blindleistungsregelungsfähige Wechselrichter: Beitrag zur Verbesserung der PV-Aufnahmefähigkeit der Verteilnetze

Bild aus dem Beitrag "Neue Dreh­strom­wechsel­richter von KACO erfüllen Mittel­spannungs­richt­linie" vom 20.6.2010 (Bild vergrößern)
 

(10.11.2010) Die steigende Anbindung von Solarstrom-Anlagen stellt die Verteilnetze mitunter vor große, aber lösbare Aufgaben. Die Photovoltaik-(PV-)Industrie will ihren Beitrag dazu leisten, Solarstrom kostengünstig in die Verteilnetze zu integrieren. „Durch den von der PV-Industrie entwickelten blind­leistungs­regelungs­fähigen Wechselrichter kann die Aufnahmefähigkeit der Verteilnetze für Photovoltaik deutlich gesteigert werden. Eine Erhöhung der Einspeisung um 200 Prozent durch innovative Wechsel­richter­technologie ist möglich“, erwartet Günther Cramer, Präsident des Bundesverbands Solarwirtschaft (BSW-Solar).

Zur Erinnerung: Solarstrom wird dezentral und fast ausschließlich auf Verteilnetzebene - also den Mittel- und Niederspannungsnetzen - eingespeist:

• Über 98% aller PV-Anlagen gehen über die Niederspannungsebene ins Netz.
• 1,4% der Anlagen hängen an der Mittelspannungsebene.
• Weniger als 0,03% aller Anlagen haben ihren Netzverknüpfungspunkt mit der Hochspannungsebene - hierbei handelt es sich ausschließlich um Großanlagen, d.h. Photovoltaik-Anlagen mit einer Nennleistung im Multi-Megawatt-Bereich.

Der hiesige Solarstrom-Ausbau auf eine installierte Leistung von 52 GW im Jahr 2020, wie im Nationalen Aktionsplan für Erneuerbare Energien vorgesehen, ist möglich. Allerdings wird der Ausbau von Netzoptimierungen, bzw, Netzaus­baumaßnahmen erfordern: „Die Optimierung und der Ausbau der Netze ist eine anspruchsvolle, aber lösbare Aufgabe“, glaubt Prof. Dr. Torsten Henzelmann, Partner der Unternehmensberatung Roland Berger und Autor einer Studie zu dem Thema, die der BSW Solar in Auftrag gegeben hat.

Im Rahmen einer Umfrage gaben Verteilnetzbetreiber mit einer im Verhältnis zum Durchschnitt sehr hohen PV-Einspeisung die Nichteinhaltung des Spannungsbandes als hauptsächliches Problem an. 77% der befragten Verteilnetzbetreiber mit „PV-Ballungszentren“ in ihrem Netzgebiet haben von Problemen mit der Nichteinhaltung des Spannungsbandes berichtet - diese Herausforderung sei bisher vor allem in ländlichen Gebieten aufgetreten. Die Netzstruktur auf dem Land ist eben deutlich weniger engmaschig als in Städten - und daher auch weniger aufnahmefähig für Photovoltaik.

blindleistungsregelungsfähige Wechselrichter

... können besagtes Spannungsbandes erheblich besser einhalten, so dass ein Großteil der klassischen Netzausbaumaßnahmen (Leiterverstärkung und -ausbau, leistungsstärkere und weitere Transformatoren) zur Gewährleistung der Einhaltung des Spannungsbandes obsolet werden. Diese Wechselrichter können nämlich dezentral durch Blindleistungsbereitstellung oder -entnahme auf das Spannungsband einwirken. Prof. Dr.-Ing Martin Braun vom Fraunhofer IWES in Kassel erklärt: „Unsere Netzberechnungen zeigen, dass die Photovoltaik-Aufnahmefähigkeit der Niederspannungsnetze durch die Bereitstellung von Blindleistung deutlich erhöht und in einigen Fällen auch mehr als verdoppelt werden kann“. Die neue Wechselrichter-Generation soll 2011 zur Verfügung stehen.

Hintergrundinfo: Für eine durch den BSW-Solar beauftragte Umfrage wurden PV-Ballungszentren identifiziert. PV-Ballungszentren sind Groß-, Mittel- und auch Kleinstädte, die im Vergleich die höchste installierte Leistung Photovoltaik (in Wp pro Einwohner) haben. Bei Kleinstädten in Bayern beginnt diese Grenze beispielsweise bei über 1.500 Wp pro Einwohner installierter Photovoltaik-Leistung (Bundesdurchschnitt sind ca. 120 Wp pro Einwohner). Auch die Verteilnetzbetreiber dieser Netzgebiete wurden ermittelt. Mit den Experten von 22 Verteilnetzbetreibern mit PV-Ballungszentren wurden Interviews geführt, in denen es sowohl um die Auswirkungen des aktuellen PV-Ausbauzustands auf die Verteilnetze, als auch um ein zukünftiges Ausbauszenario und mögliche Auswirkungen auf die Netze ging. Hierfür wurde jedem Verteilnetzbetreiber ein potenzielles Ausbauszenario bis 2020 für das Verteilnetz seines PV-Ballungszentrums gezeigt. Dabei wurde der Nationale Aktionsplan der Bundesregierung, der einen Ausbau der Photovoltaik auf fast 52 MW im Jahr 2020 vorsieht, auf das jeweilige Netzgebiet angewandt, was einer jeweiligen Verfünffachung der installierten Leistung entspricht.