Schmallenberger Sauerland

Bioenergiedorf Ebbinghof - Wärmenetz und Windenergie

Ebbinghof ist seit 2010 das erste Bioenergiedorf in Nordrhein-Westfalen. Im Ort werden aus Wind, Sonne und Biomasse mehr Strom und Wärme erzeugt, als die 29 Einwohner und die Hotelgäste verbrauchen. Angefangen 1994 mit der Windenergieanlage, wurde 2002 die erste Photovoltaikanlage in Betrieb genommen, 2005 der erste Holzhackschnitzel-Heizkessel, 2009 die Biogasanlage und das erste Blockheizkraftwerk (BHKW) mit Nahwärmesystem im Dorf. Seit 2011 werden über „Satelliten“-BHKW zwei Nahwärmesysteme in Bad Fredeburg und Schmallenberg versorgt. Ebbinghof erzeugt etwa 8 % des in Schmallenberg verbrauchten Stroms, mit der Wärmemenge könnten 300 bis 400 Haushalte versorgt werden.

Die Dorfgemeinschaft Ebbinghof zeichnet sich durch den ungewöhnlich hohen Gemeinsinn und das bürgerschaftliche Engagement ihrer 5 Familien aus:

  • drei Familien betreiben in enger Zusammenarbeit im Vollerwerb 2 spezialisierte Höfe: eine Schweinezucht mit 1.200 Zuchtsauen und eine Rindermast mit ca. 200 Rindern
  • ein Landwirt mit 30 Milchkühen
  • eine Familie betreibt ein Hotel mit 120 Betten, das auf Urlaub mit Kindern spezialisiert ist
  • eine Ferien- und Pferdepension.

Die Biogasanlage auf Güllebasis löst fast geruchsfrei das Nebeneinander von 1.400 Tieren und dem Hotelbetrieb mit mehr als 25.000 Übernachtungen im Jahr.

Die Wärme aus dem ersten Biogas-BHKW wird in einem Nahwärmesystem verteilt. Zwei Holzhackschnitzelkessel decken die Spitzenlasten im Winter ab. Die beiden  Kessel haben 300 und 500 kW Leistung. Die Wärme des zweiten BHKW wird hauptsächlich für das Aufwärmen des Substrats in der Biogasanlage benötigt. Allein in Ebbinghof ersetzt die Wärme aus dem Biogas-BHKW und dem Holz jedes Jahr mehr als 250.000 Liter Heizöl.

Das Nah-Wärmesystem bindet über 1.000 m Länge 4 Ställe an und mit ca. 600 m Länge die 5 Abnehmer im Dorf. Jeder Abnehmer hat einen eigenen Wärmetauscher und Wärmemengenzähler. Das Wärmeleitungsnetz ist mit vollisolierten Kunststoffrohren ausgeführt. Die Wassertemperaturen erreichen 80 °C im Vorlauf und 60 °C im Rücklauf. Für die kleinen Verbraucher sind Vor- und Rücklauf in einem Twin-Rohr zusammengefasst, die Hauptleitungen sind in 2 Einzelleitungen verlegt.

Viele Kunden befürchten, mit dem Anschluss an ein Wärmenetz in eine stärkere Abhängigkeit zu geraten. Technisch wird eine 100 %ige Lieferfähigkeit durch die 2 BHKW, die 2 Holzhackschnitzelkessel und den 20.000 l-Pufferspeicher für Reserve- und Spitzenlast gewährleistet. Das System ist modular aufgebaut, die 4 Wärmequellen können unabhängig voneinander betrieben werden, der Pufferspeicher überbrückt auch unter Volllast im Winter mindestens 3 Stunden. Wirtschaftlich ist die Entwicklung des Wärmepreises über die Koppelung an einen Energiepreisindex begrenzt.

Windenergie

Die 1994 gebaute Windenergieanlage (WEA) war in Ebbinghof der Einstieg in die Nutzung erneuerbarer Energien. Sie erzeugt im Jahr etwa 300.000 kWh Strom, der über einen Transformator in das Verteilnetz eingespeist wird.

Mit 42 m Nabenhöhe, 31 m Rotordurchmesser und 270 kW Leistung ist die Anlage im Vergleich zu heutigen Windenergieanlagen klein, zeigt jedoch besonders gut die technische Entwicklung über 20 Jahre hin zu Großanlagen mit 140 m Nabenhöhe, 120 m Rotordurchmesser und 3.000 kW Leistung.

Die WEA richtet den Rotor automatisch gegen den Wind aus, bei etwa 12 km/h Windgeschwindigkeit läuft die Anlage an, bei 45 km/h erreicht sie die volle Leistung von 270 kW. Der Rotor dreht je nach Windgeschwindigkeit mit bis zu 40 Umdrehungen pro Minute. Bei 90 km/h, das entspricht einem schweren Sturm, schaltet die Anlage ab. Derartig hohe Windgeschwindigkeiten sind selten, die Verluste durch Abschaltungen gering. Um für die Stromerzeugung im Generator eine konstante Drehzahl zu erreichen, wird die Rotordrehzahl über ein 3-stufiges Getriebe angepasst.

Potential der Windenergie

Ebbinghof und die Nachbarorte gehören zu den Pionieren der Windenergienutzung, aus Altersgründen sind die Altanlagen bis auf eine abgebaut. Unter den erneuerbaren Energien ist der Wind in Schmallenberg die Energie mit dem größten und bisher ungenutzten Potential.

Eine moderne WEA erzeugt im Jahr an einem guten Standort mehr als 6 Mio. kWh Strom. Der Strombedarf in Schmallenberg könnte mit 20 WEA gedeckt werden, allerdings nur in der Summe. Die Stromerzeugung von Windenergieanlagen schwankt zwischen Flauten und Stürmen, im Sauerland kann man mit etwa 4.000 Betriebsstunden in Teillast rechnen, auf volle Leistung umgerechnet etwa 2.000 Stunden im Jahr entsprechend.

Betreiber

Die Photovoltaikanlagen werden von mehreren Eigentümern betrieben. Biogasanlage und BHKW werden von der Ebbinghof Biogas GmbH & Co. KG betrieben. Das Wärmenetz im Dorf mit den Übergabestationen gehört den Abnehmern selbst. Die Windenergieanlage wird von Landwirt Muth-Köhne betrieben.


kW und kWh

Die Leistung eines Energieerzeugers, z.B. eines Generators oder eines Heizkessels wird in kW (Kilowatt) angegeben. Gemessen und abgerechnet wird Energie in kWh (Kilowattstunden), dem Produkt aus Leistung und Laufzeit.

Eine Windenergieanlage läuft die meiste Zeit in Teillast, umgerechnet auf volle Leistung etwa 2.000 h (Stunden) im Jahr. Damit werden je kW Leistung in einem Jahr 2.000 kWh Strom erzeugt. Ein Blockheizkraftwerk läuft rund um die Uhr, mehr als 8.000 h im Jahr, erzeugt damit je kW installierter Leistung gut 8.000 kWh.

Beim Vergleich von Anlagen darf deshalb nicht allein die Leistung betrachtet werden, genauso wichtig für die Stromerzeugung sind die Laufzeiten.