Auch heutzutage gibt es noch Regionen, die keinen Anschluss an das
öffentliche Stromnetz haben (abgelegene Häuser, Hütten, Boote, Campingplätze, Wohnwagen- oder Wohnmobile). Außerdem gibt es Gebiete, die des öfteren mit Stromausfälle rechnen müssen. Und dann gibt es Leute, die aus ökologischen Sinne eine eigene Stromversorgung wünschen bzw. diesen Strom in das öffentliche Netz einspeisen möchten. Der
Trend zu einer
unabhängigen Versorgung (Autarkie), nicht nur bei der
Stromversorgung, sondern auch bei der
Heiztechnik und
Wasserversorgung, nimmt immer mehr zu.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, eine
elektrische Energieversorgung mit
400V/50/60Hz 3~ bzw.
230V/50/60Hz für den
Eigenbedarf, als netzunabhängige bzw. unterbrechungsfreie
Inselstromversorgung (
USV) oder zur
Einspeisung ins Stromnetz aufzubauen.
Folgende Anlagenarten können auch miteinander kombiniert werden:
Die PV-Anlagen (Off-Grid-Systeme) sind nicht an ein öffentliches Stromnetz angeschlossen und funktioniert nur mit Energiespeicher. Die Solarmodule einer kleinen Anlage speisen den solaren Gleichstrom (12 V oder 24 V) über einen Laderegler in eine Solarbatterie ein. Der Laderegler sorgt für eine schonende Batterieladung und schützt die Batterie vor schädlicher Tiefentladung durch die Verbarucher. Ein Verbraucher (Beleuchtung, TV/Radio, Kühlgerät) kann von dem in der Batterie gelagerten Solarstrom versorgt werden.
Die Solarmodule größerer Anlagen speisen den solaren Gleichstrom (12 V / 24 V / 48 V) über einen Laderegler in eine Stationärbatterie ein. Die Verbraucher werden über einen speziellen Wechselrichter, der die Gleichspannung der Batterie in eine übliche 230 V Wechselspannung umwandelt, versorgt. Dadurch können alle herkömmlichen Elektrogeräte verwendet werden. Die maximale Leistungsabgabe des Wechselrichters ist aber durch die Batteriekapazität und den Ladezustand begrenzt.
Diese Anlagen können mit Stromquellen aus der
Windkraft,
Wasserkraft oder
BHKW ergänzt werden, um die Versorgungssicherheit besonders im Winter zu vergrößern.
Ein
Notstromaggregat wird zunehmend im industriellen, aber auch privaten, Bereich eingesetzt. Besonders in Gebäuden, die
mit Strom beheizt werden, so z. B.
Wärmepumpenanlagen, ändert sich die Risikobewertung. Im Prinzip ist jede moderne Anlage von der Stromversorgung abhängig.
Notstromaggregate und
Netzersatzanlagen sind für Krankenhäuser, Behörden, Rechenzentren und andere sensible Bereiche vorgeschrieben oder selbstverständlich.
Diese
Stromaggregate gibt es als
stationäre Einheiten (Industrie, Krankenhäuser) oder
mobile Geräte (pivate Wohngebäude). Sie können mit Gas, Benzin oder
Diesel betrieben werden.
Die
mobilen (tragbaren) Geräte haben eine Leistung von
2 bis 30 kVA, die über mehrere
230 Volt Schutzkontakt-Steckdosen verfügen und darüber hinaus meist noch mit einem Kraftstrom-Anschluss ausgestattet sind.
Inverter-Generatoren (-Stromerzeuger) sind
Wechselrichter. (Gleichspannung in Wechselspannung bzw. Gleichstrom in Wechselstrom). Hier sind der
Verbrennungsmotor und
Generator elektrisch voneinander getrennt und sie laufen nicht mit der selben Frequenz. Der vom Generator erzeugte Strom wird von der nachgeschalteten
Wechselrichterelektronik in 230 oder 400 Volt mit 50 Hz umgewandelt. So wird aus dem Eingangsstrom eine perfekte, saubere Sinusspannung mit einer optimalen Sinuskurve hergestellt.
Die
Inverter-Generatoren können im
Schwachlast- bzw.
Teillastbetrieb ihre
Drehzahl und dadurch nicht nur den
Kraftstoffverbrauch, sondern auch die
Geräuschentwicklung,
reduzieren. Auch soll die Stromqualität besser sein, als der Strom aus der Haussteckdose.
Die Geräte sind nicht mehr an die bei der
Stromerzeugung notwendige Drehzahl von 3000 min
-1 gebunden. Dadurch können sie kompakter als konventionelle Generatoren gebaut werden, da mit weniger Hubraum gearbeitet werden kann. Statt eines
Verbrennungsmotors mit
120 cm3 Hubraum und
3000 min-1 kann ein
50 cm3-Motor mit
6000 min-1 bei gleicher Leistung eingesetzt werden.
Die Inverter-Generatoren in der Leistungsklasse bis ca. 2 kVA sind so kompakt, dass sie ohne Probleme von einer Person transportiert werden können.
Der
Trend zu einer
unabhängigen Versorgung (Energie-Autarkie), nicht nur bei der
Stromversorgung, sondern auch bei der
Heiztechnik und
Wasserversorgung, nimmt immer mehr zu.
Unter
Energieautarkie versteht man das Bestreben, ein Haus, eine Wohnsiedlung, Gemeinde oder Region bei der
Energieversorgung in den Bereichen
Wärme und
Strom in
eigener Regie weitgehend von fossiler Energie unabhängig zu machen. Hierbei wird eine optimale und effiziente Nutzung der vorhanden
lokalen Potentiale und
Ressourcen an
erneuerbaren Energien angestrebt.
Um
Energieautark zu werden, ist
zuerst auf das Bauen im
Niedrigenergiehaus-/Passivhaus-Standard und/oder auf eine
thermische Sanierung der vorhandenen
Gebäude zu achten, um den
Energieverbrauch zu
reduzieren. Auch Informationen über einen energiesparenden Umgang mit der
Energie sollte gefördert werden.
Als
zweiter Schritt ist das Einbinden von
regionaler erneuerbarer Energien, so z. B. Windkraft (
Kleinwindkraftanlagen),
Photovoltaik,
Wasserkraft (
Mini-Wasserkraftwerke),
Biogas, Biomasse (Holz, Hackschnitzel und thermischer Solaranlagen), einzuplanen.
Immer mehr
Industriebetriebe bereiten sich schon seit Jahren auf die "atomstromlose" Zeit vor. Diese Betriebe erzeugen ihren
Strom und die
industrielle Wärme (
Dampf) für die
Produktion, der
Heizung und
Kühlung in eigener Regie. Diese autarken Lösungen nehmen immer mehr zu, um unabhängig von öffentlichen Anbietern zu sein. So deckt z. B. die
Firma BASF in Ludwigshafen mit dem
GuD-System (Gas- und
Dampf-
Kraftwerk) ihren eigenen
Energiebedarf (zu 100 %) und die
Firma Pfizer in Freiburg deckt ihren eigenen
Energiebedarf (z. Zt. 93 %) aus
regenerativen Quellen (
Photovoltaik,
Geothermie, Wasserkraft und Biomasse). Erst durch diese Lösungen wurden auch alle
Potentiale der
Energieeinsparungen in der Produktion und Heizung bzw. Kühlung ausgeschöpft. Dies beiden praktizierten Systeme sind weltweit beachtete Beispiele.