Hybride Stromversorgung: Kombination aus Generator und Batteriespeicher

Die Hybridspeichersysteme von Atlas Copco verbinden klassische Stromerzeuger mit leistungsstarken Batteriespeichern. Der erzeugte Strom wird nicht direkt verbraucht, sondern zunächst in der Batterie zwischengespeichert und bei Bedarf abgerufen. Eine Besonderheit: Die Systeme sind zusätzlich mit Photovoltaikmodulen ausgestattet. Diese decken bei geeigneter Wetterlage den Strombedarf für den Stand-by-Betrieb der Anlage – überschüssige Energie wird gespeichert.

Das Konzept richtet sich insbesondere an Einsatzorte ohne regulären Netzanschluss, wie es bei der erwähnten Autobahnbaustelle der Fall ist. "Wir setzen die Hybridsysteme für den Bau eines längeren Autobahnabschnitts zwischen Thun und Spiez ein, der voraussichtlich 2027 oder 2028 fertiggestellt wird", berichtet Björn Faes, Leiter Elektrotechnik bei Walo Bertschinger AG.

Wasserhaltung als Anwendungsfeld – unregelmäßiger Energiebedarf

Ein klassischer Stromgenerator wäre auf der Baustelle ursprünglich für die Wasserhaltung vorgesehen gewesen. Diese besteht darin, das durch Regen eindringende Wasser per elektrischer Pumpe abzuleiten. Der Strombedarf ist dabei stark schwankend, abhängig vom Wetter. Ein durchlaufender Generator hätte dabei oft im Leerlauf betrieben werden müssen – ein ineffizienter Betrieb mit entsprechendem Verschleiß, höherem Wartungsaufwand und gesteigertem Kraftstoffverbrauch.

"Wir benötigen Strom für elektrische Pumpen, um Regenwasser von der Baustelle abzuleiten", so Faes. Mit dem Hybridsystem springt der Generator nur bei Bedarf an und läuft dann im optimalen Drehzahlbereich – das verbessert Effizienz, reduziert Emissionen und senkt Betriebskosten.

Einsparungen bei Kraftstoff und Wartung – mit klarer CO₂-Reduktion

Nach interner Prüfung und Berechnung entschied sich die Walo Bertschinger AG für die Investition in gleich zwei Hybridspeichersysteme. "Wir sparen damit eine erhebliche Menge an Kraftstoff ein, senken den logistischen Aufwand sowie die Kosten für Betankung und Wartung. Zudem reduzieren wir den CO₂-Ausstoß, was unserer Nachhaltigkeitsphilosophie entspricht", erklärt Faes.

Ein Generator benötigt beispielsweise alle 500 Betriebsstunden einen Öl- und Filterwechsel. Da der Betrieb im Hybridsystem deutlich reduziert ist, verringern sich auch die Wartungsintervalle. Gleichzeitig sinkt die Lärmbelastung, da der Generator seltener läuft. Erste Daten bestätigen den wirtschaftlichen Nutzen: "Allein im ersten Quartal dieses Jahres haben wir bereits 6000 Liter Diesel eingespart, obwohl die Anlage kaum laufen musste", so Faes. Atlas Copco gibt an, dass unter bestimmten Bedingungen Einsparungen von bis zu 80 bis 90 Prozent im Vergleich zu reinen Generatorlösungen möglich sind.

Hybridspeicher: Nicht immer überlegen – aber oft die beste Lösung

Ein gängiger Einwand lautet, man könne konventionelle Generatoren einfach abschalten, wenn kein Strombedarf besteht. Auf einer kilometerlangen Baustelle mit variierendem Energiebedarf sei das jedoch nicht praktikabel, so Faes: "Es müsste ständig jemand zum Generator fahren, um ihn an- oder auszuschalten. Zudem wäre das Abschalten bei wechselhaftem Wetter unsicher und könnte den Betrieb aufhalten, wenn es dann doch wieder anfängt zu regnen."

Laurent Houmard, Country Manager bei Atlas Copco, ergänzt: "Ein Stromerzeuger müsste bei diesem Bedarfsprofil auf den Spitzenverbrauch – zum Beispiel den Betrieb eines Krans – ausgelegt sein, obwohl dieser nur sporadisch auftritt." Für solche Szenarien bieten Hybridspeichersysteme klare Vorteile.

Netzanschlüsse und Ladeinfrastruktur effizienter gestalten

Neben der direkten Versorgung der Baustelleninfrastruktur eröffnen die Systeme neue Perspektiven für die Gestaltung von temporären Netzanschlüssen. Durch die Pufferung und Zwischenspeicherung des Stroms lassen sich diese kleiner dimensionieren, was sich direkt auf die Kostenstruktur auswirkt.

Zwar ist die Investition in ein Hybridsystem rund drei- bis viermal höher als bei einem herkömmlichen Generator. Doch der langfristige Nutzen überwiegt laut Faes deutlich: "Die Systeme amortisieren sich wie geplant binnen zwei bis drei Jahren. Die Vorteile überwiegen so deutlich, dass wir bereits über weitere Anschaffungen nachdenken. Unser Ziel ist es, zukünftig komplett auf Dieselgeneratoren zu verzichten."

Technische Umsetzung: Bedienkomfort und Zuverlässigkeit im Fokus

Die Nutzung der Systeme gestaltet sich laut Anwender einfach. "Unsere Mitarbeiter müssen nur einen Knopf zum Einschalten drücken – mehr ist nicht nötig", so Faes. Die Steuerlogik, entwickelt von Atlas Copco, sorgt dafür, dass der Generator nur im Bedarfsfall anspringt. Die Ladeleistung kann dabei so reguliert werden, dass der Generator stets im optimalen Lastbereich betrieben wird. Die Einweisung in die Handhabung dauert lediglich rund 30 Minuten.

Auch der Anschluss von Geräten wie Pumpen ist nutzerfreundlich gelöst. "Es wird kein Elektriker benötigt!", betont Laurent Houmard. Die Systeme sind damit für den praktischen Baustellenbetrieb ausgelegt – ein wichtiger Aspekt bei wechselndem Personal und hoher Auslastung.

Ein weiteres Merkmal ist die Nutzung von Solarenergie. Integrierte Photovoltaikmodule sichern zumindest den Stand-by-Betrieb und können bei Bedarf durch externe Solarpanels erweitert werden – ein Schritt in Richtung vollständige Unabhängigkeit von Kraftstoff.

Perspektiven: Energiesysteme für die Baustelle der Zukunft

Atlas Copco sieht in den Hybridspeichersystemen ein zentrales Element für die zukünftige Energieversorgung auf der Baustelle. "Die klassischen Dieselgeneratoren werden mittelfristig verschwinden", prognostiziert Houmard. Dort, wo die Last nicht konstant oder vorhersehbar sei, würden Hybridsysteme oder reine Batteriespeicher künftig dominieren.

Ein weiteres Einsatzgebiet sieht Houmard im Bereich der Netzunterstützung: Die Systeme können als Notstromlösung innerhalb von nur 20 Millisekunden ans Netz koppeln – ein Zeitwert, der auch für Energieversorger von Interesse ist.

Ergänzung durch Schnellladestationen für E-Baumaschinen

Um den Übergang zur elektrischen Bauausrüstung zu unterstützen, bietet Atlas Copco mit der FCP-Baureihe auch Schnellladestationen an, die sich mit den Hybridspeichersystemen kombinieren lassen. Diese erhöhen die Ladegeschwindigkeit elektrischer Maschinen durch Spannungserhöhung deutlich.

Zwei Modelle stehen zur Auswahl: FCP 160 und FCP 240 mit 160 bzw. 240 kW Nennleistung. Bereits das kleinere Modell lädt bis zu sieben Mal schneller als eine typische Wallbox, das größere Modell erreicht eine bis zu 63-fache Ladegeschwindigkeit gegenüber einem normalen Wandladegerät. Damit ermöglichen die Ladestationen eine flexible, netzunabhängige Energieversorgung für elektrische Baumaschinen – ein weiterer Schritt zur emissionsarmen Baustelle.