Die Erfahrungen von UESP fließen ein in ein neues Photovoltaik-Hybrid-System für die Dorfstromversorgung auf Wechselstrom-Basis, das Forscher von Fraunhofer ISE und der Firma KACO new energy in einem bis Mitte 2013 laufenden Projekt entwickeln. Es vernetzt unterschiedliche Verbraucher und Energiequellen mit einer standardisierten Kommunikationsinfrastruktur und einem übergeordneten Energiemanagementsystem (EMS). Dieses sorgt dafür, dass das verwaltete Inselsystem möglichst effektiv und preiswert arbeitet und die eingesetzten Ressourcen energetisch und wirtschaftlich optimal einsetzt. Zugleich erfasst und steuert es die Energieflüsse zwischen Erzeugern, Speichern und Verbrauchern, um eine sichere Versorgung zu gewährleisten. Über das EMS wird der vorzeitige Verschleiß von Komponenten wie Batterie und Dieselgenerator verhindert. Das eingebundene Verbrauchsmanagement-System steuert auf Grundlage von (zuvor durch Messungen ermittelten) Erzeuger- und Lastprognosen das Nutzerverhalten und schaltet Lasten flexibel und angebotsorientiert. So werden zum Beispiel Wasserpumpen dann gestartet, wenn Energie reichlich und günstig zur Verfügung steht. Mit diesem Lastmanagement gelingt es weitgehend, das System stabil zu halten. Außerdem helfen die intelligenten Messgeräte, den Verbrauch abzurechnen und über einen variablen Strompreis zu regeln. Das Mini-Grid-Konzept ist so ausgelegt, dass es langfristig auch an das nationale Netz angeschlossen werden kann.

Zentrale Komponenten des Systems sind netzbildende Wechselrichter, MPPT (Maximum Power Point Tracking)-Laderegler, intelligente Zähler sowie eine neuartige Hochvolt-Hybrid-Batterie, die den hohen Wirkungsgrad und die Zyklenfestigkeit von Lithium-Ionen-Batterien mit der Wirtschaftlichkeit von Bleibatterien verbindet. Ein integriertes Batteriemanagementsystem überwacht den Ladezustand, meldet Fehler und erfasst Alterung und Energieinhalt. Der transformatorlose Wechselrichter erreicht einen Wirkungsgrad von über 97 %, er kann bidirektional arbeiten, d. h. er speist entweder in das AC-Netz oder lädt die Batterie mit Energie, die ein auf der AC-Seite integrierter Dieselgerator erzeugt. Das Inselnetz kann nach Bedarf ergänzt und modular auf bis zu 600 kW erweitert werden, der einheitliche Kommunikationsstandard ermöglicht es, DC- und AC-Erzeuger flexibel zu integrieren.

In den bevorstehenden Feldtests werden der Parallelbetrieb zum Netz sowie ein Inselnetz mit Dieselgenerator untersucht.