Sichere Stromversorgung : Kein K.O. dank USV

Den Gefahren eines Blackouts und den Perspektiven für das Stromnetz der Zukunft widmete sich jüngst der 4. Intilion-Expertentalk, der als Online-Event abgehalten wurde. Immer wieder diskutiert wird die Frage, wie wahrscheinlich großflächige Netzausfälle sind. Stets kursiert in diesem Zusammenhang die seitens des Österreichischen Bundesheeres 2020 getätigte Vorhersage, dass innerhalb von fünf Jahren mit hundertprozentiger Wahrscheinlichkeit mit einem derartigen Ereignis zu rechnen sei.

Pascal Lefarth konnte diesbezüglich Entwarnung geben. Der technische Produktmanager C&I Storage Solutions bei Intilion untermauerte dies mit Argumenten: Zum einen habe ein Netzstresstest der Bundesnetzagentur im September des Vorjahres ergeben, dass ein Blackout eher unwahrscheinlich sei. „Allerdings könnten kontrollierte regionale Abschaltungen zur Netzstabilisierung notwendig sein.“ Diese auch „Brownouts“ genannten Abschaltungen dienen im Ernstfall dazu, unkontrollierte Blackouts zu verhindern.

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Je nach Jahreszeit und Witterung unterschiedlich sind die Auswirkungen der erneuerbaren Stromerzeugung. In den Wintermonaten steht weniger lokal erzeugter PV-Strom zur Verfügung. Das könnte die Transportnetze partiell überlasten.

„Auf der anderen Seite hat der Verein für Energiesicherheit festgestellt, dass die Anzahl der Netzeingriffe in den vergangenen Jahren stetig angestiegen ist.“ Diese sind notwendig, um die Netze der Leistungseinspeisung durch die Kraftwerke anzupassen. Zurückzuführen ist der Anstieg nicht zuletzt auf die volatile Erzeugung erneuerbarer Energien.

Oliver Brückl, Professor an der OTH Regensburg, bestätigte, wie schwierig es sei, die Wahrscheinlichkeit eines Blackouts zu ermitteln: „Es gibt zahlreiche Faktoren, die die Versorgungssicherheit beeinflussen. Dazu zählen die Erzeugungs-, Speicher- und Netzinfrastruktur und das für deren Betrieb eingesetzte Personal.“ Aber auch das Wetter habe einen nicht zu unterschätzenden Einfluss, ebenso wie die Konjunktur und mögliche Kraftwerksausfälle.

Besonders folgenreich sind Netzausfälle für Betreiber von Kühlanlagen, Mastbetriebe, Kläranlagen, Krankenhäuser sowie für Industrie- und Handwerksbetriebe. Lefarth: „Viele Unternehmen haben inzwischen große Photovoltaikanlagen. Ohne eine Notstromvorrichtung schaltet sich diese jedoch ab, sobald das Netz ausfällt.“

Eine Möglichkeit, sich gegen einen Netzausfall zu wappnen, ist der Einsatz von Anlagen für eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV). „Diese zeichnen sich durch eine besonders kurze Umschaltzeit aus“, so der Intilion-Experte. „Da merkt man gar nicht, dass der Strom kurz ausgefallen ist.“ Ein klassisches ersatzstromfähiges System ist das besonders robust laufende Dieselaggregat, mit dem sowohl einphasige als auch dreiphasige Versorgung möglich ist.

Stefan Haslinger, Head of Power Distribution & Innovation bei Schubert CleanTech, brach eine Lanze für die Kombination aus PV-Anlage oder Kleinwasserkraftwerk und ersatzstromfähige Speicher. „Ich halte gar nichts von einer Angstmache vor Blackouts. Derartige Systeme lohnen sich, indem sie eine leistbare und verfügbare Stromversorgung sicherstellen.“

USV-Anlagen samt Speicher bietet Kess Power Solutions an – und nicht nur das: „Wir verkaufen nicht einfach das Produkt, sondern bieten ein Rundum-Paket an“, erklärt Vertriebsleiter Georg Frühwirth. „Wir planen das USV-System, setzen es mit Partnerfirmen um und übernehmen danach die laufende Betreuung.“ Die Service-Vereinbarung beinhaltet eine jährliche präventive Überprüfung sowie Störungsdienst und Rufbereitschaft.

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Um seinen Zweck zu erfüllen, muss das System homogen sein – von den Zuleitungen über den Aufbau bis zur Absicherung der Verbraucher. Auch die Räumlichkeiten müssen passend sein. Einer der ersten Schritte zur richtigen Dimensionierung der Anlage ist die Ermittlung des Leistungsbedarfs. Welche Verbraucher werden an das USV-System angeschlossen? Wie viel Überbrückungszeit wird benötigt, um diese abzusichern?

An die USV werden üblicherweise nur jene Verbraucher angeschlossen, die zur kritischen Infrastruktur zählen und auch während eines Stromausfalls weiter mit Strom versorgt werden müssen – also beispielsweise Server oder automatisierte Anlagen. Frühwirth: „Diese werden so lange mit Strom versorgt, bis sie ordnungsgemäß heruntergefahren werden können. So sind die Daten sicher und die Produkte nehmen keinen Schaden.“

Je nach Standort sind unter Umständen die Elektroinstallationen anzupassen oder es braucht eine Belüftung für die Batterieanlage. Auch die richtige Dimensionierung ist zu beachten: Zu klein dimensionierte USV-Systeme schalten unter Umständen wegen Überlastung ab. Ist die Anlage hingegen zu groß, verursacht sie einen hohen Energieverbrauch, verbunden mit hohen Stromkosten.

Ihr 20-jähriges Jubiläum feiert heuer die Sapotec GmbH. Der USV-Anbieter konnte erst jüngst ein wichtiges Projekt erfolgreich zum Abschluss bringen. „Gemeinsam mit einem renommierten Elektrounternehmen haben wir ein Reha-Zentrum im Raum Salzburg mit neuen Systemen für die gesicherte Stromversorgung ausgestattet“, erzählt Vertriebsleiter Peter Loidolt. „Zum Einsatz kommen eine modulare USV-Anlage der Serie Delta DPH mit einer Autonomiezeit von 60 Minuten und ein Notstromaggregat mit 500 kVA PRP-Leistung im Container.“

Zu einem USV-Gesamtsystem gehört auch die Batterie als Backup-Stromspeicher. Als Alternative zur Blei-Säure- bzw. VRLA-Batterie empfiehlt Sapotec unter Umständen Lithium-Ionen-Batterien. „Aufgrund ihrer höheren Leistungsdichte und optimierten Lebensdauer werden diese etwa in USV-Anlagen von Rechenzentren präferiert.“

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Beeinflusst wird der Alterungsprozess der Lithium-Ionen-Technik im Wesentlichen durch die Betriebstemperatur – wie bei anderen Batterietechnologien auch. „Dieser Effekt ist bei heutigen Lithium-Ionen-Systemen jedoch vergleichsweise schwächer ausgeprägt“, weiß Loidolt. Zudem entwickeln die Batterien durch ihren tieferen Innenwiderstand weniger Wärme beim Laden und Entladen. Dadurch erfordern sie eine geringere Kühlleistung, was insbesondere bei Rechenzentren von Bedeutung ist.