als Netzersatzanlage im Notstrombetrieb, um während Ausnahmeereignissen die Versorgung mit Trinkwasser zu sichern. Die aktuelle Unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) kann die Anlage zwar eine Stunde lang versorgen, jedoch reicht die Leistung nicht aus um die Pumpen in dieser Zeit weiter zu betreiben, sondern sichert nur die Kommunikation auf Prozessleitsystemebene.
Mit dem geplanten Batteriespeicher der Photovoltaikanlage könnten auch die Pumpen bei einem Stromausfall weiter betrieben werden. Dazu hat sich der Betreiber für das sogenannte GIREA „N-Save“ Energiemanagementsystem entschieden. Zwei zentrale Ziele ergeben sich damit: Die Kosten senken und Notstromversorgung sichern.
Zu den Randdaten der Anlage: Es handelt sich um eine Solaranlage mit 50 Modulen des Herstellers CS-Wismar, die sich auf 102,0 m2 im östlichen Bereich des Hochbehältergeländes befindet und eine Gesamtleistung von 16,25 kWp erbringt. Um gleichzeitig Eigenenergie zu nutzen und den Energiespeicher zu speisen, somit weitestgehend unabhängig von teurer Fremdenergie zu sein, muss die Anlage größer als 8 kWp dimensioniert sein. Die Verdopplung der Leistung ist maßgebend, um über angenommene 8 Sonnenstunden hinaus, den Speicher über den Tag hinweg so zu laden, dass dieser potentiell weitere 8 Stunden überbrücken kann. Darum wurde die Anlage doppelt so groß dimensioniert und ein Speicher der Größe 10 kWh gewählt. Geplant ist, den selbst produzierten Strom komplett zu verbrauchen. Der Autarkiegrad (= Anteil des selbst genutzten Eigenstroms am Gesamtstromverbrauch) der Anlage liegt bei mind. 66%, da die Pumpen zu mindestens 16 Stunden des Tages aus Sonnenstrom betrieben werden. Im Notstrombetrieb erlaubt das GIREA-System damit eine Sicherheit von bis zu 8 Betriebsstunden im Grundlastbetrieb.
GIREA vereint damit den Betrieb einer Solaranlage mit einem intelligenten Energiemanagement und fängt Betreiber am wichtigsten Punkt ein: Einer wirtschaftlichen und gleichzeitig klimaneutralen Versorgungssicherheit mit Trinkwasser.
Zusätzlich erlaubt die Umstellung auf ein optimiertes Energiemanagementsystem und einer vorab durchgeführten Bestandsaufnahme sogar Verbesserungen im Pumpenbetrieb. Unten erkennt man die Verlaufskurve des Pumpenbetriebs am HB Dörnberg III, welcher druckgesteuert ist. Die Pumpen fahren je nach Druckabfall/-anstieg an bzw. aus. Eine Energieanalyse samt Bestandsaufnahme durch HST/EIMG hat ergeben, dass ein frequenzgesteuerter Betrieb, die Lebensdauer der Pumpen verlängern wird. Bei der Auslegung der Wechselrichter und des Batteriespeichers ist dringend darauf zu achten, dass jene für den Anlaufstrom der Aggregate ausgelegt sind, ansonsten muss Energie aus dem Netz beim Anlaufen der Aggregate immer wieder bezogen werden, was die Eigenverbrauchsquote senkt.
Aktuell wird der Notstrombetrieb hauptsächlich über Notstromaggregate gesichert. Dies haben gegenüber GIREA den Nachteil, dass sie mit der Nutzung wassergefährdender Stoffe einhergehen, was insbesondere gem. AwSV im sensiblen Trinkwasserbereich gefährlich werden kann. GIREA kommt ganz ohne fossile Treibstoffe aus und erlaubt nebenbei ein kontinuierliches Monitoring und Optimierung der Solaranlage. Über die Integration des Energiemanagements der Solaranlage sowie den umfassenden Überblick über die wassertechnische Anlage hinaus, erlaubt das GIREA System eine umfassende Betreibersicherheit, das Handeln nach dem Wirtschaftlichkeitsprinzip sowie einen Beitrag zur Klimawende.
Zusammenfassend stellt das Projekt nicht nur die Sicherstellung der Trinkwasserversorgung und eine Möglichkeit der Energieautarkie dar, sondern trägt zum Klimaschutz durch die Generierung und Nutzung erneuerbaren Energien bei.
Das GIREA System besteht aus den drei Komponenten PV Anlage, einem Managementboard (=intelligentes Energiemanagementsystem) und Batteriespeicher. Das Managementsystem sorgt für Effizienzoptimierung der Solaranlage, wozu Ersparnisse bei Spitzenlastabdeckung (sog. „Auffangen der Lastspitzen“) oder autarke Inselbetriebe zählen. Für Ersparnisse bei Spitzenlastabdeckung werden Batteriespeicher eingesetzt. Diese ermöglichen die Kompensation der Energieschwankung. Somit lassen sich konstante Energiebedarfe und auch Peaks in der Energieverwaltung ausgleichen. Zur Veranschaulichung dieses Systems gibt es einen mobilen Show Truck auf der IFAT (Standort: 12A.14) oder auch die Möglichkeit, sich die Anlage am Hochbehälter Dörnberg III des WBV nach Anmeldung und im Beisein der Betriebsführung anzusehen.
Während der Planung lag die Amortisation der Anlage bei ca. 11 Jahren, da die Kilowattstunde bis zum 31.12.2021 noch 19,4 cent/kWh kostete. Mit Beginn des neuen Jahres stieg der Strompreis um fast 14 cent/kWh an, wodurch sich die Anlage bereits nach sieben Jahren amortisiert.
Eine erste Auslegung Ihrer Anlage wird in Zukunft über ein Online Auslegungstool auf der Homepage der HST möglich. Kommen Sie bei Interesse einer ersten Auslegung Ihrer Anlage heute unverbindlich auf uns zu.
Projektdaten:
Anlagenbetreiber: Wasserbeschaffungsverband Dörnberg
Planer: IWR GmbH aus Köln
Projektgröße: ca. 16,25 kWp, 50 Module mit Batteriespeicher von ca. 10 kWh
Standort: Gemeinde Habichtswald, Gemarkung Dörnberg
Anlagentyp: PV-Freiflächenanlage mit Batteriespeicher
Modultyp: Sonnenstromfabrik Excellent Glass 325M60 smart (v1) oder gleichwertig
Batterietyp: Energy Depot GmbH Domus 2.5 (v1) oder gleichwertig
Insgesamt bebaute Fläche: ca. 102 m2
Investkosten: Ca. 30.000,00 €
Stromerparnis über Lebensdauer von 20 Jahren: Ca. 120.000 €
Amortisation: Vor dem 01.01.2022 11 Jahre, seit Strompreissteigerung 7 Jahre
Musterprojekt Anfordern
Bei der Dimensionierung und Konfiguration von Abflussregelungen gibt es zahlreiche weitere Aspekte und Erfahrungen zu berücksichtigen. Einige können wir über unsere Checkliste erfahren, am leichtesten und sicher ist es jedoch im Gespräch mit unseren Fachingenieuren im Planerservice die Rahmenbedingungen und Anwendung im Dialog abzustimmen. Dort können Fragen zur hydraulischen sicheren Bemessung und Auslegung, zur Anordnung, zur Einbringung in das Bauwerk, zur Schaltanlage, zu Anschlüssen und Kabelwegen, zur Prozessüberwachung und Wartung individuell erörtert werden. Mit den gewonnenen Informationen können wir Ihnen dann einen passgenauen und zukunftSicheren Vorschlag ausarbeiten!
