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SMA Fuel Save Solution Die SMA Lösung für industrielle Photovoltaik-Diesel-Hybridsysteme
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    07-Sep-2019
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  • SMA Fuel Save Solution

    Die SMA Lösung für industrielle Photovoltaik-Diesel-Hybridsysteme

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    Schon heute sind Stromerzeugungskosten aus Photovoltaik günstiger als aus Dieselaggregaten.

    Diesel Genset

    Photovoltaik

    Stro

    Mko

    Sten

    ($/k

    Wh)

    ZeitHeute

    Profit

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    Mit Sonne krAftStoff SPArenDezentral erzeugte elektrische energie aus Photovoltaiksystemen übernimmt einen wesentlichen Anteil der künftigen energieversorgung

    Weltweit versorgen 500 Gigawatt Dieselgeneratorleis-tung industrielle Betriebe mit Strom. Dieselaggregate sind die bedeutendste Technologie zur Stromversor-gung – insbesondere in Regionen ohne oder mit unzu-reichender Netzinfrastruktur. Die Internationale Ener-gieagentur (IEA) prognostiziert allerdings einen global stark steigenden Primärenergiebedarf – verursacht durch das starke Wirtschaftswachstum aufstrebender Entwicklungs- und Schwellenländer. Der Verbrauch fos-siler Reserven steigt rasant – und damit auch die CO2-Emissionen. Das Weltklima gerät zunehmend aus den Fugen.

    Dieselkraftstoff verursacht hohe kostenWer ausschließlich auf Dieselaggregate (Gensets) zur Energieerzeugung setzt, muss hohe laufende Kosten durch Preissteigerungen und den permanenten Kraft-stoffverbrauch kalkulieren. Die fossilen Reserven reichen noch für rund 150 Jahre. Der Dieselpreis liegt in vielen Regionen schon heute bei mehr als einem US-Dollar pro Liter. Wenn der Kraftstoff zusätzlich noch in schwer zu-gängliche Regionen geliefert werden muss, klettern die effektiven Kosten durch Transport- und Lageraufwendun-gen schnell weiter. Der Preis für den Liter Diesel ist dann oft doppelt so hoch wie am Spotmarkt. Hinzu kommen die Ausgaben für die CO2-Zertifikate des Emissionsrech-tehandels. Ausschließlich mit Diesel betriebene Anlagen geraten da schnell an ihre wirtschaftliche Grenze.Alternative Energielösungen sind dringend gefragt, um dem Preisanstieg und der Klimaerwärmung entgegen-

    zuwirken. Lösungen, die es schaffen, den CO2-Ausstoß so gering wie möglich zu halten. Lösungen, die für den Betreiber wirtschaftlich sind. Lösungen, die heute schon die Zukunft mitdenken.

    kraftstoffkosten und Co2-Ausstoß minimierenWeltweit haben bereits über 120 Länder politische Rahmenbedingungen für den Ausbau des Anteils er-neuerbarer Energien am Energiemix geschaffen. Die Vereinten Nationen wollen in den kommenden Jahren ein international verbindliches Klimaschutzabkommen etablieren. Und SMA hat eine Technologie entwickelt, die in industriellen Anwendungen die Kraftstoffkosten und den CO2-Ausstoß reduziert: Die SMA Fuel Save Solution kombiniert Diesel- und Photovoltaikgenerator zu einem Hybridsystem und minimiert so die Brennstoff-abhängigkeit.

    Von Photovoltaik profitierenPhotovoltaik ist in sonnenreichen Regionen schon heute die wirtschaftlichste Möglichkeit der Energieerzeugung – auch ohne staatliche Förderungsinstrumente. Die Prei-se für Photovoltaiksystemtechnik sind allein in den ver-gangenen drei Jahren um mehr als 50 Prozent gefallen. Weltweit sind Photovoltaikanlagen mit einer Leistung von über 100 Gigawatt (GW) installiert. Photovoltaik ist eine erprobte und verlässliche Technologie, von der immer mehr Industrieunternehmen profitieren. Sie ist eine wirtschaftlich und ökologisch sinnvolle Ergänzung für Dieselsysteme.

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    Photovoltaikanlagen verursachen keine Emissionen. Sie sind wartungsarm und erzeugen kaum laufende Kos-ten. Die Anlagen sind modular aufgebaut und lassen sich flexibel dem aktuellen Energiebedarf anpassen. In sonnenreichen Regionen amortisieren sich PV-Anlagen trotz höherer initialer Systemkosten innerhalb von drei bis fünf Jahren. Deshalb ist Photovoltaik gerade für ener-gieintensive Industrien in abgelegen Regionen mit man-gelnder oder nicht vorhandener Netzstruktur die ideale Ergänzung zur dieselgestützten Versorgung.

    Wirtschaftlich, umweltschonend und effizientFür Betreiber von Bergbau- und Rohstoffverarbeitungs-betrieben, agrarwirtschafltichen Großanlagen wie Blumenfarmen, Wasserentsalzungsanlagen oder Tou-rismuseinrichtungen wie Hotels oder Freizeitparks sind niedrige Kosten, schnelle Betriebsbereitschaft sowie

    höchste Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit entschei-dend. Genau das macht Hybridsysteme mit der SMA Fuel Save Solution so attraktiv. Sie bieten enorme Vortei-le gegenüber einer reinen Dieselversorgung: • Geringere Kraftstoffkosten• Reduziertes Preissteigerungs- und Versorgungsrisiko durch maximale Planungssicherheit• Minimaler CO2-Ausstoß ermöglicht den lukrativen Handel mit CO2-Zertifikaten• Photovolatik schafft ein „grünes“ Image

    Und weil es nie zu spät ist an die Zukunft zu denken, lässt sich die SMA Fuel Save Solution sowohl in beste-hende als auch neue Energieversorgungssysteme inte-grieren.

    Die Zukunft iSt HybriDDie kombination aus Diesel und Photovoltaik ermöglicht industriellen Großverbrauchern eine attraktive und sichere energieversorgung

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    Hybrid lohnt sich, wenn...• die effektiven Dieselkosten über 1 US-Dollar je Liter liegen • die lokalen Einstrahlungsbedingungen den Einsatz von PV zulassen (besonders wirtschaftlich ab PV-Erträgen von 1500 kWh/kWp)• die intelligente Kommunikation zwischen Genset und Photovoltaik eine bedarfsorientierte Nutzung des PV-Stroms ermöglicht

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    effektive brennStoffkoSten 1 (uSD/L)

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    1Inklusive Transport- und Lagerkosten

    1200 kWh/kWp (z.b. italien)1500 kWh/kWp (z.b. indien)1800 kWh/kWp (z.b. Australien)

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    optical fiber multi-mode

    Cat5e (ethernet 100 base tX)

    Photovoltaik-Wechselrichter (Sunny Central oder Sunny tripower)Zentrale SMA Komponente der SMA Fuel Save Solution. Eigens entwickelt für den

    Betrieb an schwachen Netzen sowie in schwierigen Umgebungsbedingungen.

    Solarstrom-Generator (Photovoltaik-Module)SMA Wechselrichter sind kompatibel mit allen gängigen Solarmodultypen und -technologien.

    SMA fueL SAve SoLution

    batteriespeicherSteigert die Effizienz des ge-samten Energieversorgungs-systems. Batteriespeicher kompensieren Lastsprünge und nicht ausreichende Sonneneinstrahlung, stellen eine Reserveleistung zur Verfügung und erlauben so den optimalen Betrieb des Dieselgenerators.

    SMA fuel Save Controller (interface Module)Für dezentrale Photovoltaik-Anlagenstrukturen mit Sunny Tripower: Ermittelt und überträgt

    Daten und Sollwerte als Schnittstelle zwischen PV Main Controller und den Wechselrichtern.

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    intelligente einbindung von Photovoltaik in Dieselsysteme: für eine autarke und wirtschaftlich optimierte energieversorgung

    industrielle LastenAnwendungsspezifische Lastprofile wie etwa Schwerlast-Industrieverbraucher für den Bergbau oder rohstoffverar-beitende Betriebe, aber auch für die Landwirtschaft oder zur Meerwasserentsalzung.

    Genset-SystemhausZentraler Anschluss- und Verknüpfungspunkt. Enthält Überwachungs- und Steu-erungssysteme der Diesel-stromerzeugung.

    DieselgeneratorHauptkomponente in kon-ventionellen Energieversor-gungssystemen: Bildet das lokale Netz und versorgt angeschlossene Verbrau-cher mit Energie.

    SMA fuel Save Controller (Data Acquisition Module)Analysiert schnell und präzise die aktuellen Netz- und Lastbedingungen im System und überträgt die Daten umgehend an den PV Main Controller.

    SMA fuel Save Controller (Pv Main Controller Module)Steuert die Photovoltaik-Einspei-sung in das Dieselnetz. Stellt die optimale Photovoltaikleistung unter Berücksichtigung von Last-profilen und Generatorleistung sicher.

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    SMA Solar technology AG – weltweit ein verlässlicher PartnerDie SMA Gruppe ist mit einem Umsatz von 1,5 Mrd. Euro im Jahr 2012 Weltmarktfüh-rer bei Photovoltaik-Wechselrichtern, einer zentralen Komponente jeder Solarstroman-lage. Als Energiemanagement-Konzern bietet SMA innovative Schlüsseltechnologien für künftige Energieversorgungsstrukturen an. Sie hat ihren Hauptsitz in Niestetal bei Kassel und ist international in 21 Ländern vertreten. Die Unternehmensgruppe beschäf-tigt weltweit mehr als 5 000 Mitarbeiter.SMA produziert ein breites Spektrum von Wechselrichter-Typen, das geeignete Wech-selrichter für jeden eingesetzten Photovoltaik-Modultyp und alle Leistungsgrößen von Photovoltaikanlagen bietet. Das Produktspektrum beinhaltet sowohl Wechselrichter für netzgekoppelte Photovoltaikanlagen als auch für Inselsysteme. SMA kann damit für alle Größenklassen und alle Anlagentypen die technisch optimale Wechselrichter-Lösung anbieten.

    SMA entwickelt seit mehr als 30 Jahren skalierbare Hybridlösungen für die Elektrifizierung netzferner Re-gionen. Als Systemtechniklieferant verfügen wir über langjährige Erfahrungen bei der Realisierung von Solar-kraftwerken bis in den dreistelligen Megawatt-Bereich. Mit über 32 Gigawatt weltweit installierter Wechselrich-ter-Leistung sind wir Weltmarktführer im Segment Solar-Wechselrichter. Unsere hocheffizienten SMA Wech-selrichter sorgen weltweit für beste Erträge. Sie sind extrem überlastfähig, so dass auch kritische Verbrau-cher jederzeit zuverlässig betrieben werden. Täglich arbeiten über 1 000 Mitarbeiter in Forschung und Ent-wicklung daran, für jede Anwendung technologisch füh-rende und höchsten Qualitätsansprüchen genügende Systemlösungen zu einem günstigen spezifischen Preis zu entwickeln.

    für stabile und sichere SystemeDie SMA Fuel Save Solution ist unsere Lösung für indus-trielle Großverbraucher. Sie integriert Photovoltaik ein-

    teCHnoLoGiSCH überZeuGenDintelligente Systemlösungen für jede Anwendung

    fach und effizient in Dieselnetze. Die SMA Wechselrich-ter Sunny Tripower oder Sunny Central wandeln dabei den Gleichstrom aus den PV-Modulen in Wechselstrom, und speisen ihn in das Energieversorgungssystem ein. Die Steuerung der PV-Einspeisung übernimmt der SMA Fuel Save Controller – die Steuerung des Dieselgene-rators bleibt dabei unberührt. Mit der SMA Fuel Save Solution lässt sich ein PV-Anteil von 60 Prozent im Ver-gleich zur installierten Genset-Leistung realisieren. Das heißt, dass wir bei einer installierten Genset-Leistung von 1 Megawatt eine PV-Leistung von 600 Kilowatt erreichen. Ein optionaler Batteriespeicher kann den PV-Anteil im System zusätzlich erhöhen. Für die Anla-gensicherheit sorgt unsere Fernüberwachung mit Sunny Portal. Über das Internet haben die Betreiber ihre An-lage immer im Blick – und im Servicefall sind unsere kompetenten Kollegen dank unseres SMA Global Ser-vice Network schnell vor Ort. SMA garantiert jederzeit höchste Qualität und Zuverlässigkeit.

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    fueL SAve ControLLer Die Schnittstelle zwischen Dieselgenerator, Photovoltaikanlage und Last Der SMA Fuel Save Controller ist sowohl mit Sunny Tripower und Sunny Central kom-patibel und übernimmt die bedarfsgerechte Steuerung der solaren Einspeisung – ab-hängig von den Last- und Erzeugungsprofilen. Das gewährleistet maximale Sicherheit bei reduzierten Kraftstoffkosten und minimiert den CO2-Ausstoß. SMA Wechselrichter und der Fuel Save Controller übernehmen gemeinsam umfassende und bedarfsori-entierte Netzmanagementfunktionen. SMA Hybridsysteme sind jederzeit modular erweiterbar und bieten eine optimale Anlagenkon-trolle durch Fernüberwachung.

    ZuverLäSSiGe koMPonenten

    SMA Wechselrichter mit diesem Label erfüllen die besonderen Anforderun-gen für hybride Energieversorgungssysteme in industriellen Anwendungen:ᆞ Weiter Frequenz- und Spannungsbereich: Für den optimalen Betrieb außerhalb starrer Verbundnetze ᆞ Schnelle Kommunikation zwischen Photovoltaik-Anlage, Genset und Last: Für die unmittelbare Reaktion auf Lastabwurf und Änderung der PV-Einspeisungᆞ Integrierte Netzmanagementfunktionen: Blindleistungsbereitstellung und frequenzabhängige Wirkleistungsbegrenzung für ein stabiles Netzᆞ Robust: Für den weltweiten Einsatz auch unter schwierigen Umgebungsbedingungen

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    Sunny triPoWer Die ideale Lösung für große Pv-kraftwerke mit dezentraler Anlagenstruktur Der Sunny Tripower sorgt für eine beträchtliche Senkung der Investitionskosten und garantiert mit seinem Wirkungsgrad von 98,5 Prozent einen außergewöhnlich hohen Ertrag. Der dreiphasi-ge Sunny Tripower TL Economic Excellence hat eine hervorragende MPP Tracking Effizienz mit OptiTrac von SMA. Schnellste Kommunikations-möglichkeiten via Bluetooth® machen den Sunny Tripower TL Economic Excellence noch ökonomi-scher. Seine Fähigkeit zur Blindstrom-Bereitstel-lung unterstützt die Stabilität der Netze. Integ-rierte Netzmanagement-Funktionen garantieren höchste Erträge und stabile Netze.

    Sunny CentrALSpeziell für den einsatz in großen zentralen Pv-kraftwerken entwickeltMit den Leistungsklassen 500 kVA bis 1800 kVA ermöglichen Sunny Central Wechselrichter ein optimales Anlagendesign. Stringüberwachung und die Möglichkeit zur Einspeisung ins Mittel-spannungsnetz machen sie zur ersten Wahl für PV-Anlagen mit homogener Struktur. Sie sind auch unter schwierigen Umgebungsbedingun-gen wie Hitze, Feuchtigkeit, salzhaltiger Luft, Sand oder Staub extrem leistungsfähig. Ihre ho-hen Wirkungsgrade und 110 Prozent Leistung im Dauerbetrieb bis 25 Grad Celsius sorgen für höchste Erträge. Sunny Central Wechselrichter übernehmen Netzmanagementfunktionen und erfüllen in zahlreichen Ländern die spezifischen Netzanschlussbedingungen.

    ZuverLäSSiGe koMPonenten

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    Die besten wirtschaftlichen Ergebnisse erzielt man durch eine optimale Einbindung der PV-Leistung in das Genset-System. Eine exakte Verbrauchs- und Bedarfsanalyse des Betriebs gibt Aufschluss darüber, ab wann sich ein Hybridsystem mit Photovoltaik rentiert.

    Maximale Planungs- und investitionssicherheitSofern der Anlagenbetreiber die Lastkurven seiner Die-selgeneratoren nicht kennt, stellen wir im Rahmen des SMA Power Audits ein entsprechendes Messgerät zur Verfügung. Damit kann das technische Fachpersonal vor Ort die Messungen selbstständig durchführen. An- hand der Daten berechnen wir dann ein detailliertes Kosteneinsparpotenzial und bestimmen die optimale Anlagendimensionierung. Unser webbasiertes Pla-nungstool Sunny Design Hybrid ermöglicht eine ausführ-liche Projektbewertung. Mit der Discounted Cash Flow-Analyse etwa ermitteln wir wichtige Finanzparameter wie die Amortisationszeit und den Kapitalwert und

    runDuM Gut verSorGt Mit einem partnerschaftlichen und ganzheitlichen konzept unterstützt SMA von der Planung über die installation bis zur inbetriebnahme. Weltweit

    SMA weltweit

    Hauptsitz Auslandsgesellschaften

    sorgen so beim Anlagenbetreiber für die größtmögliche Planungssicherheit.

    immer nah am kundenBei der Installation und Inbetriebnahme der Photovol-taikanlage sind SMA Mitarbeiter direkt vor Ort. Wir arbeiten mit den Hauptakteuren in den jeweiligen Pho-tovoltaikmärkten partnerschaftlich zusammen und ga-rantieren unseren Kunden so immer die bestmögliche Unterstützung.

    Ob Wüste, Regenwald, Steppe oder Arktis – über-all, wo unsere Wechselrichter installiert sind, ist unser Global Service Network schnell vor Ort. Mit unserer Präsens in 21 Ländern und mit 95 Servicestationen weltweit bieten wir auch in den entlegensten Regionen jederzeit einen kompetenten Service. SMA steht für eine sichere, saubere und wirtschaftliche Energieversor-gung überall auf der Welt.

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    1981Gründung SMA

    Das erste Hybridsystem realisiert SMA in irlandDas erste autonome Hybridsystem installierte SMA im Rahmen eines Demonstrationsprojekts der Europäischen Union 1987 auf der irischen Insel Cape Clear. Das modulare SMA System kombinierte zwei Wind-kraftanlagen mit je 30 Kilowatt Nennleistung, ein Dieselaggregat mit 72 Kilowatt (90 kVA) und eine Batteriespeicherkapazität von 100 Kilo-wattstunden. Dank der intelligenten Systemtechnik konnte der Dieselge-nerator bei guten Windverhältnissen vollständig abgeschaltet werden und die Frequenz- und Leistungsregelung wurde vom Batteriestromrich-ter übernommen. Der Batteriespeicher ermöglichte eine Reduktion der Start-Stop-Zyklen des Dieselgenerators und verlängerte damit die Le-bensdauer des Aggregats.

    Schottische insel setzt auf HybridversorgungDie schottische Insel Eigg Island ist bis heute nicht an das öffentliche Stromnetz angeschlossen. Seit 2008 betreiben die rund 100 Bewohner deshalb ihr eigenes Inselnetz. Dabei haben sie die Stromversorgung von Diesel nahezu vollständig auf regenerative Energiequellen umgestellt. Das hybride SMA Inselsystem mit Sunny Island Batterie-Wech-selrichtern hat eine installierte erneuerbare Erzeugungsleis-tung von 166 Kilowatt. Es integriert Solarstrom, Wind- und Wasserkraft, einen Batteriespeicher und zwei Dieselgene-ratoren als Backup.So steht elektrische Energie rund um die Uhr zur Verfügung – ressourcenschonend und wirtschaftlich. Seit der Umstel-lung sind die Energiekosten um mehr als 60 Prozent gesun-ken. Die hohe Modularität mit vier Clustern à drei Sunny Islands macht das Inselnetz besonders ausfallsicher.

    internAtionAL erfAHren

    1987entwicklung des ersten transistor-Wechselrich-ters für Photovoltaik

    1991Serienfertigungdes ersten Wechselrichters

    1995erster Solar-Wechselrichter mit String-technologie

    1987inbetriebnahme erstes Hybridsystem

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    Größte Pv-Anlage indiensEine der größten Photovoltaikanlagen Indiens ist im Früh-jahr 2013 ans Netz gegangen. Im Bundestaat Rajastan nahm das PV-Kraftwerk in Nagaur seinen Betrieb auf. Die 40 MW-Anlage wurde mit insgesamt 37 Sunny Central 800CP Wechselrichtern ausgestattet und erzielt eine CO2-Einsparung von 66 000 Tonnen im Jahr. SMA Servicetech-niker aus verschiedenen Servicestationen nahmen das PV-Kraftwerk in nur einer Woche in Betrieb und unterstützten auch im Vorfeld die Experten des indischen Solarenergie-Produzenten Azure Power bei den Vorbereitungen für die Inbetriebnahme. Das PV-Kraftwerk ist die größte Anlage, die im Rahmen des staatlichen Programms „National Solar Mission“ in Indien errichtet wurde.

    100 Prozent Sonnenstromversorgung für tokelauTokelau ist eines der entlegensten Länder der Welt – und seit 2012 das erste mit einer Energieversorgung ausschließlich aus Photovoltaik. SMA lieferte 93 Sunny Island Wechselrichter, die die auf den drei Atollen installierten Inselnetzsysteme steuern und 205 Sunny Boy Wechselrichter, die den Gleichstrom der PV-Module in Wechselstrom für den Betrieb elektrischer Geräte umwandeln. Das 1-Megawatt-System zählt zu den größten Insel-netzsystemen der Welt und ersetzt täglich rund 200 Liter Diesel.

    Photovoltaik-Diesel-Hybridsystem der Megawattklasse in SüdafrikaThabazimbi ist eine dünn besiedelte und von Tagebau geprägte Region in der südafrikanischen Provinz Limpopo. Das öffentliche Netz ist weit entfernt, die Anbindungsmöglichkeiten sind be-grenzt, der Dieseltransport aufwändig. Die hohe Sonneneinstrahlung bietet optimale Bedingungen für die Nutzung von Sonnenenergie. Seit November 2012 ergänzt eine PV-Anlage mit 63 Sunny Tripower 17000TL und einer Leistung von 1 MW die bestehende Die-selstromversorgung einer Chromerzmi-ne. Mit bis zu 1,8 GWh Sonnenenergie jährlich kann der Minenbetreiber bis zu 450 000 Liter Diesel einsparen und den CO2-Ausstoß wesentlich reduzieren.

    internAtionAL erfAHren

    1995erster Solar-Wechselrichter mit String-technologie

    1999vorstellung der batterie-Wechselrichter Sunny island

    2000Gründung der ersten niederlassung in den uSA

    2003beginn Serienfertigungder Zentral-Wechsel-richter

    2007SMA eröffent als erster Hersteller ein eigenes testzentrum für Solar-technik

    2008börsengang

    2012SMA fuel Save Controller

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    www.SMA-Solar.com