MABEWO AG Forschung an Energiespeichersystemen für Photovoltaik Anlagen – die Energiewende ist machbar, von Jörg Trübl, CEO der MABEWO AG
Lässt sich mit erneuerbaren Energien allein eine Versorgungssicherheit für die Welt schaffen? Ja, das geht! Eine der wichtigsten Stellschrauben, um das zu schaffen, sind jedoch effiziente Speichertechnologien. Bis 2035 sollen 55 bis 60 Prozent unseres Stroms aus erneuerbaren Energiequellen fließen, so lautet das erklärte Ziel der Energiewende in Deutschland. Technisch machbar und kostensparend erreichbar lautet das Fazit der Wirtschaft und Forschung.
Schritte zur Speicherung – Situation 2020
Dennoch halten einige eine Abkehr von den fossilen Energieträgern wie Öl, Kohle oder Gas für riskant. Die Kritiker führen 2020 vor allem die schwankende Verfügbarkeit von Strom aus erneuerbaren Energiequellen. Dass die Photovoltaik Stromproduktion Schwankungen unterliegt ist klar und lässt sich gut anhand der Sonnenenergie nachvollziehen: Die Produktion von Solarstrom ist insbesondere in den Mittagsstunden des Sommer Halbjahres hoch, in den Abendstunden des Winterhalbjahres ist sie dagegen sehr gering – also genau dann, wenn der Strombedarf der Bevölkerung am höchsten ist. Von solchen Schwankungen sind neben der Photovoltaik auch die Solarthermie, die Wind- sowie die Wellenenergie betroffen. Die höchste Verfügbarkeit innerhalb der regenerativen Energiequellen geht schließlich von Biomasse, Geothermie und Wasserkraft aus. Dennoch kann mit erneuerbaren Energiequellen eine zuverlässige Stromversorgung gewährleistet werden, und zwar unter zwei Voraussetzungen: Der Einsatz komplexer Steuerungstechnologie ist notwendig. Das Energieversorgungssystem wird flexibler. Wenn die Energiegewinnung aus Sonne und Wind beispielsweise nicht ausreicht, schaffen erneuerbare Energiequellen mit hoher Verfügbarkeit einen Ausgleich. Flexibilisierte Biogasanlagen können solche Engpässe überbrücken. Gute und effektive Energiespeichersysteme kommen zum Einsatz. Überschüssige Energie wird dann für eine spätere Nutzung gespeichert, nämlich für den Fall, wenn der Bedarf die aktuelle Produktion übersteigt. Technisch wird zwischen Kurz- und Langzeitspeichern unterschieden. Die Spannbreite reicht dabei von Sekundenbruchteilen bis hin zu ganzen Jahren. Weitere Charakteristika sind die Speicherkapazität – wie viele Kilowattstunden in einem Kilogramm des Speichermediums stecken – sowie der Wirkungsgrad – wie viel der gespeicherten Energie schlussendlich als elektrische Energie verfügbar ist. Speicherdauer, Speicherkapazität und Wirkungsgrad hängen wesentlich von der Art des Speichersystems ab: elektrisch, chemisch bzw. elektrochemisch, mechanisch oder thermisch. 
Für die Speicherung von erneuerbaren Energien haben elektrochemische Speicher wie Batterien (z.B. Lithium-Ionen-Akkus) bereits eine höhere Relevanz, denn sie können Tagesschwankungen ausgleichen. Bei Energiespeichersystemen steht die Wirtschaftlichkeit meist im Vordergrund. Die Kosten für Anschaffung und Betrieb des Speichers können enorm sein. Sowohl bei der Herstellung als auch beim Recycling von Lithium-Ionen-Batterien, die als Speicher für Photovoltaikanlagen noch immer dominieren, weil sich andere Speichermedien im Experimentierstadium befinden, müssen auch Umweltaspekte berücksichtigt werden. Die MABEWO AG setzt zurzeit bei der Pilotanlage in Bubesheim auf Lithium-Ionen-Batterien und geht aufgrund des Konzeptes Schwierigkeiten von Speicherung und Transport von Energie aus dem Wege. Jörg Trübl: “Die Zusammenschaltung vieler Stromproduzenten, die Stromspannung von 220 Volt an der Steckdose und der Wechselstrom von 50 Hertz waren und sind für Verbraucher einfach und sicher, die Nachteile werden allerdings ausgeblendet. Die MABEWO AG glaubt, dass sich in Zukunft flexible Konstruktionen und Insel-Lösungen durchsetzen werden.”
Fraunhofer Institut empfiehlt »Integrierte Photovoltaik“
Bei großen Freiflächenanlagen von Photovoltaik ist abzusehen, dass ein massiver weiterer Ausbau zu Konflikten und möglicherweise Akzeptanzproblemen führen kann. Mit der Integration von PV-Technologie in das Dach der Produktionsanlagen als Solardome und die Speicherung und Nutzung vor Ort sind viele Probleme bereits gelöst. Das künftige Energiesystem wird sich durch eine viel größere Zahl vernetzter Anlagen auszeichnen, die miteinander in Wechselwirkung treten und möglichst System dienlich betrieben werden müssen. Vor diesem Hintergrund kommt der Entwicklung von Lösungen einer effizienten, stabilen und versorgungssicheren Systemintegration und Betriebsführung dieser vielen Komponenten eine entscheidende Rolle zu, die nicht ohne den Einsatz moderner Ansätze aus der Informations- und Kommunikationstechnik gelingen wird. Anwendungsorientierte Systemforschung ist für diese Fragestellungen zur Entwicklung von umsetzbaren Lösungen.
Lösungsansätze der MABEWO AG berücksichtigen diese Ideen
Die MABEWO AG hat folgende Module entwickelt:
- Green-Dome: Die lokale Lösung für die nachhaltige Grundversorgung mit Lebensmitteln.
- Agrar-Dome: Als Produzent und Lieferant von Futtermitteln werden regionale Nutztiere wie Rinder, Schweine und Geflügel versorgt.
- Life-Dome: Temporäre Wohnmöglichkeiten in Kombination mit Energie- und Lebensmittelproduktion als Perspektive.
- Pharma-Dome: Von Kräutern über Heilkräutern bis hin zum medizinischen Cannabis – Grundlage für hochqualitative und stabile Produkte.
Geringer Wasserverbrauch durch innovative Bewässerungsverfahren und optimale Platzausnutzung durch Etagenanbau (Vertical-Farming) sind die Grundlage für die Schonung der wichtigsten Ressourcen: Wasser und Land.
Eine Besonderheit ist der Solar-Dome, d.h. eine sich tunnelförmig über die Produktionsmodule spannende Solarfläche. Der Vorteil: materialsparend, effizient, windsicher und wartungsarm. „Die Photovoltaik-Freiflächenanlagen haben den Nachteil größerer Windempfindlichkeit, schwächerer Effektivität und höherer Baukosten. Zudem wird bei konventionellen Freiflächenanlagen das Agrarland nicht weiter genutzt und liegt brach. Durch das Dome-System werden Stromerzeugung und Produktionsmodule, die wesentlich effizienter sind als die bisherigen Solaranlagen, geschaffen“, erklärt Jörg Trübl. Die Anordnung der Solarpaneele hat verschiedene Vorteile: neben der Stabilität ist die Anlage platzsparend, unter den Solarpaneelen werden Container als modulare Produktionseinheiten angeordnet. Allein bezogen auf die Energieerzeugung benötigt der Solar – Dome 60 Prozent weniger an Aufstellfläche als konventionelle Anlagen. Die Produktionsmodule geben die Möglichkeit, autark zu leben. Die Module bestehen aus Konstruktionen, Dämmungen und der kompletten Technologie, um die Energie, die vor Ort entsteht, entsprechend nutzen zu können. Dezentrale und autarke Produktion ist der Schlüssel zur Verminderung von Emissionen, zum Beispiel aus Verkehr. Die MABEWO Anlagen sind flexibel und modular aufgebaut. Gerade in Gegenden mit viel Sonne, wenig Wasser und schlechten Möglichkeiten des Freilandanbaus bietet sich den Aufbau der Anlage an.
V.i.S.d.P.:
Catrin Soldo
Pressesprecherin
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Chli Ebnet 3
CH-6403 Küssnacht/Rigi
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T +41 41 817 72 00
info@mabewo.com
Vertreten durch Herrn Jörg Trübl
Die MABEWO AG steht für Nachhaltigkeit. „Make a better world“ investiert in die Zukunft und schafft Lebensgrundlagen in denen grundlegende Bedürfnisse abgedeckt werden: MABEWO nutzt Fotovoltaikanlagen zur Wasser- und Stromproduktion. MABEWO ist ein verlässlicher lokaler Dienstleister, der die Lebenssituation der Menschen verbessert und Arbeitsplätze schafft. Herr Jörg Trübl ist ausgebildeter Umweltingenieur und verfügt über 20 Jahre praktische wirtschaftliche Erfahrung in der Unternehmensführung als Berater, Coach und CEO von KMUs in Europa. Weitere Informationen unter: https://www.mabewo.com/
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