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Photovoltaik: Sinkende Einspeisevergütung erfordert effizientere Prozesse

2009-04-17

Die Waferfertigung bei der Deutschen Solar in Freiberg boomt derart, dass sich der Druckluftbedarf  in wenigen Jahren vervierfachte. Bei der Expansion setzt man auf ölfrei verdichtende Kompressoren mit Drehzahlregelung, um die Druckluft noch effizienter zu erzeugen. Eine neue Ringleitung sowie in Kürze eine übergeordnete Steuerung sollen den letzten Rest an Einsparpotenzial herauskitzeln.

Atlas Copco Germany -Dt Solar Andreas Villak
(Essen, Freiberg, 2008) „Weil die gesetzlich vereinbarten Stromeinspeise-Vergütungen jährlich gekürzt werden, verdienen die Endkunden mit ihren Solarmodulen auch weniger Geld“, sagt Andreas Villak, Leiter Technischer Service bei der Deutschen Solar AG im sächsischen Freiberg. Darauf könne man nur reagieren, indem man auch die Preise für die von seinem Unternehmen gefertigten Solarwafer senke. „Wir sind deshalb bestrebt, unsere Produktionskosten und speziell auch den Energieverbrauch unserer Anlagen zu reduzieren“, betont Villak.

Er legt daher Wert darauf, möglichst effiziente Systeme zu betreiben – „zum Beispiel, indem wir unseren seit Jahren stark steigenden Druckluftbedarf nur noch mit modernsten, drehzahlgeregelten Kompressoren decken“. Mit diesen drehzahlgeregelten Maschinen, die von Atlas Copco geliefert wurden, lassen sich Bedarfsschwankungen effizienter abdecken: Verglichen mit konventionellen Anlagen, sinken mit Hilfe der „VSD“ genannten Kompressoren (VSD = Variable Speed Drive) die Energiekosten um bis zu 35 Prozent. Denn die Steuerung eines VSD-Kompressors misst permanent den Systemdruck und vergleicht ihn mit dem Sollwert. Entsprechend dem Bedarf der an den Zapfstellen angeschlossenen Maschinen und Systeme wird die Drehzahl erhöht oder gesenkt. Der VSD vermeidet auf diese Weise einen zu hohen Energieverbrauch: Er komprimiert immer genau in dem Maße, wie die Verbraucher im Netz Druckluft nachfragen. Diese können wiederum stets mit einem konstanten Versorgungsdruck rechnen.

VSD-Maschinen für rapiden Kapazitätsaufbau besser geeignet

Atlas Copco Germany -Dt Solar Station
Auch der kräftig steigende Druckluftbedarf in Freiberg lässt sich mit den VSD-Maschinen besser bewältigen. Die Solar-Branche boomt derart, dass die diversen Tochter-Unternehmen der Bonner Solarworld AG, die auf dem Gelände ansässig sind, mit der Expansion kaum nachkommen. Die Deutsche Solar verarbeitet Silizium zu sogenannten Wafern; die Schwesterunternehmen fertigten daraus Solarzellen sowie verkaufsfertige Solarmodule. „Die wachsende Nachfrage stellt einige Herausforderungen an die Grundversorgung etwa mit Kälte, Klimatechnik oder Druckluft“, betont Andreas Villak, der für die Versorgung aller Betriebe verantwortlich ist. „Vor allem, weil wir hier an 365 Tagen im Jahr 24 Stunden produzieren.“

Um das extreme Wachstum zu verdeutlichen: Im Jahr 2000, als die Deutsche Solar in Freiberg startete, wurde das Werk von der Bayer AG übernommen; zu dem Zeitpunkt waren drei ölfrei verdichtende Atlas-Copco-Kompressoren in Betrieb. 2006 und 2007 kamen jeweils zwei Maschinen hinzu, und für dieses Jahr ist ein weiterer Kompressor geplant. Anfangs lag der Druckluftbedarf bei rund 1500 m3 pro Stunde, inzwischen sind es 5300 m3/h, und bis Ende des Jahres 2008 sollen 6500 bis 7000 m3 Druckluft pro Stunde erzeugt werden können.

Ringsystem mit mehreren Einspeisepunkten erfordert noch bessere Steuerung

Atlas Copco Germany -Dt Solar Sunmodule

Fertigies Solarmodul


Zudem wurde, um die Versorgung sicherzustellen, kürzlich ein redundant ausgelegtes Ringsystem installiert und in Betrieb genommen, in das an mehreren Punkten Druckluft eingespeist wird. Über eine zentrale Leitwarte hat Andreas Villak und seine Mannschaft  die Technik unter Kontrolle. Nach Inbetriebnahme der Ringleitung plant er schon den nächsten Schritt: Er will eine übergeordnete Steuerung installieren, die alle Kompressoren lastabhängig optimal ansteuert. Denn die Erweiterung der Einspeisepunkte und die aufgebaute Redundanz mache eine noch bessere Steuerung erforderlich. „Wir sind ein ‚grünes’ Unternehmen, und Energie ist teuer“, sagt Villak. „Da müssen wir – nicht nur, weil es uns unsere Philosophie vorschreibt – erst recht darauf achten, die Prozesse zu optimieren und die Wirkungsgrade zu steigern.“ Seit die Ringleitung geschlossen ist, werden daher auch die Spitzenverbräuche und Leerlaufzeiten besser kontrolliert.

Generell setzt die Deutsche Solar nur ölfreie Kompressoren ein; die Druckluft wird an mehreren Stellen im Prozess von der Schmelze des Siliziums bis zum Trennen der gegossenen Blöcke zu Säulen und Wafern benötigt.

Alle Kompressoren auf dem Gelände wurden von Atlas Copco gebaut und geliefert. „Das ist zwar der Mercedes unter den Herstellern“, zwinkert Villak, „aber wir sind von Anfang an sehr zufrieden, haben gute Wartungsverträge abgeschlossen, und auch die Vernetzung zur Ringinstallation hat hervorragend geklappt.“ Man wolle grundsätzlich die Anzahl der Lieferanten beschränken und nur für ein Fabrikat Ersatzteile vorhalten müssen. „Bei mehreren Herstellern ginge das ins Uferlose“, betont Villak. Verzichten könnte er auf einen Sicherheitsbestand nicht, denn die Anlagenverfügbarkeit geht dem Technik-Leiter über alles. „Wenn doch etwas passieren sollte, müssen wir sehr schnell reagieren können.“ Doch die Zuverlässigkeit der Atlas-Copco-Maschinen, die zum Teil schon über zehn Jahre alt sind, und der Service seien „einwandfrei“. „Allerdings bekommen wir langsam Platzprobleme“, sagt Villak. Deswegen würden demnächst die kleinen, alten Kompressoren gegen größere, noch effizientere ausgetauscht. „Wir müssen einfach die Kapazität für unsere Expansion schaffen“, betont der Ingenieur.


Reimund Scherff

Reimund Scherff

Business Line Manager Oilfree Air

Atlas Copco Kompressoren und Drucklufttechnik

Langemarckstraße 35
45141 Essen

Christioph Angenendt

Referent Marketing Kommunikation

Atlas Copco Kompressoren und Drucklufttechnik GmbH

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45141 Essen