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Lernfeld 10 · Prüfung Teil 2

Dezentrale Energieversorgung

Dezentrale Energieversorgung im Betrieb: Photovoltaik, BHKW, USV und Netzersatzanlage mit Eigenverbrauch, Wirkungsgrad und NA-Schutz.

15 Aufgaben dazu übenKostenlos, ohne Anmeldung, mit Lösungsweg

Darum geht es

Viele Betriebe erzeugen einen Teil ihres Stroms selbst. Eine Photovoltaikanlage wandelt Sonnenlicht in Gleichstrom, der Wechselrichter speist ihn ins Netz des Betriebs. Die Eigenverbrauchsquote gibt an, welcher Anteil des erzeugten Stroms selbst verbraucht wird, der Autarkiegrad, welcher Anteil des eigenen Verbrauchs aus der Anlage stammt. Auf der Gleichstromseite entstehen beim Trennen unter Last Lichtbögen, die nicht von selbst erlöschen. Deshalb trennst du Stränge nur mit dem DC-Trennschalter und nie durch Ziehen der Steckverbinder unter Last.

Ein Blockheizkraftwerk erzeugt gleichzeitig Strom und Wärme. Der elektrische Wirkungsgrad ist der Anteil der Brennstoffleistung, der als Strom herauskommt, der Gesamtnutzungsgrad enthält auch die genutzte Wärme. Es kann im Netzparallelbetrieb oder im Inselbetrieb laufen.

Erzeugungsanlagen im Netzparallelbetrieb brauchen einen Netz- und Anlagenschutz. Er überwacht Spannung und Frequenz und trennt die Anlage vom Netz, wenn diese die zulässigen Grenzen verlassen. So wird kein abgeschalteter Netzteil unbemerkt weiter versorgt.

Unterbrechungsfreie Stromversorgungen überbrücken Netzausfälle mit Batterien, Netzersatzanlagen mit einem Generator übernehmen längere Ausfälle. Die Überbrückungszeit einer USV hängt von der nutzbaren Batterieenergie und der Last ab. Netzersatzanlagen werden regelmäßig im Probelauf unter Last geprüft.

Das solltest du dir merken

  • Eigenverbrauchsquote bezieht sich auf die Erzeugung, Autarkiegrad auf den Verbrauch.
  • PV-Steckverbinder nie unter Last trennen.
  • Der NA-Schutz trennt die Erzeugung bei unzulässiger Spannung oder Frequenz.
  • Die USV überbrückt kurze Ausfälle, die Netzersatzanlage längere.

Formeln

Eigenverbrauchsquote
selbst verbrauchte Energie, erzeugte Energie, beide in kWh
Autarkiegrad
gesamter Energieverbrauch in kWh
Elektrischer Wirkungsgrad BHKW
elektrische Leistung, Brennstoffleistung, beide in kW
Überbrückungszeit USV
nutzbare Batterieenergie in Wh, Wirkungsgrad des Wechselrichters, Wirkleistung der Last in W, in h

Typische Fehler in der Prüfung

  • Eigenverbrauchsquote und Autarkiegrad verwechselt.
  • Beim BHKW die Wärme in den elektrischen Wirkungsgrad eingerechnet.
  • Bei der USV-Überbrückungszeit den Wirkungsgrad oder die Umrechnung von Stunden in Minuten vergessen.

Tipps aus der Werkstatt

  • Der NA-Schutz hat eine Aufgabe: die Erzeugungsanlage vom Netz trennen, wenn Spannung oder Frequenz aus dem Fenster laufen oder das Netz ausfällt, damit kein Inselnetz entsteht. Bei Netzersatzanlagen gilt umgekehrt: Netz und Aggregat dürfen nie gleichzeitig auf dieselben Verbraucher schalten, die Umschaltung muss gegenseitig verriegelt sein.
  • Beim BHKW zählen beide Nutzleistungen: Gesamtwirkungsgrad = (elektrische + thermische Leistung) / Brennstoff- leistung. Der elektrische Wirkungsgrad allein ist deutlich kleiner. Bei PV merk dir die DC-Seite: Strings bleiben unter Licht immer spannungsführend, auch wenn der Wechselrichter aus ist.

Sitzt das Thema? Teste dich mit echten Prüfungsfragen.

15 Aufgaben zu „Dezentrale Energieversorgung“, falsche Antworten kommen in der Runde noch einmal.

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Grundlage: Rahmenlehrplan Elektroniker/-in für Betriebstechnik (KMK), Lernfeld 10; DIN VDE 0100-712, VDE-AR-N 4105, DIN EN 62040, DIN VDE 0100-551. Eigene Erklärung, keine Originalaufgaben der Prüfungsausschüsse.