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Pressemitteilungen

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    02/06/2010

    Pressemitteilung 09/2010: Ganzheitlicher Lösungsansatz für Solarparks – Auf der Sonnenseite

    Erneuerbare Energien gewinnen zunehmend an Bedeutung: Ihr Einsatz reduziert die Treibhausgas-Emissionen, macht unabhängig von fossilen Energieträgern, die nicht unbegrenzt zur Verfügung stehen. Und sie sind streng genommen Grundvoraussetzung für eine flächendeckende Einführung von Elektrofahrzeugen, denn nur durch Nutzung Erneuerbarer Energien lassen sich Emissionen aus dem Individualverkehr tatsächlich vermeiden. Die zunehmende Nutzung erneuerbarer Energie stellt allerdings auch erhöhte Anforderungen, an Planer, Errichter und Betreiber von Solarparks. Hier bietet Schneider Electric einen ganzheitlichen Lösungsansatz, der direkt hinter dem Solar-Panel beginnt und bis zur Einspeisung der gewonnenen Energie ins Mittelspannungsnetz alle Aspekte abdeckt.

    Durch die zunehmende Verbreitung von Anlagen zur Erzeugung regenerativer Energie werden die Betreiber stärker in die Pflicht genommen. Dies betrifft besonders das Verhalten eines Solarparks bei Auftreten von Fehlern im Netz, in welches die gewonnene Energie eingespeist wird.

    Konkret bedeutet dies, dass ein Solarpark bei Netzfehlern einen aktiven Beitrag zur Frequenzhaltung und Netzstützung leisten muss. Dazu muss beispielsweise Blindleistung ins Netz eingespeist werden. Eine Photovoltaik-Anlage muss also über "Kraftwerkseigenschaften" verfügen, und sich im Falle eines Netzfehlers wie ein "großes" konventionelles Kraftwerk verhalten. Bei der Photovoltaik übernimmt der Wechselrichter die skizzierten Aufgaben. Durch entspre-chende Ansteuerung der Leistungselektronik können die Geräte Blindleistung erzeugen und über die Schaltanlage ins Netz einspeisen. Für die Überwachung der Anlage wird ein Mittelspannungs-Schutzrelais Sepam mit Q/U-Schutz eingesetzt, das die Flussrichtung der Blindleistung erfasst. Sobald die Anlage im Fehlerfall beginnt, Blindleistung aus dem Netz zu beziehen, wird abgeschaltet, um den Netzfehler nicht zu verstärken.

    Wandler zwischen den Welten
    Die von den Solar-Panels erzeugten Gleichspannung muss vor der Einspeisung in das Mittelspannungs-Netz in die üblicherweise im Netz genutzten dreiphasigen Wechselspannungen umgewandelt werden. Hier kommt die PV Box von Schneider Electric zum Einsatz. Sie bildet gewissermaßen die Schnittstelle – eine Komplettlösung für den Anschluss von Solar-Panels an das Mittelspannungsnetz. In einer störlichtbogengeprüften Betonstation, wie sie in der Mittelspannungstechnik üblicherweise verwendet werden, sind alle benötigten Komponenten untergebracht. Sie enthält die Combiner Box, die Wechselrichter, und natürlich Mittelspannungs-Trafo und  Schaltanlage.

    Combiner Box, Wechselrichter und Mittelspannungs-Schaltanlage
    Als Zentralwechselrichter der Solarpark-Station werden zwei Geräte vom Typ Xantrex GT630 E von Schneider Electric eingesetzt. Diese erfüllen sowohl die deutsche als auch die französische Mittelspannungsrichtlinie. Der Anschluss der Photovoltaik-Module an die Wechselrichter erfolgt entweder direkt oder optional über die so genannte MasterSlave-Combiner Box. Der Einsatz der Combiner Box bietet Vorteile im unteren Teillast-Bereich. Hier werden alle PV-Module an einen einzigen Wechselrichter – den Master – angeschlossen. Damit erhöht sich der Wirkungsgrad, die Verlustleistung und die Anzahl der Betriebsstunden wird reduziert, da bei Teillast nur der Master arbeitet. Für eine gleichmäßige Beanspruchung der Geräte wechseln sich die beiden Wechselrichter täglich als Master ab.

    Die Mittelspannungsschaltanlage ist vom Prinzip her eine gasisolierte Ringkabelschaltanlage vom Typ RM6, die gemäß EN 62271-200 (VDE 0671-200) hermetisch gekapselt und berührungssicher ausgeführt ist. Sie besteht aus zwei Ringkabelfeldern und einem Transformatorabgang mit Leistungsschalter und integriertem Schutzrelais. Die Anlage ist störlichbogengeprüft (Störlichtbogenqualifikation IAC A FL 20 kA 1s).

    Erfüllung der Mittelspannungsrichtlinie
    Zukünftig müssen Wechselrichter für Photovoltaik-Anlagen, die an ein öffentliches Mittelspannungsnetz angeschlossen werden sollen, die Technische Richtlinie „Erzeugungsanlagen am Mittelspannungsnetz“ erfüllen. Als Konsequenz aus diesen Richtlinien müssen Wechselrichter, die in ein Mittel- oder Hochspannungsnetz einspeisen, in der Lage sein, im Fehlerfall ihren Beitrag zur Stützung des Netzes zu leisten. Dies bedeutet, dass die eingesetzten Wechselrichter bei Kurzschluss oder Erdschluss nicht einfach vom Netz getrennt werden dürfen, sondern weiter einspeisen müssen, wobei je nach Zustand des Netzes zusätzlich zur abgegebenen Wirkleistung auch ein Blindleistungsanteil zu erbringen ist.

    Fazit
    Die in der PV Box von Schneider Electric eingesetzten Wechselrichter erfüllen bereits heute die von der Mittelspannungsrichtlinie geforderten Auflagen. Somit ist auch eine Einspeisung in Mittel- und Hochspannungsnetze kein Problem.

    Als Teil eines ganzheitlichen Lösungsansatzes für Solarparks bietet Schneider Electric Planern, Errichtern und Betreibern von Solarparks alles, was zwischen den Solar-Panels und der Einspeisung ins Netz benötigt wird. Die PV Box kann je nach Aufgabenstellung um alle benötigten und zusätzlich gewünschten Komponenten erweitert werden, wie beispielsweise die Combiner Box oder das Monitoring für die gesamte Anlage. So lässt sich für jede Anwendung die gewünschte Lösung maßschneidern.

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