Ausbau der Niederspannungsnetze minimieren Durch Integration dezentraler Speicher

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1 Ausbau der Niederspannungsnetze minimieren Durch Integration dezentraler Speicher Solarenergie-Förderverein Deutschland (SFV) Dipl.-Ing. Wolf von Fabeck Vordringliches Problem: Anschluss von Solarstromanlagen wird immer häufiger von Netzbetreibern abgelehnt. Die Niederspannungsnetze würden angeblich überlastet.

2 Wenn drei Solaranlagen einspeisen, fließt zwischen B und A der dreifache Strom I Deshalb verdreifacht sich dort die Spannungsanhebung auf 12 Volt A B C D Plus 12 Volt Plus 8 Volt Plus 4 Volt 230 Volt 242 Volt 250 Volt 254 Volt Vereinfachtes Zahlenbeispiel Unzulässig, weil über 253 Volt (230 Volt plus 10 %)

3 Spannungsanhebung Ud I Ud = I * R ergibt sich aus Leitungswiderstand R und Stromstärke I

4 Spannungsanhebung Ud I Ud = I * R ergibt sich aus Leitungswiderstand R und Stromstärke I Wie verkleinert man die Spannungsanhebung?

5 I Netzausbau Ud = I * R Bisher verkleinerte man R Variante Netzausbau

6 I Netzausbau Ud = I * R Wir wollen I verkleinern Variante Speicherintegration

7 I Netzausbau Ud = I * R Es geht um Speicher in der Größenordnung einiger kwh. Dafür sind Pumpspeicherkraftwerke nicht geeignet

8 Oberbecken Pumpspeicherkraftwerk Größenvergleich Pumpspeicherkraftwerk und Bleibatterie 1 kwh speichern 4 Kubikmeter Wasser Im Unterbecken 2 Bleibatterien

9 Aufladbare Batterien als Kurzzeitspeicher (Tag-Nacht-Speicher) Zur Entlastung der Niederspannungsnetze

10 Es folgt ein Vorschlag von Wolf von Fabeck für eine vereinfachte Förderung dezentraler Speicher in fester Verbindung mit einer PV-Anlage

11 In den Mittagsstunden ist der Solarstrom besonders hoch und überlastet bisweilen das Netz. Nachts liefern die Solarmodule überhaupt keinen Strom Leistung Peak-Leistung der Solarmodule (wird nur selten erreicht) Tageshöchstleistung (DC)

12 Leistung Peak-Leistung der Solarmodule Freiwillige Selbstbeschränkung: Umrichterleistung (AC)= 1/3 Peak-Leistung (DC)

13 Wir speichern die mittägliche Leistung und speisen sie am Abend und in der Nacht ein Tageshöchstleistung (DC) speichern Direkt einspeisen Batterie aufladen

14 Tageshöchstleistung (DC) speichern Spitzenleistung des Umrichters (AC) Direkt einspeisen Batterie aufladen

15 Tageshöchstleistung (DC) speichern Spitzenleistung des Umrichters (AC) Direkt einspeisen Batterie aufladen

16 Tageshöchstleistung (DC) speichern Spitzenleistung des Umrichters (AC) Direkt einspeisen Batterie aufladen

17 Tageshöchstleistung (DC) Spitzenleistung des Umrichters (AC) Direkt einspeisen Batterie aufladen

18 Direkt einspeisen Einspeisen Batterie aufladen

19 Direkt einspeisen Einspeisen Einspeisung der gespeicherten Energie ins Stromnetz

20 Direkt einspeisen Einspeisen Einspeisung der gespeicherten Energie ins Stromnetz

21 Direkt einspeisen Einspeisen Ende der Netzeinspeisung zum Schutz der Batterie vor Tiefentladung

22 Volkswirtschaftliche Vorteile: 1. Die mittägliche Solarspitze liefert einen Anteil zur Deckung der abendlichen Lastspitze 2. Niederspannungsnetze weniger Ausbau Direkt einspeisen Einspeisen Ende der Netzeinspeisung zum Schutz der Batterie vor Tiefentladung

23 An Tagen mit sehr hoher Solareinspeisung reicht die gespeicherte Energie sogar bis in die Morgenstunden, aber dann ist der Speicher (bis auf notwendige Restladung) leer Direkt einspeisen Einspeisen

24 Solargenerator Umrichter Einspeisezähler DC AC Speicher Umrichterleistung = 1/3 Solargeneratorleistung

25 Solargenerator Umrichter Einspeisezähler DC AC Speicher Speicherkapazität ausreichend für ca. 60 % des höchstmöglichen Solar- Tagesertrages

26 mittags Mittags Solargenerator Umrichter Einspeisezähler DC AC Speicher

27 Solargenerator Umrichter Einspeisezähler Abends DC AC Speicher

28 Solargenerator Umrichter Einspeisezähler DC AC Speicher Nachts

29 mittags Solargenerator Umrichter AC Einspeisezähler Jede angezeigte kwh erhält die Regelvergütung plus einem Speicherbonus von 19 ct/kwh DC Speicher Hausanschluss Verbraucher im Haushalt Zweirichtungszähler

30 mittags Solargenerator Umrichter Einspeisezähler Speicher DC AC Automatische Trennung bei Stromausfall Hausanschluss Verbraucher im Haushalt Zweirichtungszähler

31 Ausnutzen starker Strompreisunterschiede Solargenerator Umrichter DC AC Einspeisezähler mit zwei Zählrichtungen Bei Aufladen aus dem Netz läuft Zähler rückwärts Speicher Hausanschluss Verbraucher im Haushalt Zweirichtungszähler

32 Ausnutzen starker Strompreisunterschiede Solargenerator Umrichter AC Einspeisezähler mit zwei Zählrichtungen Zähler läuft vorwärts. Gleicht Rückwärtslauf (fast) wieder aus DC Speicher Hausanschluss Verbraucher im Haushalt Zweirichtungszähler

33 Notwendige Änderungen (Diskussionsvorschlag) - AC-Spitzenleistung des Umrichters = 1/3 der DC-Peakleistung des Solargenerators - Netzanschlussberechnung nur für die (kleine) AC-Leistung des Umrichters - Vorrang für Solareinspeisung auch für gespeicherten Solarstrom - Zusätzliche Vergütung für den gesamten direkt und indirekt eingespeisten Solarstrom in Höhe von 19 cent/kwh Weitere Änderungsvorschläge für das EEG: 9 (1) EEG: Netzbetreiber sind auf Verlangen der Einspeisewilligen verpflichtet, unverzüglich ihre Netze entspechend dem Stand der Technik zu optimieren, zu verstärken und auszubauen oder Stromspeicher zu integrieren, um die Abnahme, Übertragung und Verteilung des Stroms aus Erneuerbaren Energien oder Grubengas sicherzustellen. Ferner 3 Nr. 7 EEG: "Netz" (ist) die Gesamtheit der miteinander verbundenen technischen Einrichtungen zur Abnahme, Übertragung, Verteilung und Speicherung von Elektrizität für die allgemeine Versorgung.

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