| Photovoltaik-Hybridsysteme bestehen in der Regel aus einer Kombination von Photovoltaik- und Dieselgenerator. In den meisten Fällen wird diese Konfiguration durch eine Speicherbatterie ergänzt. Dieselgeneratoren arbeiten mit konstanter Drehzahl zur Erzeugung einer netzkompatiblen Frequenz und erhöhen die Versorgungssicherheit eines Hybridsystems. Sie werden in Betrieb genommen, wenn entweder die Last nicht mehr allein vom PV-Wechselrichter des Systems gedeckt werden kann, oder wenn durch hohen Verbrauch bzw. geringes Solarstrahlungsangebot die Speicherkapazität der Batterie erschöpft ist. Dieselgeneratoren dieser Art haben im Teilleistungsbereich einen relativ schlechten Wirkungsgrad. Durch die stürmische Weiterentwicklung der Leistungselektronik wurden in den vergangenen Jahren jedoch erste Motorgeneratorsysteme mit variabler Drehzahl am Markt angeboten, bei denen ein Umrichter zwischen Generator und Verbraucher die Entkopplung zwischen netzkompatibler Netzfrequenz und Generatordrehzahl bewerkstelligt. Mit dieser Kombination lassen sich höhere Wirkungsgrade im Teillastbereich erzielen. Als Konsequenz sind ein reduzierter Kraftstoffverbrauch und möglicherweise auch geringere erforderliche Speicherkapazitäten der Batterie zu erwarten. Diese Arbeit untersucht die Möglichkeiten zur Kraftstoffeinsparungen und zur Kostenoptimierung bei der elektrischen Energieerzeugung in autarken Hybridsystemen durch den Einsatz von drehzahlvariablen Motorgeneratoren und führt zu folgenden Schlüssen: - Der Einsatz von drehzahlvariablen Motorgeneratoren (anstelle konventioneller drehzahlstarrer Motorgeneratoren) führt immer zu Krafftstoffeinsparungen (bis zu 30%), insbesondere wenn die Maschinen häufig im Teillastbereich betrieben werden. - In vielen Fällen können die drehzahlvariablen Motorgeneratoren, trotz des hohen Kaufpreises, wirtschaftlich eingesetzt werden. Je höher der Krafftstoffpreis, desto wirtschaftlicher werden die drehzahlvariablen gegenüber den konventionellen Motorgeneratoren. - Der Einsatz von drehzahlvariablen Motorgeneratoren führt zu einem niedrigeren umweltbelastenden CO2-Ausstoß, zu niedrigeren Schallemissionen und zu einer besseren Stromqualität. - Beim Einsatz von drehzahlvariablen Motorgeneratoren müssen die hohen Investitionskosten und die langsame Lastanpassung des Generators im transienten Bereich (bei hohen Lastsprüngen während des Niedrigfrequenzbetriebs) in Kauf genommen werden. |