Solarbetriebenes Mini-Grid-System
Subsahara-Afrika bekommt nachhaltige Stromversorgung
Das Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut hat mit der TU Clausthal das solarbetriebene System »VoltaView Mini-Grid-25« entwickelt. Es ist eine kostengünstige Lösung für die Versorgung mit bezahlbarer, zuverlässiger und sauberer Energie für Afrika.
Das VoltaView-Mini-Grid-System kommt insbesondere in Subsahara-Afrika zum Einsatz, wo viele Dörfer nicht an das nationale Stromnetz angeschlossen sind. Es liefert Strom für circa 50 Haushalte und bis zu fünf Kleinunternehmen sowie für die Aufbereitung von 2.000 Liter sauberem Trinkwasser pro Tag zu erschwinglichen Preisen.
Es benutzt dafür sogenannte Second-Life-Batterien und Second-Life-Solarmodule, die gebrauchte Akkus und Solarmodule wiederverwenden. So leistet das Mini-Grid-System einen Beitrag zur Reduzierung der weltweiten CO2-Emissionen und zur Etablierung einer globalen Kreislaufwirtschaft.
Die Forscher der Abteilung »Faseroptische Sensor Systeme« haben im Januar 2022 mit dem Aufbau des ersten containerbasierten VoltaView Mini-Grid-25 am Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut (HHI) in Goslar begonnen. Im Februar 2022 wird das System erstmals in Tansania eingesetzt, um entlegene Dörfer dort mit Strom zu versorgen.
Durch die Verwendung ausrangierter Sonnenkollektoren und Lithium-Ionen-Batterie-Speichern (LIB) können die Forscher die Kosten drastisch reduzieren, da diese Komponenten die teuersten Teile von Elektrizitätssystemen sind. Um die Leistung dieser Komponenten zu gewährleisten, werden sie unabhängig geprüft und mit einem Gütesiegel oder Zertifikat bewertet. Dieses bekommen die Komponenten nur, wenn sie eine Restkapazität beziehungsweise einen Wirkungsgrad von mehr als 85 Prozent im Vergleich zu neuen Modulen haben. Die geschätzte Lebensdauer für Second-Life-Komponenten beträgt mehr als zehn Jahre.
Neben der Stromproduktion beinhaltet das VoltaView-Mini-Grid-25 ein Wasserreinigungssystem, das eine Kombination verschiedener Filter und UV-C-Desinfektion, eine Entkeimung durch hohe UV-C-Strahlung, anwendet. Um das System vor Überhitzung zu schützen, haben die Forscher sensorgesteuerte Lamellenfenster entwickelt, die den Container mittels Frischluftstrom kühlen. Das Second-LIB-Speichersystem wurde vom Fraunhofer-HHI-Team mit einer sensorgesteuerten Sprinkleranlage ausgestattet. Diese versprüht innerhalb weniger Sekunden das Feuerlöschmittel F500 und kann so im Fall einer Havarie einen Lithium-Ionen-Batteriebrand schnell und effizient löschen.
Die Forscher bauen das komplette System am Außenstandort des Fraunhofer HHI in Goslar in einen Seecontainer ein und führen alle notwendigen Hardwareinstallationen durch. Am Einsatzort müssen anschließend nur noch die Solarpaneele auf dem Dach des Containers montiert werden.
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