Ob Lawinen, Hochwasser oder Stürme: Für die Warnung vor Naturkatastrophen oder Wetterkapriolen ist die rechtzeitige Ermittlung von genauen Umweltdaten unerlässlich. Zahlreiche Messstationen auf der ganzen Welt ermitteln daher automatisch und rund um die Uhr die entsprechenden Wetterbedingungen. Nun haben Forscher ein neues System zur Versorgung von Messgeräten entwickelt, die einen hohen Energieverbrauch haben und weitab des öffentlichen Stromnetzes installiert sind. Bis zu 1.000 Watt liefert EVEREST durch eine Kombination aus Solartechnik, Brennstoffzellen und Windenergie.
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Zahlreiche Messstandorte weltweit können derzeit nicht erschlossen werden, da die notwendige Energie zum Betrieb über herkömmliche Solarmodule nicht ausreicht. So würde beispielsweise eine Windmessstation in einem lawinengefährdeten Gebiet in den Alpen die Vorhersagewahrscheinlichkeit von Lawinenabgängen deutlich erhöhen. Die konventionelle Versorgung mit Solarstrom allein kann den Energiebedarf der Station aber nicht ausreichend decken, da in Schlechtwetterperioden zusätzlich Energie zur Beheizung der Messsensoren benötigt wird. Die Folge sind saisonale Datenverluste.
Hybrides Energiesystem
"Mit der Entwicklung von modularen hybriden Energiesystemen wollen wir erreichen, dass auch netzferne Messstandorte mit einem erhöhten Energiebedarf ganzjährig sicherer und kostengünstiger als bisher betrieben werden können", erklärt Matthias Vetter vom Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE. Vetter ist Leiter des Verbundprojekts "EVEREST", das sich zum Ziel gesetzt hat, geowissenschaftliche Messstationen ganzjährig unter extremen Umweltbedingungen zuverlässig und kostengünstig mit Strom zu versorgen.
Zusammen mit 14 Forschungs- und Industriepartnern aus Deutschland, Österreich, Schweiz und Südtirol/Italien entwickelt das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE seit Januar 2006 modular aufgebaute hybride Energiesysteme. "Die in so genannten EVEREST-Boxen kombinierten hybriden Energiesysteme bestehen aus Photovoltaik-Anlagen und Batterien, die um Zusatzenergieerzeuger wie Stirling-, Wind- oder thermoelektrischen Generatoren sowie Brennstoffzellen ergänzt werden. Dadurch", so Vetter weiter, "können wir Messstationen mit einem Spitzenleistungsbedarf von bis zu 1.000 Watt versorgen".
Energiemanagementsystem
Herzstück des Systems ist ein neuartiges Energiemanagementsystem, das die einzelnen Energieerzeuger miteinander vernetzt und Informationen über den Betriebszustand an den Betreiber der Messstation übermittelt. Um die Betriebssicherheit unter möglichst extremen Umwelt- und Einsatzbedingungen zu testen und zu optimieren, werden die EVEREST-Boxen in den Alpen, im Schwarzwald, in einem Flusstal sowie auf einer Meeresplattform betrieben.
Die EVEREST-Boxen können nach Angaben des ISE in nahezu allen Bereichen der Messtechnik eingesetzt werden: Das Anwendungsspektrum reicht von geowissenschaftlichen Messstationen über Stationen zur Umweltbeobachtung, zur Waldschadensforschung und zur Klimaforschung bis hin zum Einsatz in anderen Branchen wie beispielsweise der Telekommunikation, der Verkehrstechnik oder der Sicherheitstechnik. Denn auch hier wächst der Bedarf an autarker Stromversorgung von technischen Anlagen ständig.
(Fraunhofer ISE, 11.07.2006 – AHE)
