Analyse, Evaluierung und Optimierung von mikrofinanzierten Solar Home Systemen in Regionen mit schwach entwickelter oder nicht vorhandener Energieversorgung (PDF)

Studienarbeit aus dem Jahr 2009 im Fachbereich Ingenieurwissenschaften - Energietechnik, Technische Universität Berlin (Institut für Konstruktion Mikro- und Medizintechnik ), Veranstaltung: Fachgebiet Konstruktion von Maschinensystemen , Sprache: Deutsch, Abstract: Die Elektrifizierungsrate in Tansania liegt bei rund 11%, in ruralen Gebieten haben nur 2% der tansanischen Bevölkerung Zugang zu Elektrizität. Diese Zahlen verdeutlichen die elektrische Unterentwicklung in Tansania. Durch den Einsatz von solaren Inselsystemen für Haushalte und kleine Betriebe, so genannte Solar-Home-Systems (SHS), ist es möglich Haushalte die aufgrund mangelnder Infrastruktur keinen Zugang zum öffentlichen Netz verfügen, mit Strom für Beleuchtung und Kleinelektrogeräte zu versorgen. Diese Technologie hat sich jedoch in Tansania, entgegen der propagierten
Langlebigkeit, als kurzlebig und problemanfällig herausgestellt. Die dadurch entstehenden Mehrkosten dieses teuren Energiesystems stellt für viele ein großes Problem dar, und wird zu einer Kostenfalle für die Ärmsten der Welt.
Zur möglichen Verbesserung wurden vor Ort innerhalb von zwei Monaten insgesamt 16 SHS - verteilt auf drei Regionen - begutachtet und analysiert. Die Erhebung wurde einerseits durch technische Analysen der SHS und andererseits durch Interviews mit den Anlagenbetreibern durchgeführt. Dabei wurden Erkenntnisse über die Störanfälligkeit
und Kurzlebigkeit der Anlagen gewonnen und daraus Optimierungsmaßnahmen zum Betrieb vorgeschlagen.

Die wichtigsten gewonnenen Erkenntnisse:
Nahezu alle untersuchten Systeme sind für den geforderten Stromverbrauch auf der Stromerzeugerseite (Photovoltaik Module) stark unterdimensioniert. Diese Unterversorgung führt bereits nach kurzer Betriebsdauer zur Übernutzung des SHS. Als kritische Komponente dabei wurde der Energiespeicher, ein Blei-Säure Akkumulator, identifiziert. Die täglich entnommene Energiemenge kann der unterdimensionierte Solar-Generator während der Ladezeit (Zeit der Sonneneinstrahlung) nicht zu Verfügung stellen. Die Folge ist ein Zyklenbetrieb bei kritisch niedrigem Ladezustand des Akkus. Diese
Akku-Betriebsführung beschleunigt die physikalisch bedingten Alterungsprozesse und führt zu einem vorzeitigen Ausfall des Energiespeichers. Diese Fehldimensionierung scheint in Tansania weit verbreitet zu sein. Lokale Solarenergie Anbieter mit teils europäischem Hauptsitz vertreiben unterdimensionierte Komplettpakete und die mangelhafte Dimensionierung wird auf diversen technischen Schulungen kommuniziert. Minderwertige Komponenten, mangelhafte Wartung und qualitativ minderwertig durchgeführte Installationsarbeiten begünstigen diesen Umstand und manifestieren sich in verringerten Generatorleistungen, Wackelkontakten, etc.