99 kWp Photovoltaikanlage zur Eigenverbrauchsoptimierung einer Biogasanlage

Für die SZ Energy wurde eine Photovoltaikanlage mit 99 kWp Leistung auf dem Betriebsgelände einer bestehenden Biogasanlage realisiert. Die Anlage besteht aus 225 Photovoltaikmodulen mit jeweils 440 Wp Leistung und wurde bewusst unterhalb der 100-kWp-Grenze ausgeführt. Ziel des Projekts war es, den Eigenstrombedarf der Biogasanlage nachhaltig zu reduzieren, die Wirtschaftlichkeit des Gesamtsystems zu steigern und gleichzeitig die vorhandene Energieinfrastruktur optimal zu ergänzen.

Der Standort verfügt über zwei Blockheizkraftwerke mit einer elektrischen Gesamtleistung von rund 350 kW, deren erzeugter Strom über einen Direktvermarkter an der Strombörse vermarktet wird. Die Fahrweise der BHKWs wird dabei flexibel gesteuert, sodass sowohl die Grundlastversorgung als auch die Bereitstellung von Spitzenleistungen und netzdienlichen Regelreserven unterstützt werden können. Gleichzeitig wird die bei der Stromerzeugung anfallende Abwärme konsequent weiterverwendet. Über ein eigenes Fernwärmenetz werden 11 Wohngebäude im Ort mit Wärme versorgt. Während der Wintermonate stellt dieses Wärmenetz einen wichtigen Bestandteil der lokalen Energieversorgung dar. In den Sommermonaten wird die überschüssige Wärme für den Betrieb von Holztrocknungsanlagen genutzt und damit ebenfalls wirtschaftlich verwertet.

Die besondere Herausforderung des Projekts lag nicht in der Errichtung der Photovoltaikanlage selbst, sondern in der Integration in ein bereits bestehendes und komplexes Energieversorgungssystem. Die neue PV-Anlage musste optimal mit den beiden Blockheizkraftwerken, der Direktvermarktung an der Strombörse, dem Fernwärmenetz, den Holztrocknungsanlagen sowie dem Mittelspannungsanschluss zusammenarbeiten. Ziel war es, den Eigenverbrauch der Biogasanlage deutlich zu reduzieren, ohne die Flexibilität der BHKWs für die netzdienliche Fahrweise und die Vermarktung des Stroms einzuschränken.

Da Strom aus den Blockheizkraftwerken höher vergütet wird als eingespeister Photovoltaikstrom, stand die intelligente Eigenverbrauchsoptimierung im Mittelpunkt der Planung. Durch die neue Photovoltaikanlage wird heute ein großer Teil des Eigenstrombedarfs der Biogasanlage gedeckt. Dadurch steht mehr der höher vergüteten BHKW-Energie für die Einspeisung in das öffentliche Netz zur Verfügung, was die Wirtschaftlichkeit der gesamten Anlage deutlich verbessert.

Besonders anspruchsvoll war die Abstimmung zwischen Anlagenbetreiber, Direktvermarkter, Netzbetreiber Bayernwerk, Stationsbauer, EZA-Regler-Programmierer sowie den ausführenden Elektro- und Montageunternehmen. Sämtliche energiewirtschaftlichen, technischen und netztechnischen Anforderungen mussten berücksichtigt und in einem gemeinsamen Gesamtkonzept umgesetzt werden. Die enge Zusammenarbeit aller Beteiligten war ein wesentlicher Erfolgsfaktor für die reibungslose Umsetzung des Projekts.

Für die Dachmontage wurden hochwertige Blechersatzziegel eingesetzt. Dadurch mussten keine Dachziegel ausgeschnitten werden, was die Dachhaut dauerhaft schont und langfristig eine hohe Betriebssicherheit gewährleistet. Diese Ausführungsart trägt maßgeblich zur Werterhaltung des Gebäudes und zur Langlebigkeit der gesamten Photovoltaikanlage bei.

Als Wechselrichter wurde ein SMA Sunny Tripower 125 installiert, der auf 100 kW Einspeiseleistung begrenzt wurde. Gleichzeitig bietet der Wechselrichter ausreichende Leistungsreserven, um die Photovoltaikanlage bei Bedarf zukünftig erweitern zu können, ohne einen Austausch der Wechselrichtertechnik vornehmen zu müssen.

Die gesamte Energieerzeugungsanlage ist über einen 630-kVA-Transformator an das Mittelspannungsnetz angeschlossen. Für die Kommunikation mit dem Netzbetreiber Bayernwerk wurde ein SMA Data Manager M der neuesten Generation integriert. Über diesen werden sämtliche relevanten Betriebsdaten wie Ist- und Sollleistung, Blindleistung, cos φ, Anlagenstatus sowie weitere Netzparameter erfasst und über die Fernwirktechnik bidirektional mit dem Netzbetreiber ausgetauscht. Dadurch kann die Anlage jederzeit netzdienlich betrieben und bei Bedarf ferngesteuert werden.

Im Zuge des Projekts wurden durch den Stationsbauer umfangreiche Anpassungen an der Trafostation und der Niederspannungshauptverteilung durchgeführt. Hierzu gehörten unter anderem die Integration des erforderlichen Netz- und Anlagenschutzes, neue Leistungsschalter, NH-Sicherungsabgänge, Wandlermessungen, Zähleranlagen sowie die erforderlichen Prüfungen und Inbetriebnahmetests. Sämtliche Schutz- und Steuerungseinrichtungen wurden entsprechend den aktuellen gesetzlichen Vorgaben, technischen Anschlussbedingungen sowie den Anforderungen des Netzbetreibers umgesetzt. Die abschließenden Funktionstests und die Inbetriebnahme erfolgten gemeinsam mit dem Netzbetreiber und dem Programmierer des EZA-Reglers.

Da der Betreiber bereits ein Loxone-System in seinem privaten Wohnhaus nutzt, wurde zusätzlich ein Loxone Miniserver mit Loxone und Janitza Energiezählern und Stromwandler-Messungen installiert. Über einen Energieflussmonitor werden sämtliche Energieflüsse der Photovoltaikanlage, der Biogasanlage sowie der Verbraucher übersichtlich visualisiert. Der Betreiber kann dadurch jederzeit nachvollziehen, wo Energie erzeugt, verbraucht oder eingespeist wird. Bei ungewöhnlichen Verbrauchswerten oder Abweichungen werden automatisch Benachrichtigungen ausgelöst, sodass schnell auf Veränderungen reagiert werden kann.

Die dargestellten Bilder dokumentieren den gesamten Projektablauf – von der Montage der Unterkonstruktion über die Installation der Module und elektrotechnischen Komponenten bis hin zur erfolgreichen Inbetriebnahme. Entstanden ist eine zukunftsorientierte Gesamtlösung, die Photovoltaik, Biogas, Fernwärme, Direktvermarktung und intelligentes Energiemanagement optimal miteinander verbindet und zeigt, wie bestehende Energieerzeugungsanlagen durch moderne Photovoltaik wirtschaftlich und technisch sinnvoll ergänzt werden können.

Zur Veranschaulichung des Projekts wurde zusätzlich eine KI-generierte Visualisierung erstellt. Sie zeigt die Verbindung von Photovoltaik, Biogasanlage, Fernwärmenutzung und moderner Energietechnik in einer Gesamtansicht und ergänzt die realen Montage- und Inbetriebnahme Bilder um eine anschauliche Perspektive auf das gesamte Anlagenkonzept.