Eigenverbrauch — Bei hoher Grundlast lohnt sich die eigene Stromproduktion für Unternehmen ganz besonders. Spielzeughersteller Geobra Brandstätter schafft 100 Prozent Selbstverbrauch, und das bei einer Anlagengröße von 1,8 Megawatt. Ein Praxisreport
Wer schon einmal einen Spielzeugkarton der Marke Playmobil aufmerksam studiert hat, wird auf den Namen des Herstellers gestoßen sein: Geobra Brandstätter. Bereits seit 2011 bestückt der Produzent von Kunststoffspielwaren unter der Marke Playmobil auch seine Spielzeugbauernhöfe und Raumstationen mit Solaranlagen. In der Spielzeugwelt war damals ein Trend angekommen. Inzwischen werden die Spielzeuglandschaften aber nicht nur mit Solaranlagen ausgestattet, sondern auch mit Solarstrom produziert.
Die im letzten Jahr installierte Anlage auf dem Stammwerk im mittelfränkischen Dietenhofen hat eine Leistung von 1.800 Kilowatt. Und der Clou dabei: 100 Prozent des Solarstroms werden direkt im Werk verbraucht. Dabei ist dies keineswegs die erste Anlage des Unternehmens. Seit 2010 produzieren einige der werkseigenen Dächer von Geobra Photovoltaikstrom, in Summe etwa 500 Kilowatt. Doch anders als bei den älteren Anlagen, bei denen neben dem Umweltschutz Einspeisevergütung und Rendite ausschlaggebend für die Investition waren, stand nun bei der Erweiterung der Eigenverbrauch im Mittelpunkt. Und das zu Recht. Denn bei der Verarbeitung von Kunststoff wird viel Energie gebraucht.
Im Januar 2014 stellte die Greenovative GmbH der Geschäftsführung von Geobra ein Eigenverbrauchsmodell vor und ermittelte die Rendite. Das Konzept für das Stammwerk in Dietenhofen ergab eine Amortisationszeit von acht Jahren, wobei der aktuelle Strompreis zugrunde gelegt wurde. Bei steigenden Strompreisen ist die Anlage umso rentabler und noch schneller amortisiert. Neben den rein wirtschaftlichen Vorteilen spielen Umweltschutz und Nachhaltigkeit für Geobra eine Rolle. Das Unternehmen ist seit über 130 Jahren in Familienbesitz. Alle Produkte werden nach höchsten qualitativen sowie ökologischen und ethischen Standards hergestellt. Denn Kinderspielzeug ist Vertrauenssache. Deshalb setzt Geobra auf eine sehr hohe eigene Fertigungstiefe und ausschließlich europäische Produktionsstandorte. Neben Deutschland wird in Malta, Spanien und Tschechien produziert.
Knapp 95.000 Quadratmeter Flachdachfläche hat das Werk. Der Jahresstromverbrauch liegt bei circa 50 Millionen Kilowattstunden. Gefertigt werden die Spielwaren und Pflanzgefäße aus Kunststoff im Drei-Schicht-Betrieb von Montag bis Sonntag. Unzählige Spritzgießmaschinen fertigen Teile für die beliebten Piratenschiffe, Ritterburgen und Bauernhöfe. Deshalb war den Werksverantwortlichen schnell klar, dass man bis auf wenige Tage im Jahr die gesamte Leistung komplett im Werk verbrauchen könnte. Kritisch sind lediglich die Osterfeiertage und der Tag der Deutschen Einheit, da an diesen Tagen nicht produziert wird und erfahrungsgemäß die Solarstrahlung ganz gut sein kann.
Der erste Schritt war die Absprache mit dem Statiker, denn die Gebäude stammen zum Teil aus den 1970er-Jahren und sind auch mit einigen Hängelasten für die Logistiktechnik versehen. Der nächste Schritt war eine ausgiebige Werksbegehung mit den Planungsspezialisten von Greenovative inklusive Prüfung der Dachhaut und der vorhandenen Verschattungen, denn die einzelnen Werksgebäude unterscheiden sich zum Teil stark im Höhenprofil. Speziell die Hochregallager mit einer Höhe von bis zu 32 Metern werfen lange Schatten, die bei der Modulplanung berücksichtigt wurden.
Detaillierte Lastgänge ermittelt
Neben den Gebäudeeigenschaften wurden vor allem die Leistungsaufnahmen im Werk untersucht und darauf aufbauend die Dächer ausgewählt und die Einspeisepunkte definiert. Greenovative analysiert bei allen Großkunden die Lastgänge detailliert und wählt anschließend zusammen mit dem zukünftigen Anlagenbetreiber die Anlagengröße und Aufständerungsvariante aus. Der saubere Photovoltaikstrom soll schließlich direkt da verbraucht werden, wo er produziert wird.
Bei Geobra Brandstätter dienten daher die Unterverteilungen der Spritzereien als Verknüpfungspunkte zwischen Photovoltaik und Produktion. Die Wechselrichterstandorte und Kabelwege wurden im Hinblick auf Kabelverluste und Kosten optimiert.
Für die Modulaufstellung und -ausrichtung wählten die Planer ein Ost-West-System mit zehn Grad Neigung aus. „Die Vorteile sind das gleichmäßige Ertragsprofil, die gute Flächenausnutzung und der stabile Gesamtaufbau“, versichert Jochen Schürer, ebenfalls Geschäftsführer und Einkaufsleiter von Greenovative.
Zusammen mit dem Gestelllieferanten wurde für jedes Teildach eine individuelle Systemstatik inklusive übersichtlichem Ballastierungsplan ermittelt. So konnten lokale Windverhältnisse und Aufbaubedingungen berücksichtigt werden. Die Vorgaben zu Abstandsmaßen, zum Beispiel zu Lichtkuppeln und Brandwänden, erfüllt das System ebenso wie es den ungehinderten Wasserabfluss auf den Hallendächern ermöglicht. Je nach Hauptabflussrichtung auf dem Dach ergaben sich eher Ost-West- oder Nord-Süd-Ausrichtungen der Module. Der prognostizierte Jahresertrag ist bei jeder Teilanlage etwa identisch und die Gesamtstromproduktion der Anlage beträgt rund 1,6 Millionen Kilowattstunden pro Jahr.
Bei der Komponentenauswahl stellte Greenovative dem Auftraggeber verschiedene Premiummodule und Wechselrichter vor, sowohl aus europäischer als auch asiatischer Fertigung. „Allerdings kamen nur Produkte in die engere Wahl, mit denen die Fachleute von Greenovative bereits Erfahrungen hatten und die in unabhängigen Tests unter den Spitzenreitern sind“, erläutert Andreas Freihöfer, der selbst auch als Gutachter tätig ist.
Die Komponenten sind entscheidend
Bei den Modulen waren den Technikern des Kunden eine stabile Gesamtform und eine Top-Zellqualität wichtig. So fiel letztlich die Wahl auf polykristalline Module aus deutscher Herstellung. Bei der Wechselrichterauswahl waren ein hoher Wirkungsgrad, Langlebigkeit und gute Monitoringeigenschaften die Auswahlkriterien. Aufgrund der hochwertigen verbauten Einzelkomponenten und eines Wirkungsgrads von 98,6 Prozent entschied man sich für die Sun-2000-Serie von Huawei. Interessant ist laut Markus Buortesch, Geschäftsführer und Leiter Business Development bei Greenovative, dass der Komponentenmarkt immer vielseitiger wird. Asiatische Wechselrichter werden immer beliebter, dafür werden auch in Großanlagen immer häufiger deutsche Solarmodule eingesetzt.
Die Wechselrichter wurden in Gruppen außen auf den Hallendächern installiert und jeweils mit einem Datenlogger zusammengefasst. Im Monitoringportal sind die Leistungs- und Ertragswerte übersichtlich dargestellt. Huawei ermöglicht sogar die Aufzeichnung und Analyse der Stringwerte. Um im Spannungsoptimum zu arbeiten, sind pro Wechselrichter meist fünf Strings angeschlossen. Bei insgesamt 70 verbauten Wechselrichtern macht das eine Gesamtzahl von 350 Messpunkten, sodass die Anlage stets ideal überwacht wird.
Einbindung ins werkseigene Monitoring
Doch nicht nur über das Huawei-Portal werden die Ertragsdaten überwacht. Der Spielzeughersteller betreibt seit einiger Zeit ein sehr umfassendes Energiemonitoringsystem und ist auch nach DIN ISO 50001 zertifiziert. Alle Energieflüsse werden in Echtzeit aufgenommen und analysiert. Durch regelmäßige Vergleiche werden Veränderungen und Verbesserungspotenziale aufgezeigt. Die Leistungs- und Ertragswerte der jeweiligen Anlage werden mittels einer Ethernet-Schnittstelle direkt in das Energiemonitoring eingebunden. Zwar schaut auch Greenovative aus Gewährleistungsgründen hin und wieder auf die Anlage, aber in diesem Fall leistet der Betreiber selbst ein lückenloses Monitoring. Dies ist auch deshalb möglich, weil es im Werk eine bestens aufgestellte Elektroabteilung gibt. Um sicherzustellen, dass der Photovoltaikstrom nie das werkseigene Netz verlässt, wird die Leistungsaufnahme am Verknüpfungspunkt in Echtzeit gezählt und elektronisch überwacht. Sollte nun zum Beispiel an einem sonnigen Feiertag, an dem die Produktion stillsteht, die Leistungsaufnahme der Produktionshallen in eine Leistungsabgabe der Photovoltaik umschwenken, werden einzelne Wechselrichter automatisch abgeschaltet. Dieses Vorgehen wurde mit dem lokalen Netzbetreiber, der N-Ergie Netz GmbH, abgestimmt und genehmigt. So konnte auf die geeichten Messungen verzichtet und Installationskosten gespart werden. Greenovative legte die Anlage jedoch so aus, dass bei Bedarf die Messungen nachgerüstet werden können.
Das Projekt wurde aufgrund der guten Planung, der harten Arbeit der Solarteure und der gelungenen Teamarbeit mit dem Auftraggeber zum vollen Erfolg. Dabei war gerade der Zeitraum zwischen Auftragsvergabe und geplanter Fertigstellung eine Herausforderung. Aufgrund der zahlreichen Richtungsänderungen der Politik im ersten Halbjahr 2014, insbesondere bei der EEG-Umlage auf Eigenverbrauch, erfolgte die Beauftragung erst Anfang Juni 2014. Im Anschluss wurde die Anlage in der Rekordzeit von sieben Wochen schlüsselfertig installiert, pro Woche also über 250 Kilowatt. Das waren rund 1.000 Module inklusive Gestellmontage, Verschaltung, Wechselrichtermontage und AC-Installation.
Die Mitarbeiter von Geobra unterstützten das Projekt tatkräftig. So wurden vom werksinternen Dachdecker die Dachoberflächen vorab noch vereinzelt verbessert und die Deckendurchbrüche realisiert. Das Elektroteam bereitete die Kabeltrassen vor, in denen die Greenovative-Installateure die armdicken AC-Kabel verlegten.
Bei laufender Produktion
All dies geschah ohne Beeinträchtigung des Produktionsbetriebs, der rund um die Uhr laufen musste. In wöchentlichen Meetings wurden Schnittstellen geklärt und der Projektfortschritt dokumentiert. „Kommunikation ist das A und O bei jedem Projekt“, erklärt Bernd Brandstätter, der das Projekt leitete.
Durch das gekonnte Hand-in-Hand-Arbeiten wurde die Anlage noch eine Woche vor dem 1. August 2014 fertiggestellt und profitiert von der Übergangsregelung im EEG 2014, wodurch der Eigenverbrauch dauerhaft von der anteiligen EEG-Umlage befreit bleibt.
Das Werk in Dietenhofen kann sogar bis zu 30 Prozent, immerhin 540 Kilowatt, mit genau diesen Privilegien erweitern. So ist es in Paragraf 61 Absatz 3 des EEG geregelt.
Die Geschäftsleitung von Geobra Brandstätter ist überaus zufrieden mit der neuen Photovoltaikanlage und den bisherigen Erträgen. Besonders qualitativ hochwertige Komponenten sind neben der fachgerechten Planung und Montage ausschlaggebend für die Qualität der Anlage, denn schließlich soll sie im Idealfall 30 bis 40 Jahre Strom produzieren. Die Playmobil- und Lechuza-Kunden wird es freuen, wenn die tollen Spielzeuge und Pflanzbehälter stetig „grüner“ werden und sich der Kohlendioxid-Fußabdruck verbessert. Nachahmer sind ausnahmsweise ausdrücklich erwünscht.
OTTI e. V.
Eigenversorgung für Gewerbe
Auf einer zweitägigen Veranstaltung vom 30. Juni bis 1. Juli 2015 präsentiert OTTI e. V. einen fundierten Überblick für Unternehmer, die sich für Eigenstromkonzepte interessieren.
Auf dem Programm stehen unter anderem Optionen und Randbedingungen zur Nutzung von KWK, Photovoltaik, Wind und Biomasse mit und ohne EEG, Methoden der Eigenstromversorgung und ein Marktüberblick über Systeme zur Energieeinsparung im Unternehmen.
Wer als Unternehmer sein maßgeschneidertes Energiekonzept sucht, kann sich in Regensburg fachliche Anregungen und Expertenwissen sichern. Abonnenten der photovoltaik erhalten den vergünstigten OTTI-Mitgliederpreis bei Anmeldung über unsere Website.
Anmeldung zur OTTI-Veranstaltung
Greenovative
Komplette Energiekonzepte
Die Greenovative GmbH entwickelt und errichtet schlüsselfertige Projekte im Sektor der erneuerbaren Energien. Die Geschäftsführung besteht aus vier Branchenkennern mit über 20 Jahren Erfahrung in diesem Bereich.
Der Hauptsitz befindet sich im fränkischen Nürnberg. Die Geschäftsfelder sind Photovoltaik, Windenergie, Energieberatung und komplette Energiekonzepte. Ziel ist es, maßgeschneiderte Lösungen anzubieten.
Im Jahr 2014 wurden von Greenovative bundesweit über 70 Photovoltaikprojekte auf insgesamt 60.000 Quadratmetern Fläche installiert. Neben Industriedächern und Wohnhäusern werden auch Freiflächenanagen geplant und realisiert. Weitere Produkte sind Speichersysteme, Wärmepumpen sowie Hybridlösungen.
Im bayerischen Roding produziert das mittelständische Unternehmen Microart Präzisionsbauteile unter anderem für Luftfahrt, Medizintechnik und Fahrzeugbau. Als 2014 die sechste Erweiterung der Produktionshallen anstand, entschied sich Microart, in die Sonnenstromproduktion einzusteigen. In weniger als drei Wochen realisierte Eon eine Aufdachanlage, die im August 2014 in Betrieb ging und seitdem rund 150.000 Kilowattstunden pro Jahr erzeugt. Im Mittel werden 70 Prozent des Stromes im Unternehmen selbst verbraucht, das entspricht in diesem Fall ganz konkret einer Einsparung von rund 19.000 Euro auf der Stromrechnung.
Mit 35 Standorten und über 2.000 ständig verfügbaren Fahrzeugen ist die Feser-Graf-Gruppe in Mittelfranken eine der führenden Autohandelsketten Deutschlands. Schon im Jahr 2010 entdeckte Wilhelm Graf das enorme Potenzial der Sonnenenergie für seine Autohäuser. Mittlerweile ist ein Drittel der Standorte mit Photovoltaikanlagen belegt. Die Anlage auf dem Volkswagen-Zentrum in Nürnberg-Marienberg wurde von Greenovative projektiert und gebaut. Rund 75 Prozent des Stromes werden im Gebäude selbst verbraucht, für die Werkstatt, den Showroom und den Bürobetrieb. Außerdem erstellt Greenovative ein komplettes Energiekonzept, das die Steigerung der Energieeffizienz der gesamten Feser-Graf-Gruppe zum Ziel hat. Dabei werden Energiebedarf, Strom- und Heizkosten der Autohäuser analysiert, ein Energiecontrolling implementiert und konkrete Maßnahmen erarbeitet. Mit dem E-Golf, dem E-Up, und dem Golf GTE Plug-in-Hybrid hat Volkswagen einige interessante Stromer in den Markt gebracht, sodass auch Elektroladesäulen fester Bestandteil von Autohäusern werden.
Die Autoren
Bernd Brandstätter
ist Geschäftsführer der Greenovative GmbH. Brandstätters Schwerpunkte sind Vertrieb und Projektmanagement von großen Photovoltaikanlagen.
Markus Buortesch
ist auch Geschäftsführer und hat über 100 gewerbliche Anlagen projektiert. Er entwickelt Energiekonzepte mit Stromspeichern und effizienter Beleuchtung.
Kunststoffverarbeitung braucht viel Energie. Für die Herstellung der beliebten Playmobilfiguren wird jetzt Solarstrom eingesetzt. Der auf den Dächern von Geobra Brandstätter produzierte Strom aus einer 1,8-Megawatt-Anlage wird ausschließlich im Werk selbst verbraucht.
Je nach Hauptabflussrichtung auf dem Dach ergaben sich eher Ost-West- oder Nord-Süd-Ausrichtungen. Der Jahresertrag ist bei jeder Teilanlage in etwa identisch.
Produziert wird rund um die Uhr an sieben Tagen in der Woche mit ganz wenigen Ausnahmen im Jahr. Neben den allseits bekannten Spielfiguren stellt Geobra auch Pflanzbehälter der Marke Lechuza her.
Die einzelnen Werksgebäude unterscheiden sich zum Teil stark im Höhenprofil. Speziell die Hochregallager mit einer Höhe von bis zu 32 Metern werfen lange Schatten, die bei der Planung berücksichtigt wurden.
