Fraunhofer HHI entwickelt solarbetriebene Mini-Grid-Technologie für Stromversorgung in Subsahara-Afrika
Die Abteilung „Faseroptische Sensor Systeme“ des Fraunhofer Heinrich-
Hertz-Institut (HHI) hat zusammen mit der TU Clausthal das solarbetriebene
System „VoltaView Mini-Grid-25“ entwickelt. Das System liefert eine
kostengünstige Lösung für die Versorgung mit bezahlbarer, zuverlässiger
und sauberer Energie. Es kommt insbesondere in Subsahara-Afrika zum
Einsatz, wo viele Dörfer nicht an das nationale Stromnetz angeschlossen
sind.
Das VoltaView Mini-Grid-System liefert Strom für ca. 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 Forschenden
haben im Januar 2022 mit dem Aufbau des ersten containerbasierten
VoltaView Mini-Grid-25 am Fraunhofer HHI in Goslar begonnen. Im Februar
2022 wird das System erstmals in Tansania eingesetzt, um entlegene Dörfer
dort mit Strom zu versorgen.
Die Wirtschaftskommission für Afrika (United Nations Economic Comission
for Africa, UNECA) schätzt, dass etwa 86 Prozent der Menschen in den
ländlichen Gebieten Subsahara-Afrikas keinen Zugang zu Elektrizität haben.
Elektrizität ist aber die wichtigste Voraussetzung für lokale
wirtschaftliche Entwicklung und für den Zugang zu sauberem Trinkwasser.
Elektrifizierungsprojekte in der Region scheitern oft an der Finanzierung.
Stromnutzer*innen können die Preise, die potenzielle Investor*innen
brauchen, um ihre Kosten zu decken, nicht bezahlen.
Das VoltaView-Team will dieses Problem mit dem neuen Mini-Grid-System
lösen. Durch die Verwendung ausrangierter Sonnenkollektoren und Lithium-
Ionen-Batterie (LIB)-Speichern können die Forschenden 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 bzw. 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 Forschenden
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 Forschenden 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.
Neben dem Fraunhofer HHI und dem Forschungszentrum
Energiespeichertechnologien der TU Clausthal wird das Projekt durch den
Rotary-Club Goslar und die Aktion 99 Pfennig e.V. finanziell unterstützt.
