Maximierung der Autarkie durch ein PV-WEA-Hybridsystem

Im Rahmen des Schwerpunkts „Regenerative Energien“ hat die Klasse FOS 12B Elektrotechnik ein zukunftsweisendes Projekt zur energetischen Unabhängigkeit realisiert. Unter der Projektleitung von Leon Gerhard und Ben Jung wurde untersucht, wie die Kombination aus Photovoltaik (PV) und einer Windenergieanlage (WEA) den Autarkiegrad eines Standorts optimieren kann.

Von der Vision zum Lastenheft

Zu Beginn des Projekts stand die theoretische Auseinandersetzung mit der „Winterlücke“ der Solarenergie. Während ein klassisches Balkonkraftwerk oder eine großflächige PV-Anlage im Sommer hohe Erträge liefert, sinkt die Eigenversorgung in den stürmischen, aber dunklen Wintermonaten drastisch. Das Ziel der Projektgruppe war es, durch die Integration einer Kleinwindkraftanlage eine antizyklische Erzeugungsstruktur zu schaffen. Hierfür wurde zunächst ein detailliertes Lasten- und Pflichtenheft erstellt, um die technischen Anforderungen an das System zu definieren.

Technische Realisierung und Vor-Ort-Analyse

Ein wesentlicher Teil der Arbeit bestand aus der praktischen Standortbewertung. Im Rahmen einer Vor-Ort-Besprechung dokumentierten die Schüler die Standortgegebenheiten, um Turbulenzen durch umliegende Hindernisse zu bewerten – ein kritischer Faktor, da die Windleistung kubisch mit der Windgeschwindigkeit ansteigt.

Im Laborfokus stand die elektrotechnische Komponente: die Einbindung und Parametrierung des PS100 Inverters. Die Herausforderung bestand darin, die variablen Ausgangsspannungen des Windgenerators so aufzubereiten, dass sie harmonisch mit der PV-Erzeugung in das Hausnetz oder den Batteriespeicher fließen. Durch präzises Energy Metering wurde sichergestellt, dass die Energieströme jederzeit überwacht und für eine spätere Auswertung visualisiert werden können.

Synergieeffekte und elektrotechnisches Fazit

Die Ergebnisse der Klasse 12B verdeutlichen, dass die Ergänzung durch Windkraft weit mehr als nur ein Zusatz ist. Durch die intelligente Verschaltung beider Systeme wird der Batteriespeicher gleichmäßiger belastet, was die Zyklenfestigkeit erhöht und die Netzbezugslast minimiert. Das Projekt zeigt eindrucksvoll, dass echte Autarkie nur durch eine sektorübergreifende Planung und moderne Leistungselektronik erreichbar ist.

Mit diesem Projekt demonstrieren die angehenden Techniker der FOS 12B, wie die dezentrale Energiewende in der Praxis funktioniert – von der ersten Projektidee über den Projektantrag bis hin zur technischen Parametrierung komplexer Inverter-Systeme.