Profitable Nachtschicht für Wechselrichter

This post was originally published in 2013. The tips and techniques explained may be outdated.

Solarkraftwerk in der Abenddämmerung

Große PV-Kraftwerke wie das vor kurzem in Betrieb gegangene größte europäische Dünnschicht-PV-Kraftwerk Templin in Brandenburg, benötigen auch nachts oft große Mengen an Blindleistung, die kompensiert werden muss. Mit Q at Night können PV-Kraftwerke mit Systemlösungen von SMA nun nicht nur während des täglichen Einspeisebetriebs, sondern auch in der Nacht kompensierende Blindleistung zur Verfügung stellen.

Überall dort wo in großen Kraftwerken Strom erzeugt wird, wird auch Blindleistung benötigt. In PV Kraftwerken und großen Solaranlagen herrscht – bedingt durch die Architektur eines PV Parks mit Transformatoren und der entsprechenden Verkabelung – ein konstanter Blindleistungsbedarf. Tagsüber wird dieser Blindleistungsbedarf durch die Fähigkeit der SMA Wechselrichter zur Bereitstellung von Blindleistung (Einstellung eines Verschiebungsfaktors ≠ 1) problemlos kompensiert. Mit Q at Night ist dies nun auch nachts der Fall. Kosten, die durch notwendigen Fremdbezug der Blindleistung entstehen würden, entfallen. Auch den Blindleistungsbedarf weiterer Erzeuger und Verbraucher vor Ort oder im Netz können Q at Nightfähige SMA Wechselrichter bereitstellen (unter Beachtung ihrer Leistungsgrenze).

 

Solarkraftwerk Templin, Copyright: Bellectric

Solarkraftwerk Templin, Copyright: Belectric

Blindleistung dezentral

Mit steigendem Anteil von PV-Kraftwerken am Stromnetz, steigt auch die Notwendigkeit zur Bereitstellung von Blindleistung an verschiedenen Netzeinspeisepunkten. Dabei spielen die Wechselrichter mit ihren umfassenden Netzmanagementfähigkeiten eine entscheidende Rolle. Die für die Funktionsfähigkeit von technischen Einrichtungen benötigte Blindleistung kann dank der Wechselrichter von PV-Kraftwerken erzeugt und jederzeit am Netzanschlusspunkt dezentral ins Netz eingespeist werden.

 

Herausforderung Eigenverbrauch

In Deutschland gewähren die Energieversorgungsunternehmen meist einen Blindleistungs-Freibezug in Höhe von 50 % der bezogenen Wirkleistung. Beispiel: Bezieht ein Betrieb jährlich 100 000 kWh Wirkenergie, werden bis zu 50 000 kvarh Blindenergie kostenfrei bereitgestellt. Installiert der Betrieb nun eine PV-Anlage zur Verringerung des Bezugsstrombedarfs, reduziert sich auch sein Freibezug an Blindleistung, obwohl der Blindenergiebedarf der Verbraucher meist unverändert bleibt. Bei der Konzeption von Eigenverbrauchs-PV-Anlagen muss daher auch die Eigenversorgung mit Blindleistung berücksichtigt werden – andernfalls entstehen weitere Kosten für den Fremdbezug oder den Einsatz lokaler Kompensationsanlagen.

 

Q @ NightBlindleistungsfähige Wechselrichter

SMA Wechselrichter können während des regulären Einspeisebetriebs jederzeit kapazitive und induktive Blindleistung zur Verfügung stellen. Mit der Entwicklung von Q at Night sind die Geräte jetzt in der Lage auch bei ruhendem Einspeisebetrieb – zum Beispiel nachts – Blindleistung zur Verfügung zu stellen*.

Somit ergibt sich neben der Einsparung von kostenpflichtigem Blindleistungsbezug für die eigene PV-Anlage und falls vorhanden lokaler Stromverbraucher oder der Errichtung einer eigenen Kompensationsanlage eine zusätzliche Einnahmequelle aus der Lieferung von Blindleistung an den Netzbetreiber (z. B. nachts oder immer dann, wenn nicht die volle Nennleistung zur Einspeisung von Wirkleistung benötigt wird).

* zur Zeit 30 % der Wechselrichter-Nennleistung für Anlagen in Deutschland


Mehr Details zum Thema in unserem Whitepaper (pdf)

Weitere Whitepapers aus dem Bereich Großanlagen (Webseite)

 

3 Comments
  1. Avatar
    Thorsten Zoerner says:

    Sehr schöner Beitrag. Meine Hypothese ist, dass mit einer weiteren Verbreitung dieser Technik auch die n-1 Situation am 25. März hätte entschärft werden können. In wenigen Worten: An diesem Tag gab es sehr viel Wind im Norden – Ungplante (fossile) Ausfälle im Süden. Dadurch verstärkte sich das Blindleistungsproblem im Stromnetz (Balance/Transport über weite Strecken). Gezielter Einsatz von großen PV-Parks hätte das lösen können. Stimmt dies?

    Reply
    • Gerrit Naß
      Gerrit Naß says:

      Hallo Herr Zoerner,

      vielen Dank. Bezüglich ihrer Frage werde ich mich Montag bei Ihnen melden, sobald ich mit unseren Experten gesprochen habe.

      Bis dahin ein schönes Restwochenende.

      Sonnige Grüße
      Gerrit

      Reply
    • Avatar
      Felix Kever says:

      Theoretisch ja, allerdings ist das in der Praxis eher schwierig, da hierzu mehrere Bedingungen erfüllt sein müssen.

      Das genannte Problem resultiert aus dem stark scheinleistungsabhängigen Blindleistungsbedarf der Hochspannungs-Freileitungen. Wenn also viel (Wind)energie vom Norden in den Süden transportiert werden muss, wird entlang der Leitung sehr viel Blindleistung benötigt (das Einspeisen der für den Transportweg benötigten Blindleistung ausschließlich am Anfang der Leitung ist technisch und energetisch nicht sinnvoll). Zur Kompensation würde man daher sehr große WR-Leistungen in räumlicher Nähe zu den Übertragungsleitungen benötigen (zum Vergleich: Das ehemalige AKW Biblis stellt eine Leistung von bis zu 0,9 GVar als Phasenschieber bereit). Zudem ist eine möglichst direkte HS-Anbindung der PV-Anlagen wichtig, ansonsten kommt es zu (in diesem Fall ungewollten) Spannungsbeeinflussungen auf Mittel- und Niederspannungsebene.

      Die drei im Beitrag genannten Anwendungsfälle für Q at Night (bzw. Q on Demand) sind aber schon jetzt sinnvoll möglich, wobei mit „Lieferung von Blindleistung an den Netzbetreiber“ eher ein Beitrag zur lokalen oder regionalen Spannungshaltung gemeint ist.

      Reply

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