Puerto Ricos Solar-Microgrids hielten während des landesweiten Stromausfalls das Licht an
(spectrum.ieee.org)- Beim landesweiten Stromausfall in Puerto Rico am 16. April blieben mehrere Betriebe und Einwohner im Bergort Adjuntas dank Solarenergie, Speichern und Microgrids mit Strom versorgt, während andere Regionen mehr als 24 Stunden auf die Wiederherstellung warten mussten
- Wiederholte Stromausfälle – vom Tropical Storm Ernesto im August 2024 über einen Defekt an alternden Kabeln an Silvester 2024 bis zu Vegetationsproblemen im April 2025 – zeigen die Verwundbarkeit des veralteten Stromnetzes
- Das DOE kündigte am 21. Mai an, 365 Mio. US-Dollar, die für Dach-Solaranlagen vorgesehen waren, stattdessen hauptsächlich in die Verstärkung der überwiegend auf fossilen Brennstoffen basierenden Netzinfrastruktur zu lenken; die Solarbranche und die Abgeordnete Nydia Velazquez reagierten mit Kritik
- Inmitten politischer Turbulenzen und Engpässen bei Bundesmitteln wachsen privat finanzierte Solar-plus-Batterie-Systeme um rund 4.000 Installationen pro Monat; Ende März erreichte dezentrale Solarenergie 1,14 GW und Batteriespeicher 2,34 GWh
- Casa Pueblo in Adjuntas und das Oak Ridge National Laboratory testen Grid Orchestration, bei der mehrere Microgrids ohne zentrales Stromnetz Strom austauschen, um ein Modell für Resilienz auf lokaler Ebene auszubauen
Adjuntas behielt beim landesweiten Stromausfall im April Strom
- Am 16. April 2025 fiel in ganz Puerto Rico der Strom aus, doch in der Bergregion Adjuntas blieben viele Lichter und Stromversorgungen in Betrieb
- Experimentelle Microgrids, Solarpanels und Speicher wurden kombiniert und versorgten mehrere Betriebe und Einwohner mit Strom
- Andere Teile der Insel warteten mehr als 24 Stunden auf die Wiederherstellung der Stromversorgung, einige noch länger
Wiederholte Ausfälle im Stromnetz Puerto Ricos
- Der Stromausfall im April ist ein Beispiel für wiederkehrende Störungen im alternden Stromnetz Puerto Ricos
- LUMA Energy nannte Vegetation als Ursache des Stromausfalls im April
- Der nahezu vollständige Stromausfall an Silvester 2024 wurde durch einen Defekt an alternden Kabeln ausgelöst
- Starke Winde des Tropical Storm Ernesto im August 2024 kappten die Hälfte der Stromversorgung der Insel
- Jahrzehntelanges Missmanagement und zu geringe Investitionen in die Netzinfrastruktur verschärften das Problem
- Fehlende regelmäßige Wartung und das Versäumnis, auf steigende Nachfrage nach Stromerzeugung zu reagieren, trugen zum Chaos bei
- Hurricane Maria stürzte Puerto Rico 2017 monatelang in Dunkelheit und forderte rund 3.000 Todesopfer
Bundesmittel und politische Konflikte
- Nach Hurricane Maria vergab Puerto Ricos staatlicher Stromversorger PREPA Verträge für Erzeugung, Übertragung und Verteilung an private Betreiber, in der Hoffnung auf Verbesserungen des Stromnetzes
- FEMA stellte mehr als 20 Mrd. US-Dollar an US-Bundesmitteln für Katastrophenhilfe bereit, um das Stromnetz zu verbessern und die Resilienz zu stärken
- Bürokratie und Politik in Puerto Rico und auf dem US-Festland blockieren die Auszahlung dieser Mittel zu einem großen Teil
- Das US-DOE kündigte am 21. Mai an, 365 Mio. US-Dollar, die zuvor für Dach-Solaranlagen vorgesehen waren, in die Netzinfrastruktur umzuleiten
- Das DOE sieht in diesen Mitteln Unterstützung für praktische Reparaturen und Notfallmaßnahmen, die in der aktuellen Krise schneller und wirkungsvoller seien
- Zu den Zielbereichen gehören Systemflexibilität und Reaktionsfähigkeit, Stromfluss und Steuerung, Belastbarkeit von Komponenten, Versorgungssicherheit und Sicherheit
- Dieser Schritt stieß in Puerto Ricos Solarbranche und bei der New Yorker Kongressabgeordneten Nydia Velazquez auf Widerstand; Velazquez betonte, die Mittel seien für gefährdete Communitys der Insel konzipiert worden
Solar-plus-Batterie wächst auf der ganzen Insel
- Politische Turbulenzen und blockierte Bundesmittel treiben die Verbreitung privat finanzierter Solar-plus-Speicher-Systeme auf der ganzen Insel voran
- Zu den Installationsmodellen gehören Leasing, Kredite und Power Purchase Agreements (PPA)
- Laut Javier Rúa-Jovet gehen in Puerto Rico jeden Monat rund 4.000 neue Solar-plus-Batteriespeichersysteme in Betrieb
- Diese Installationen sind an das Stromnetz angeschlossen, können aber auch während eines Stromausfalls betrieben werden
- Laut LUMAs Bericht von Ende März:
- Die netzgekoppelte dezentrale Solarkapazität überstieg 1,14 GW
- Netzgekoppelte dezentrale Batterien kamen mit 2,34 GWh zusätzlich ans Netz
- Solarenergie erzeugt jährlich mehr als 2 TWh Strom, was über 12,5 % des gesamten Haushaltsstromverbrauchs Puerto Ricos entspricht
- Der Großteil stammt aus privaten Solaranlagen; da mehr Einwohner mithilfe privater Finanzierung Systeme installieren, wächst die Kapazität weiter
Grid-Orchestration-Experiment in Adjuntas
- Adjuntas mit rund 18.000 Einwohnern verfolgt einen experimentelleren Ansatz
- Die lokale Umwelt-NGO Casa Pueblo arbeitet mit Forschern des Oak Ridge National Laboratory des US-DOE zusammen, um eine Methode zur Verbindung mehrerer Microgrids zu entwickeln
- Diese Strategie heißt Grid Orchestration: Microgrids tauschen Strom miteinander aus, ohne mit dem puerto-ricanischen Stromnetz verbunden zu sein
- Sie ist so ausgelegt, dass beim Ausfall der Stromversorgung an einem Installationsstandort nicht auch andere Standorte zusammen beeinträchtigt werden; während des inselweiten Stromausfalls im April hielt sie in mehreren Bereichen von Adjuntas die Stromversorgung aufrecht
- Zum Zeitpunkt des Stromausfalls standen Casa Pueblo und die Forscher von Oak Ridge kurz davor, den Test der Orchestrierungsstrategie abzuschließen, bei dem drei der fünf Microgrids in Adjuntas verbunden wurden
- Die drei verbundenen Microgrids sind über Net Metering mit dem Stromnetz verbunden
- Die übrigen zwei sind isoliert
Stromtausch und Nutzung von Speichern
- Das Team demonstrierte, dass Energiehandel von einem Microgrid zu einem anderen und umgekehrt möglich ist
- Diese Stromverschiebung hilft, Energiegrenzen in Zeiten der Spitzennachfrage zu überwinden, und ermöglicht nachts nach Sonnenuntergang, Strom aus zusätzlichen Speichern zu beziehen
- Die fünf Microgrids in Adjuntas stellen zusammen 228 kW Solarkapazität und 1,2 MWh Speicherkapazität bereit
- Dieser Strom versorgt Wohngebiete und 15 Gewerbebetriebe
- Obwohl der Umfang klein ist, kann das System als Beispiel für eine Lösung gelten, die unabhängig vom Stromnetz funktionieren kann
Nächste Schritte und saisonaler Druck
- Casa Pueblo will seinen Bottom-up-Ansatz zur Verbindung von Microgrids weiter verbessern und ausweiten
- Am 20. April eröffnete Casa Pueblo in Adjuntas das Community Laboratory for the Energy Transition
- Ziel ist es, akademische und industrielle Fachleute zusammenzubringen, um neue Microgrid-Technologien zu testen
- Der nächste Meilenstein besteht darin, erfolgreich Microgrids zu verbinden, die geografisch nicht nahe beieinander liegen
- Mit Beginn der warmen Jahreszeit bereitet sich Puerto Rico darauf vor, dass die Stromnachfrage die Erzeugungskapazität übersteigen könnte
- Für die Atlantik-Hurrikansaison 2025 wird eine überdurchschnittliche Stärke vorhergesagt, was die Belastung durch Stromausfälle erhöhen könnte
Von Menschen getriebener Solarausbau
- Rúa-Jovet sieht Solarenergie und Batterien als leicht dispatchbare Ressourcen, die erheblich zur Resilienz gegenüber Stromausfällen auf der ganzen Insel beitragen
- Massol-Deyá sagt, dass die Menschen in Puerto Rico Solarenergie annehmen, selbst wenn die Regierung auf ein „obsolete“ Modell fossiler Stromerzeugung zusteuere
- Dieser Trend ist kein Top-down-Vorstoß von LUMA oder der Regierung, sondern eine Veränderung, die Menschen durch umfangreiche Investitionen in Solarenergie geschaffen haben
1 Kommentare
Meinungen auf Hacker News
Ich frage mich, ob es eine gute Schritt-für-Schritt-Anleitung für eine Solarkonfiguration für zu Hause gibt, die klein genug ist, um keine Baugenehmigung zu brauchen, gut genug aussieht, damit sich die Nachbarn nicht beschweren, und deren Verkabelung praktisch nur aus Einstecken besteht.
Das Beste, was mir bisher einfällt: einen mittelgroßen Akku-Pack fürs Glamping kaufen, ihn an eine Steckdose anschließen und ein paar stromhungrige Geräte wie Kühlschrank und Keller-Luftentfeuchter daran hängen; dann auf der hinteren Terrasse mit kurzen Pfosten und Betonfundament ein kleines Dach bauen, darauf die Panels montieren und ein Kabel bis zum Akku in der Küche ziehen.
Der Artikel behandelt auch die Sicherheitsfragen dabei, eine Steckdose als Eingang zu nutzen, und weist darauf hin, dass das in mehreren europäischen Ländern erlaubt ist, in den USA aber nicht. Geräte direkt an eine Batterie anzuschließen, dürfte aber möglich sein.
Bei einer dauerhafteren Installation oder Netzkopplung braucht man sehr wahrscheinlich eine Elektro-Genehmigung. Wenn man etwas Ähnliches wie Goal Zero oder Jackery will, sollte man sich das Video unter https://www.mobile-solarpower.com/mobile-48v-system.html ansehen.
In Florida liefern selbst durchschnittliche Panels gute Leistung, aber es gibt viele Genehmigungsthemen, und bei Hurrikanen können falsch installierte Panels eine große Gefahr sein, daher sind entsprechende Vorschriften sinnvoll. Als ich in Michigan lebte, gab es weniger Probleme mit Genehmigungen oder Flächennutzung, aber um im Winter brauchbare Leistung zu bekommen, brauchte man drei- bis viermal so viele Panels. Sehr kleine Solaranlagen liefern, sofern man nicht extrem wenig Strom verbraucht, oft zu wenig Leistung und Wert im Verhältnis zum Aufwand.
Wenn man ernsthaft Kosten sparen will, ist es besser, einen All-in-one-Solarwechselrichter und Serverrack-Akkus zu kaufen statt eines tragbaren Akku-Packs. Im Großen und Ganzen ist das fast Plug-and-play: Panels anschließen, Akku anschließen. Wenn man Hauslasten betreiben will, ist die billigste und einfachste Lösung, ohne Netzeinspeisung zu arbeiten: Ein Elektriker hängt ein Critical-Loads-Panel an den Ausgang des Wechselrichters, und für Zeiten ohne Sonne oder mit niedrigem Akkustand lässt man den Wechselrichter am Stromnetz eingesteckt.
Ich habe auch Videos gesehen, in denen Anlagen ähnlicher Größe mit Geräten wie Jackery oder Anker Solix aufgebaut werden, aber realistisch betrachtet reichen zwei bis drei Harbor-Freight-Panels gerade so für ein Homeoffice. Ein Kühlschrank würde den Akku ziemlich schnell leeren. Ich denke auch, dass es möglich ist, Ein- und Ausgang über Wandsteckdosen abzuwickeln, statt Geräte direkt an Akku oder Wechselrichter anzuschließen.
Solarenergie zeigt in ländlichen und städtischen Regionen Pakistans erstaunliche Wirkung. Tatsächlich ist Pakistan zum größten Importeur von Solarpanels geworden.
Ich kenne mich mit Stromnetzen nicht gut aus, frage mich aber, ob dieses Konzept auch dem endlos schwankenden südafrikanischen Stromnetz helfen könnte. In meiner Stadt gibt es häufig Stromausfälle, und die meisten können es sich nicht leisten, Solar auf dem Haus zu installieren.
Pakistan hatte ähnliche Probleme mit rollierenden Abschaltungen, aber durch den massenhaften Import chinesischer Solaranlagen und Batterien sank die Netzlast, sodass Ausfälle nicht mehr häufig vorkommen. Im Gegenteil: Die Nachfrage ist so stark zurückgegangen, dass die Finanzstruktur der Kohlekraftwerksbetreiber gefährdet ist: https://news.ycombinator.com/item?id=43620309
Ich glaube nicht, dass man viel erwarten kann. Wie so vieles im von der ANC regierten Südafrika ist es ein politisches Problem, und Eskom will seinen Anteil kassieren, indem es vorgibt, einen nicht existierenden Service zu liefern, und das Geld dann wieder an Freunde und Familie für deren nicht existierende Services weiterleiten.
[1] https://www.ecr.co.za/shows/stacey-jsbu/eskom-cracks-down-no...
Aber wie es zu einer extrem inkompetenten Regierung passt, wurde kein Wettbewerb eingeführt, und man ließ das Problem liegen. Das Ergebnis: Schon wenn für reguläre Wartung ein einziges Kraftwerk vom Netz geht, gibt es nicht genug Kraftwerke, um die Bevölkerung zu versorgen. Immerhin konnten sich dank des freigesetzten Geldes deutlich mehr Leute einen Audi kaufen.
Solarenergie ist gut, aber wenn „wer sich ein Microgrid leisten kann, sich selbst vor Stromausfällen schützt“ mit Net Metering kombiniert wird, bei dem „Wohlhabende für überschüssig erzeugten Strom eine Prämie erhalten und teuren Spitzenlaststrom zu vergünstigten Preisen zurückkaufen“, ist das schwer als Verbesserung der Netzresilienz zu sehen.
Gemeint ist: sofern man nicht eine seltsame Definition wie „es gibt keinen inselweiten Stromausfall“ verwendet.
Wenn es wie früher eine Struktur ist, die Credits im Verhältnis 1:1 vergibt, hilft das nicht. Nach kurzem Suchen scheint Puerto Rico derzeit ungefähr in diesem Zustand zu sein. Wenn die Vergütung von den Bedingungen zu dem Zeitpunkt abhängt, zu dem der Strom ins Netz eingespeist wird, kann es helfen. Mit geeigneter Steuerung können Speicher die Netzstabilität erhöhen. Speicherprojekte im Maßstab von Versorgungsunternehmen wären wohl kosteneffizienter, aber in Puerto Rico ist Projektmanagement schwierig; daher scheint es auch nützlich, Menschen mit privatem Kapital Solarenergie und Batterien koppeln zu lassen und bei hoher Nachfrage einen Teil ins Netz zu schicken.
Regulierungsbehörden werden angewiesen, sowohl einen höheren Anteil erneuerbarer Energien als auch Stabilität zu fördern, aber solche Schlupflöcher lassen sich schwer schließen, weil Händler, Betreiber und Erzeuger nicht in gutem Glauben handeln und jede mögliche Lücke ausnutzen.
Dezentrale Solarenergie unterstützt dank der Anforderungen von UL 1741-SB ein stabileres Netz für alle.
Tatsächlich ist das zentralisierte Stromnetz, gemessen an der zunehmenden Häufigkeit von Stromausfällen, zu einer nicht funktionierenden bürokratischen Verantwortungsabschiebemaschine geworden und hat nie wirklich gerechten Zugang geboten. Eine Alternative ist Dezentralisierung, und der Artikel behandelt ebenfalls die Netz-Orchestrierung, bei der Casa Pueblo und das Oak Ridge National Laboratory mehrere Microgrids verbinden, damit sie ohne das Stromnetz Puerto Ricos untereinander Strom austauschen. Das mag etwas sein, das Wohlhabende tun, aber Investitionen in Forschung und Entwicklung beginnen oft genau so. Wenn ein staatlich gefördertes Labor neu denkt, wie sich durch koordinierte Dezentralisierung Resilienz erreichen lässt, wirkt das wie ein guter Einsatz öffentlicher Forschungsgelder.
Nimmt man die Überschrift des Artikels wörtlich, ist unklar, was ein Stromausfall mit Microgrid bedeuten soll.
Ein Microgrid sollte per Definition robust gegen Stromausfälle sein. Wenn ein Microgrid durch einen Defekt keinen Strom mehr hat, bleiben benachbarte Netze unbeeinflusst; und wenn durch einen gemeinsamen Fehler alle Nachbarnetze ausfallen, ist es in Ordnung, solange mein lokales Netz dank Design oder Implementierung weiterläuft. Ein Microgrid ist weniger eine Lösung für Stromausfälle als vielmehr eine Struktur, auf die das Problem „Stromausfall“ nicht in derselben Weise zutrifft. Der erste Absatz des Artikels sagt ebenfalls, dass am 16. April ganz Puerto Rico ohne Strom war, und direkt im nächsten Satz, dass in Adjuntas viele Lichter an waren. Beides kann nicht gleichzeitig stimmen. Wenn die Lichter an waren, war es kein vollständiger Stromausfall. Netzsegmentierung und mehrere Erzeugungsquellen können dasselbe leisten und sind übliche Funktionen bestehender traditioneller Stromnetze. Die Stadt, in der ich lebe, hat mehrere Wasserkraftwerke, Windparks und eine HVDC-Verbindung zu einem Nachbarstaat mit verschiedenen Erzeugungsquellen außer Kernkraft, sodass der Strom sehr zuverlässig ist. Wenn Microgrids miteinander verbunden werden, sind sie einfach ein Stromnetz. Wenn man ein funktionierendes Stromnetz baut, können normale Menschen sich auf wichtigere wirtschaftliche Aktivitäten konzentrieren; wenn das nicht gelingt, baut man eben Microgrids.
Am Ende scheint es mir eher ein Problem der Batteriekosten zu sein. Wenn es Batterien gibt, die aus dem Netz geladen und bei einem Stromausfall entladen werden, und man die Kapazität anhand der erwarteten Ausfalldauer dimensioniert, könnte man wohl ungefähr durchhalten. Natürlich setzt das voraus, dass man sich solche Batterien leisten kann.
Ein Netz, das häufig für ein paar Stunden bis etwa einen Tag ausfällt, lässt sich mit Batterien wie einer Powerwall überbrücken; wenn ein Netz aber für Tage bis Monate ausfallen kann, braucht man im Grunde eine Erzeugungsquelle, ob Solar oder etwas anderes. Batterien werden ständig günstiger, aber es wirkt unwahrscheinlich, dass die Speicherung eines Monats Strom billiger wird als der Kauf von Erzeugungsanlagen.
Der Grund, warum ein isoliertes Gerät problemlos Strom zurück ins Netz einspeisen kann, ist, dass es die Frequenz beobachten kann. Bei einem Stromausfall verschwindet diese Information. Man braucht einen Black Start, aber mit isolierten und unkoordinierten Geräten geht das nicht.
Unterdessen muss man im überbürokratischen Dritte-Welt-Italien mehrere Monate warten, bis alle Unterlagen beisammen sind, um Förderungen für eine Solaranlage zu erhalten. Auch die Eigeninstallation ist auf 800W begrenzt, was nach heutigen Maßstäben ziemlich dürftig ist.
Unklar ist hier, ob damit Regeln für den Fall einer Störung der Zusammenschaltung definiert werden sollen oder ob es bedeutet, dass man sowohl Solarenergie als auch Speicher haben muss, um ans Netz angeschlossen zu werden.
Es klang so, als seien drei „Inseln“ miteinander verbunden worden.
Soweit ich es verstehe, müssen die meisten Häuser, die sowohl an Solarstrom als auch ans Stromnetz angeschlossen sind, ein aktives Stromnetz haben, um Solarstrom zu erzeugen.
Dafür gibt es zwei Gründe. Zum einen sollen Leitungsarbeiter, die am Netz arbeiten, nicht gefährdet werden, zum anderen muss die Wechselstromfrequenz der Solaranlage mit der des Stromnetzes synchronisiert werden. Sind diese Häuser gar nicht ans Stromnetz angeschlossen? Oder wird in Puerto Rico Technik eingesetzt, die diese beiden Probleme löst?
Es wird immer üblicher, dass Solarsysteme mit Batterie im Inselbetrieb laufen; wichtiger noch: Das ist legal und erfüllt auch die Elektro-Vorschriften. Wenn das Netz ausfällt oder außerhalb der Spezifikation läuft, wird das Haus vom Stromnetz getrennt und weiter lokal versorgt. Tesla und Sigenergy sind Beispiele dafür. Manche schalten in sehr kurzer Zeit um und verhalten sich praktisch wie eine unterbrechungsfreie Stromversorgung für das ganze Haus, bei anderen können Lichter flackern oder empfindliche Geräte neu starten. Wieder andere Systeme brauchen etwas Zeit, um sich vom Netz zu trennen und in den Inselbetrieb zu gehen.
Dabei wird das vorgelagerte Netz über einen Umschalter getrennt, ähnlich wie beim Anschluss eines Generators.
Wie schwierig es ist, die Synchronisation aufrechtzuerhalten, wenn mehrere Batterien mehrerer Häuser miteinander verbunden sind, weiß ich nicht genau. Ich hatte darüber nicht einmal nachgedacht, bis ich vor ein paar Monaten von dem Stromausfall in Spanien gelesen habe.
Den Originallink habe ich noch nicht gelesen, aber vermutlich ist es eine Kombination aus Netz, Solar und Batterie.
Es wäre schön, genug Solarleistung zu haben, um nur den Spitzenverbrauch an den heißesten Sommertagen zu senken. An solchen Tagen gibt es naturgemäß auch viel Sonne.
Ich brauche kein riesiges System, das immer alles mit Solarstrom betreibt, und Gutschriften vom Versorger interessieren mich auch nicht. Ich will nur Stromrechnungen von 300 Dollar im Sommer und 50 Dollar im Winter vermeiden. Ich frage mich, ob jemand für diesen Zweck eine gute Lösung entworfen hat.
Ich bin noch nicht beigetreten, habe aber aus meinem Umfeld gute Rückmeldungen gehört: https://www.oregoncsp.org/
Derzeit unterstütze ich ein Solarprojekt mit rund 200 MW im Mittleren Westen. Wenn du grobe Angaben zum Standort, zum Versorger und dazu gibst, ob der Tarif fest oder saisonal ist, kann ich dir ein Stück weit weiterhelfen.
Zumindest sagen das die Solarrechner, die ich im Web gefunden habe.
Über 12 Monate hat die Anlage bei 0,13 Dollar pro kWh Strom im Wert von 950 Dollar erzeugt; jetzt habe ich keine Stromrechnung fürs Haus mehr und decke auch Heizung und Kühlung mit Wärmepumpen ab. Ich habe den alten Erdgasofen entfernt und die Gasleitung kappen lassen, wodurch ich rund 2.000 Dollar Heizkosten pro Jahr spare. Das hat alles verändert.
Das nutzt man vor allem, um es per Bankeinzug einzurichten und ein Jahr lang zu vergessen, aber es hilft auch, hohe Sommerrechnungen zu vermeiden. Einen Blick wert.