Forschung und Entwicklung
Projekt Straubinger Haus

EURALP–Projekt: 
"Neuerrichtung von PV-Hybridanlagen im europäischen Alpenraum"

Das Ingenieurbüro EST realisierte die Energieversorgung des Straubinger Hauses am Fellhorn in den Chiemgauer Alpen. Das Haus liegt auf 1600m und ist im Sommer insbesondere von Tagesgästen stark frequentiert. Durch die Erweiterung der Hütte und den Einbau einer Kläranlage enstanden neue Anforderungen an die Energieversorgung. Zudem soll durch ein umweltfreundliches Konzept auf der Basis von Solarstrom und Flüssiggas der grundwassergefährdende und emissionsreiche Einsatz von Dieselkraftstoff auf der Hütte in Zukunft abgelöst werden. 

Das Konzept vereint die Erfahrungen aus den Projekten Starkenburger Hütte und Gufferthütte zu einem hocheffizienten Energieversorgungssystem. Ziel ist eine Energieversorgung mit permanent 3-phasigem Drehstromnetz, in das sich die einzelnen Wechselstromerzeuger (Solarstromgenerator, Motorgenerator und Batteriestromrichter) nach Bedarf automatisch zuschalten und in ihrer Leistung addieren können. Die Abwärme des Motorgenerators kann vollständig in der Hütte zur Warmwasserbereitung und Heizung genutzt werden.


40% Energieeinsparung trotz Hüttenerweiterung

Solarstromanlagen zur umweltfreundlichen, netzfernen Energieversorgung, erfordern hohe Investitionskosten. Energieverschwendung ist daher unbedingt  zu vermeiden. Je geringer der Energiebedarf umso kleiner und kostengünstiger kann die Energieversorgung konzipiert werden.

Gemeinsam mit dem Vorstand der Alpenvereinssektion und dem Hüttenpächter wurden vom Ingenieurbüro EST erarbeitete Energiesparmaßnahmen beraten und als Maßnahmenpaket beschlossen: Die Beleuchtung wird auf Energiesparlampen umgerüstet und  teilweise mit Bewegungsmeldern oder Zeitschaltuhren gesteuert. Veraltete Haushaltsgeräten wie Waschmaschine, Geschirrspülmaschine, Kaffemaschine und Kühlgeräte werden durch moderne Geräte der höchsten Energieeffizienzklasse ersetzt oder abgeschafft. Die Maßnahmen werden den Stromverbrauch an Spitzentagen um ca. 40% senken.


Energie im Fluß: "AC-Bus-Stromversorgung" mit Leistungsaddition

Auf dem Straubinger Haus ist ein Pflanzenöl- BHKW der Fa. Weigel mit Batteriemanagment (Fa. Bilgram) und eine AC-gekoppelte PV-Anlage eingesetzt worden.

Wie im öffentlichen Stromnetz im Tal wird auch auf dem Straubinger Haus ständig ein 3-phasiges Drehstromnetz bereitgestellt. 3 gekoppelte Batteriestromrichter erzeugen das Hausnetz und arbeiten als "Energiedrehscheibe": Entweder speisen sie aus der Batterie  Wechselstrom in das Hausnetz ein, oder verwandeln umgekehrt überschüssigen Wechselstrom in Gleichstrom und laden damit den Batteriesatz.

Die elektrische Energie wird durch den 6 kWp Photovoltaik-Generator mit Strangwechselrichtern und das Pflanzenöl-BHKW der Fa. Weigel mit 8 kWelektr. erzeugt. Sie speisen den Strom direkt ins Hausnetz ein. Durch die Möglichkeit der Leistungsaddition kann somit eine Spitzenlast entsprechend der Summe aus PV-Generator- + Motorgeneator + Batteriestromrichterleistung bereitgestellt werden. Die Heizkraftanlage kann daher vergleichsweise klein dimensioniert und mit einem hohen Vollastanteil bei optimalem Wirkungsgrad betrieben werden. Eine spezielles Batteriemanagementsystem garantiert die optimale Batterieladung durch die Heizkraftanlage.


Worst Case - Im Planungsstadium simuliert


 

Mit Simulationsrechnungen auf Stundenbasis für extreme Betriebszustände wurde die Anlagendimensionierung im Planungsstadium "getestet". So auch für den „Worst-Case":  3 Tage lang extrem hohe Besucherzahlen trotz schlechten Wetters ohne Sonneneinstrahlung. So kann die Leistungsfähigkeit der Anlage im Vorab eindeutig definiert und auf die Wünschen von Alpenvereinssektion und Hüttenpächters zugeschnitten werden. 


Wärme aus dem Pflanzenöl-BHKW

Neben einer hohen Zuverlässigkeit und Lebensdauer (bis zu 60.000 Betriebsstunden) bietet die strom- und wärme- geführte Heizkraftanlage der Firma Weigel vor allem einen sehr guten energetischen Gesamtwirkungsgrad durch eine optimale Abwärmenutzung.
Die Energieversorgungsanlage auf dem Straubinger Haus ist so konzipiert, daß die Abwärme möglichst vollständig zur Warmwasserbereitung und an Schlechtwettertagen zur Raumheizung verwendet werden kann.
In Verbindung mit Energieverbrauchsoptimierung durch effiziente Gerätetechnik, BHKW Wärmenutzung und Wechselrichterunterstützung kann ein klein dimensio- niertes BHKW eingesetzt und im wirkungsgradoptimalen Nennlastbereich betrieben werden. Die BHKW-Regelung umfaßt ein automatisches Batteriemanagement für den OpzS-Akkumulatorensatz der Hütte.
Thermografie2001
 BHKW Typ KWE 8P-3 SPN


Messprogrammm

Das Projekt Energieversorgung Straubinger Haus wird im Rahmen des EURALP-Projektes von einem Meßprogramm begleitet. Das Meßprogramm verfolgt folgende Ziele:
 
  • Bestätigung der Einsatztauglichkeit des Systems
  • Ermittlung der Energieflüsse zwischen Stromerzeuigern, Speichern und Lasten
  • Quantifizierung der BHKW-Laufzeiten und des elektrischen Nutzungsgrades
  • Quantifizierung der Laufzeiten und der mittleren Wirkungsgrade der Strangwechselrichter
  • Erarbeiten von Grundlagen für eine energetische Optimierung des Betriebs
  • Bestimmung des Energiedurchsatzes, des Ladezustands und der Temperatur der Batterien
  • Erfassen der meteorologischen Einsatzbedingungen

Weitere Infos
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