Ein lokales Microgrid für Strom, Wärme und Mobilität
Aus vier Gebäuden, einem über Jahre gewachsenen Nahwärmenetz und einer gemeinsamen Energiezentrale ist rund um das Apartmenthaus Zum Birnbaum ein lokales Energiesystem entstanden. Heute werden Erzeugung, Speicherung und Verbrauch nicht mehr getrennt betrachtet, sondern als zusammenhängendes Microgrid betrieben.
So viel Energie wie möglich selbst erzeugen und vor Ort nutzen
Das netzgekoppelte System ist im regulären Betrieb und versorgt vier Gebäude gemeinsam mit Strom und Wärme. Photovoltaik, Blockheizkraftwerke und Batteriespeicher greifen dabei ineinander; eine eigene Mess- und Steuerungsplattform macht die Energieflüsse bis auf einzelne Anlagen und PV-Strings sichtbar.
Unser Microgrid bei BR quer
Donnerstag, 8. Oktober 2026 · 20:15 Uhr
Der BR hat unser Energieprojekt, die Herausforderungen im Stromnetz und unsere Arbeit am intelligenten Microgrid begleitet.
Nach der Ausstrahlung wird der Beitrag voraussichtlich auch in der ARD Mediathek abrufbar sein. Den direkten Link ergänzen wir hier, sobald er verfügbar ist.
Mehrere Gebäude, ein gemeinsames Energiesystem
Zum Verbund gehören zwei Mehrfamilienhäuser mit jeweils sechs Parteien, der Hotel- und Apartmentbetrieb Zum Birnbaum sowie ein Einfamilienhaus. Seit 2012 ist die gemeinsame Energieversorgung in mehreren Ausbaustufen gewachsen: zunächst über Wärme, seit Sommer 2026 auch als gemeinsamer elektrischer Verbund.
Entscheidend ist dabei nicht eine einzelne Komponente, sondern ihr Zusammenspiel: Photovoltaik liefert tagsüber erneuerbaren Strom, die Blockheizkraftwerke erzeugen gleichzeitig Wärme und Elektrizität, und der Batteriespeicher verschiebt verfügbare Energie in Stunden mit höherem Bedarf. So werden die vier Gebäude energetisch als eine gemeinsame Liegenschaft betrachtet.
Schritt für Schritt gewachsen
Das heutige Microgrid wurde nicht als fertige Gesamtanlage errichtet. Jede Ausbaustufe baute auf der vorhandenen Infrastruktur und den Erfahrungen aus dem laufenden Betrieb auf.
Der erste Dachs
Mit dem ersten SenerTec-Dachs wurde zugleich das Nahwärmenetz verlegt. Damit begann die gemeinsame Versorgung mehrerer Gebäude aus einer Energiezentrale.
Wärmenetz erweitert
Zwei weitere Dachs-BHKW kamen hinzu. Gleichzeitig wurde ein weiteres Haus in die gemeinsame Wärmeversorgung eingebunden.
Erste Photovoltaikanlage
Auf dem Dach der Technikzentrale entstand die erste PV-Anlage und ergänzte die Kraft-Wärme-Kopplung um erneuerbare Stromerzeugung.
Batteriespeicher
Der 200-kWh-Speicher kam hinzu und machte es möglich, lokal erzeugten Strom zeitlich flexibler im Verbund zu nutzen.
Elektrisches Microgrid
Mit dem zentralen Netzanschlusspunkt und den privaten Leitungen wurden auch die Stromversorgungen der vier Gebäude zusammengeführt.
Ein Netzanschlusspunkt, dahinter unser privates Microgrid
Die elektrische Klammer des Verbunds ist der zentrale 400-Volt-Netzanschlusspunkt, der im Sommer 2026 mit einer Wandlermessung im Technikraum eingerichtet wurde. Hinter diesem Punkt beginnt unser privates Microgrid: Von hier aus versorgen eigene Leitungen alle vier Gebäude.
Dafür wurden die bisherigen separaten Netz-Zuleitungen der beiden Mehrfamilienhäuser, des Hotel- und Apartmentbetriebs sowie des Einfamilienhauses aufgetrennt und auf Abgänge hinter der zentralen Messung umgelegt. Die interne Verteilung und der Betrieb der privaten Leitungen liegen seitdem in unserem Verantwortungsbereich.
Nach außen bleibt der Verbund regulär mit dem öffentlichen Netz gekoppelt. Die Wandlermessung erfasst für die Abrechnung 15-Minuten-Mittelwerte. Für den tatsächlichen Betrieb reicht diese Auflösung jedoch nicht aus: Eine zusätzliche eigene Messung liefert Ströme, Spannungen, Leistungen und Anlagenzustände überwiegend im Sekundenraster.
Technisch kann das Microgrid manuell vom öffentlichen Netz getrennt werden. Im Alltag arbeitet es jedoch netzparallel; ein automatischer Inselbetrieb ist nicht Teil des regulären Betriebs.
Photovoltaik und Batteriespeicher
Die Photovoltaikanlagen und der Speicher bilden den elektrischen Kern des Microgrids. Trotz ihrer engen Kopplung bleibt jede Anlage bis hinunter zu einzelnen Strings separat messbar und, soweit technisch vorgesehen, steuerbar.
Drei PV-Anlagen
Die Erzeugung verteilt sich über den gesamten Verbund: 20 kWp auf Technikzentrale und Carport, 25 kWp auf dem Hotel und 10 kWp auf dem Wohnhaus. Gemeinsam stellen die drei Anlagen 55 kWp bereit.
Wechselrichter und Strings
Zwei KSTAR KAC50DP und ein Huawei SUN 17KTL binden insgesamt zehn PV-Strings ein. Für jeden String werden Strom, Spannung und Leistung separat erfasst, ebenso die AC-Werte der Wechselrichter. Dadurch bleiben Ertrag und Zustand der einzelnen Anlagenteile jederzeit nachvollziehbar. Begrenzung und Abschaltung sind technisch möglich; die vom Netzbetreiber geforderte Abschalteinrichtung ist vorhanden.
Hybrider Batteriespeicher
Der KSTAR KAC100DP2 stellt 200 kWh nutzbare Kapazität mit Lithium-Eisenphosphat-Zellen bereit. Die 20-kWp-Anlage an der Energiezentrale ist DC-seitig angebunden und kann den Speicher ohne vorherige Umwandlung in Wechselstrom direkt laden. Gleichzeitig ist das System AC-seitig mit dem gesamten Microgrid gekoppelt. Genutzt wird ein Ladezustandsbereich von 10 bis 100 Prozent.
Betriebslimit und Reserve
Technisch kann der Speicher mit bis zu 50 kW laden und entladen. Im aktuellen Betrieb ist die Leistung softwareseitig auf 40 kW begrenzt, damit am Netzanschlusspunkt genügend Reserve bleibt. Eine manuell auslösbare Schwarzstartfunktion ist zwar vorhanden, wurde aber nie praktisch getestet und ist ausschließlich als Notmaßnahme für einen längeren Stromausfall gedacht.
Wärmegeführt, kaskadiert und über 180 Meter verbunden
Strom und Wärme sind im Microgrid eng miteinander verbunden. Im Technikraum arbeiten drei erdgasbetriebene SenerTec-Dachs-BHKW, darunter ein Gerät der zweiten Generation. Jedes Aggregat liefert rund 5,5 kW elektrische und 15 kW thermische Leistung: Die Wärme versorgt das Nahwärmenetz, der gleichzeitig entstehende Strom fließt direkt in das Microgrid.
Technikraum und Gebäude besitzen jeweils eigene Wärmepuffer. Kühlt einer dieser Speicher ab, meldet das betreffende Gebäude seinen Bedarf. Je nachdem, wie viele und wie hohe Anforderungen gleichzeitig vorliegen, werden die drei Dachs-Anlagen nacheinander kaskadiert zugeschaltet.
Auf diese Weise versorgt das rund 180 Meter lange Leitungsnetz alle Gebäude bedarfsgerecht mit Wärme. Die BHKW arbeiten derzeit vollständig wärmegeführt; die Heizkreissteuerung ist noch ein eigenständiges System.
Messung, Abrechnung und Ladeinfrastruktur
Die gemeinsame Versorgung endet nicht bei der technischen Verteilung: Damit intern gelieferter Strom sauber zugeordnet und abgerechnet werden kann, besitzt jede Mietpartei einen geeichten Zähler. Die Zählerstände werden derzeit noch manuell ausgelesen und abgerechnet.
Auch Elektromobilität gehört schon heute zum Verbund. Der öffentliche Typ-2-Ladepunkt mit 11 kW ist seit 2016 in Betrieb und wird für Gäste momentan manuell freigeschaltet und abgerechnet.
Weitere Ladepunkte und zusätzliche Unterzähler für größere Verbraucher sind als spätere Erweiterung vorgesehen. Dann sollen unter anderem regelbare Ladeleistung, OCPP und öffentliches Roaming hinzukommen.
Lokale Flexibilität im realen Betrieb
Der praktische Nutzen des Microgrids zeigt sich vor allem im zeitlichen Zusammenspiel. Photovoltaik erzeugt ihren Strom tagsüber, während der Verbrauch typischerweise am Abend am höchsten ist. Der Speicher nimmt Energie aus ertragreichen Stunden mit, die BHKW ergänzen die Erzeugung während der Wärmeversorgung und die gemeinsame Steuerung hält Lastspitzen sowie unnötige Netzbezüge klein.
Die ersten rund 60 ausgewerteten Betriebstage zeigen bereits, was dieser Ansatz bewirkt: Von insgesamt 6,68 MWh Stromverbrauch konnten 5,15 MWh innerhalb des Microgrids gedeckt werden – rund 77 Prozent. Im Mittel bezog der gesamte Verbund nur etwa 2,1 kW aus dem Netz; die bisher höchste am Netzanschlusspunkt gemessene Last lag bei rund 30 kW.
Diese Zahlen sind bewusst als Momentaufnahme zu verstehen. Während des betrachteten Zeitraums kamen weitere 35 kWp Photovoltaik hinzu, und ein vollständiger Jahreszyklus liegt noch nicht vor. Wie sich Erzeugung, Eigenverbrauch und Autarkie über alle Jahreszeiten verteilen, wird sich deshalb erst nach einem vollen Betriebsjahr belastbar zeigen.
Daten, Strompreise und Anlagen gemeinsam steuern
Damit aus vielen einzelnen Komponenten tatsächlich ein Microgrid wird, müssen ihre Daten an einer Stelle zusammenlaufen. Diese Aufgabe übernimmt GridSense: Alle elektrischen Systeme sind angebunden, ihre Messwerte werden zentral gesammelt und der gesamte Verbund kann von überall aus überwacht werden.
Diese gemeinsame Sicht verbindet technische und wirtschaftliche Entscheidungen. Der vor Ort erzeugte Strom wird an die Mietparteien und den Hotelbetrieb zu einem deutlich günstigeren Preis als extern bezogener Strom weitergegeben und intern abgerechnet. Neben Erzeugung und Verbrauch lassen sich deshalb auch Bezugskosten, interne Erlöse und Margen nachvollziehen.
Was lokal nicht gedeckt werden kann, beziehen wir über einen dynamischen Tarif auf Basis des EPEX-Day-Ahead-Marktes. Die Preise stehen in 15-Minuten-Intervallen etwa 12 bis 24 Stunden im Voraus fest; Netzentgelte und weitere Preisbestandteile werden hinzugerechnet. So kann der Speicher nicht nur auf den aktuellen Energiefluss reagieren, sondern gezielt dann laden, wenn Netzstrom günstig oder der Börsenpreis sogar negativ ist.
Die Grundlage dafür ist eine sehr genaue Sicht auf die Anlage. Die meisten Komponenten liefern alle 0,5 bis 1 Sekunde neue Werte, wenige im Abstand von 1 bis 2 Sekunden. Jede PV-Anlage, jeder einzelne String und jedes Dachs-BHKW wird separat erfasst. Die historischen Daten bleiben langfristig erhalten; aus einzelnen Messpunkten entsteht so über die Zeit ein belastbares Bild des gesamten Standorts.
Wetter- und Einstrahlungsdaten ergänzen dieses Bild um eine Vorschau auf den zu erwartenden PV-Ertrag. Monitoring, Datenerfassung und das aktive Ansprechen elektrischer Komponenten sind bereits in Betrieb. Die darauf aufbauende automatische Optimierung wird derzeit getestet und schrittweise erweitert; die Heizkreissteuerung arbeitet momentan noch separat.
AHR-Energietag: Technik ansehen und Erfahrungen austauschen
Beim Energietag öffnen wir den Technikraum, erklären die Anlage aus der Praxis und kommen mit Privatpersonen, Kommunen, Politik und Fachwelt ins Gespräch.
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