Auswirkungen des Photovoltaik-Ausbaus auf die Verteilernetze

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1 Auswirkungen des Photovoltaik-Ausbaus auf die Verteilernetze Studie von Roland Berger Strategy Consultants Zusammenfassung der Ergebnisse Berlin, 04. November 2010

2 Zuallererst: Ein herzliches Dankeschön! Roland Berger Strategy Consultants hat dank Ihrer Mitarbeit eine Studie zu den Auswirkungen der steigenden Anbindung von Photovoltaik-Anlagen an die Verteilernetze durchführen können. Wir haben während der Interviews unsere Thesen durch Ihre fachliche Expertise spiegeln können und haben viele Erkenntnisse gewonnen. Wir sind Ihnen für die Zeit, die Sie sich genommen haben, sehr dankbar, und schätzen Ihre Bereitwilligkeit, Ihr Wissen und Ihre Erfahrungen mit uns zu teilen sowie Thesen mit uns zu diskutieren sehr. Wie versprochen stellen wir Ihnen mit dieser Unterlage die Ergebnisse unserer Umfrage zur Verfügung. Alle Aussagen wurden anonymisiert und aggregiert. Sollten Sie Anmerkungen oder Rückfragen zu der Darstellung haben, stehen wir Ihnen natürlich sehr gerne weiterhin zur Verfügung. Vielen Dank und mit herzlichen Grüßen, Torsten Henzelmann Partner Roland Berger Strategy Consultants Jochen Schönfelder Principal Roland Berger Strategy Consultants Caroline Peters Senior Consultant Roland Berger Strategy Consultants Philipp Hattrup Project Manager Roland Berger Strategy Consultants 2

3 Steigende Anbindung von PV-Anlagen kann bewältigt werden Optimierungs- und Ausbaumaßnahmen der Verteilernetze sind notwendig Die Kern-Ergebnisse der Experten-Interviews > Die Verteilernetze stellen keinen Show-Stopper für den Ausbau der Photovoltaik dar jedoch ist die steigende Anbindung von PV-Anlagen eine Herausforderung für Verteilernetzbetreiber > Auftretende Probleme sind lösbar jedoch sind Investitionen in Maßnahmen zur Erhöhung der Photovoltaik-Aufnahmefähigkeit der Verteilernetze erforderlich > Die Einhaltung des Spannungsbandes ist die am häufigsten auftretende technische Herausforderung, die Überlastung von Betriebsmitteln spielt eine eher untergeordnete Rolle > Städtische Verteilernetze sind wesentlich aufnahmefähiger für dezentrale Einspeisung durch Photovoltaik-Anlagen als ländliche Verteilernetze Maßnahmen werden hauptsächlich in ländlichen Gebieten, in Ausnahmefällen in städtischen Gebieten, notwendig werden > Innovative und verhältnismäßig kostengünstige Maßnahmen werden die Photovoltaik- Aufnahmefähigkeit von Verteilernetzen deutlich verbessern insbesondere durch blindleistungsregelungsfähige Wechselrichter und dynamische Spannungsregler für die Ortsnetzstation 3

4 Durch Fokus auf PV-Ballungszentren können Aussagen zur Belastung der Verteilernetze bei hoher PV-Einspeisung getroffen werden Unsere Gesprächspartner: Netzexperten von V-Netzbetreibern mit PV-Ballungszentren Urbanisierungsgrad Wp/Einwohner >00 Total [Anzahl] Großstadt > Einwohner Mittelstadt Einwohner Kleinstadt / ländliche Region < Einwohner Gesamt Nord Mitte Süd Gesamt Nord Mitte Süd Gesamt Nord Mitte Süd TOTAL 67 83% 9% 93% 44% 28 46% 67% 0% 17% % 4% 37% 4% % % 7% 0% % 21% 2% 41% % 17% 20% 10% % 6% % 9% 20% 36% % 19% 2% 30% % 1% 4% 6% % 9% 12% % % 1% 1% 1% % 9% 6% 30% Aufteilung des Bundesgebiets nach installierter Leistung PV = PV-Ballungszentrum Quelle: EEG Anlagenregister, energymap.info, Statistisches Bundesamt, Roland Berger Strategy Consultants 4

5 Handlungsbedarf besteht bei hoher PV-Einspeisung hauptsächlich in ländlichen Verteilernetzen Auswirkung der variierenden Strukturen von Verteilernetzen auf PV-Aufnahmefähigkeit Übertragungsnetz Verteilernetz Stadt Land Fokus (schematische Darstellung) > Ob das Verteilernetz aufgrund des Anschlusses von PV-Anlagen ausgebaut werden muss, hängt von der lokalen Netzstruktur ab. Verteilernetze wurden traditionell entlang der Last ausgebaut, woraus eine lokal stark variierende Netzstruktur resultiert > Das städtische Verteilernetz ist auf Grund seiner eng-maschigen Struktur und großen Leiterquerschnitte sehr absorptionsfähig für dezentrale Einspeisung durch PV-Anlagen. Zwei der befragten Verteilernetzbetreiber mit ausschließlich städtischen Netzen haben für ihr Netz auch bei einem Ausbau der Photovoltaik entlang des Nationalen Aktionsplans für Erneuerbare Energien (2 GW im Jahr 2020) keinerlei Notwendigkeit für Netzausbaumaßnahmen gesehen > Auch andere Gesprächspartner sehen den Fokus heutiger und zukünftiger Netzausbaumaßnahmen ganz klar in ländlichen Gebieten

6 Die relevanteste technische Herausforderung bei hoher installierter Photovoltaik-Leistung ist die Einhaltung des Spannungsbandes Herausforderungen durch PV-Ausbau in Verteilernetzen (1/2) TECH- NISCH HERAUSFORDERUNGEN 1. Spannungsband einhalten Relevanz ERLÄUTERUNG In Deutschland ist die Normspannung nach DIN IEC geregelt. Eine Schwankung von +/-10 % ist zugelassen. Die am frühesten und am stärksten auftretende Herausforderung auf Ebene der Verteilernetze aufgrund einer hohen installierten Leistung Photovoltaik ist die Einhaltung des Spannungsbandes 2. Leistungsspitzen vermeiden Die Überlastung von Betriebsmitteln macht sich durch thermische Auswirkungen bemerkbar. Transformatoren sind mit Schutzeinrichtungen ausgestattet, die das Gerät ab einer bestimmten thermischen Überlastung vom Netz nehmen. Das Problem ist bisher nur in Einzelfällen aufgetreten und wird auch in Zukunft untergeordnet bleiben 3. Netzschutz gewährleisten Durch dezentrale Einspeisung kommt es zu einer Umkehrung von Lastflüssen. Die am Transformator angesiedelten Netzschutzrelais sind nicht immer in der Lage, die Richtung des Lastflusses zu messen. Die Ortung von im Netz auftretenden Fehlern wird in diesen Fällen erschwert. Möglicherweise wird eine Nachrüstung von Transformatoren mit Messeinrichtungen für die Richtung des Lastflusses notwendig Relevanz: Wie häufig und in welchem Ausmaß tritt die jeweilige Herausforderung auf? Einschätzung basierend auf den Experten-Interviews Legende: hoch niedrig 6

7 Für Verteilernetzbetreiber steigt der Aufwand Mehraufwand und Mehrkosten können nicht immer geltend gemacht werden Herausforderungen durch PV-Ausbau in Verteilernetzen (2/2) HERAUSFORDERUNGEN Relevanz ERLÄUTERUNG PLANE- RISCH 4. Vorausschauende Planung verbessern Die Umlage von Netz-Ausbaumaßnahme über die Netzentgelte ist nur zulässig, wenn die Ausbaumaßnahme in direktem Zusammenhang mit einem Netzanschlussbegehren stehen (Genehmigung durch BNetzA). Vorausschauender Ausbau ist dadurch erschwert. Ausnahmen können unter bestimmten Voraussetzungen genehmigt werden (z.b. Erweiterungsfaktor).. Zusätzliche Leistungen gewährleisten Bei Netzanschlussbegehren sind Netzberechnungen notwendig. Durch Mehraufwand bei Netznutzungs- und Energiedatenmanagement sowie durch komplizierte Regelungen, wie die Eigenverbrauchsregelung bei PV-Anlagen größer 100 kw, steigt der Personalbedarf. 6. Energiemengen- Bilanzierung durch mehr Informationen erleichtern Aufgrund der fluktuierenden Einspeisung von Photovoltaik-Anlagen bleibt eine unstete Restlastkurve. Der Energielieferant gleicht kurzfristig den Verlust- und Differenzbilanzkreis aus. Regelenergie ist auf dem Markt jedoch wesentlich teurer. Es liegen vor allem bei Kleinanlagen < 100 kw keine Informationen zur aktuellen Einspeisung vor, da hier die Messung nicht obligatorisch ist. Relevanz: Wie häufig und in welchem Ausmaß tritt die jeweilige Herausforderung auf? Einschätzung basierend auf den Experten-Interviews Legende: hoch niedrig 7

8 Für jede der technischen Herausforderungen stehen Maßnahmen zur Verfügung, bzw. werden derzeit entwickelt Zuordnung von technischen Herausforderungen und Maßnahmen KLASSISCHE MASSNAHMEN INNOVATIVE MASSNAHMEN Verstärkung Austausch Hinzufügen Anderer Einspeise- Dynamische Blind- Dezentrale Last- der Leiter, von Trans- neuer Netzver- manage- Spannungs- leistungs- Speicher manage- inkl. Parallelsysteme formatoren Transforknüpfungsmenregelung in regelung ment durch leismatorepunkt der ONS durch tungsstär- und Bildung Wechselnetze kere Geräte neuer Ortsrichter Einhaltung des Spannungsbands Leistungsspitzen absorbieren Netzschutz verbessern 8

9 Fokus liegt heute noch auf "klassischen Maßnahmen" Bedeutung und Vorteile von innovativen Maßnahmen wird zunehmend erkannt Auswertung der Einschätzung durch die Verteilernetzbetreiber (% der Befragten) Maßnahmen 1> Netzausbau größerer Leiterquerschnitt und Installation von Parallelsystemen 2> Netzausbau Austausch von Transformatoren durch leistungsstärkere Geräte 3> Netzausbau Hinzufügen neuer Transformatoren und Bildung neuer Ortsnetze 4> Anderer Netzverknüpfungspunkt > Einspeisemanagement 6> Dynamische Spannungsstellung in der Ortsnetzstation 7> Blindleistungsregelung durch den Wechselrichter 8> Dezentrale Speicher 9> Lastmanagement (z.b. Smart Metering) Wirkung für die Erhöhung der PV-Aufnahmefähigkeit d. Netze - Einschätzung Relevanz für den zukünftigen Ausbau Ihres Verteilnetzes 0 niedrig hoch

10 Der Wirkungsgrad der Leiterverstärkung und des Leiterausbaus ist zwar sehr hoch, die Maßnahme ist aber auch verhältnismäßig teuer Maßnahmen-Beurteilung (1/9) 1 NETZAUSBAU Größerer Leiterquerschnitt und Installation von Parallelsystemen AUSSAGEN AUS DEN EXPERTEN-INTERVIEWS - AUSWAHL + VORTEILE NACHTEILE > Dauerhafte Lösung, mit hohem Wirkungsgrad, die direkt an der Problemstellung ansetzt. Durch die Maßnahme kann die Spannungserhöhung gedämpft werden volle installierte Leistung eingespeist werden > Die Maßnahme ist kein "Neuland" die Wirkung kann "mit dem Taschenrechner ausgerechnet werden" > Maßnahme ist sehr teuer, v.a. bei Tiefbau (Kosten EUR/m, davon EUR für das Kabel) > Kosten steigen voraussichtlich noch an, da mit den Kabeln teure Rohstoffe verlegt werden > Maßnahme geht mit einer Störung des öffentlichen Raums einher, v.a. bei Tiefbau (Straßenzüge müssen geöffnet werden) Tiefbau wird vermehrt angewendet, weil die Kabel geringeren atmosphärischen Einflüssen ausgesetzt sind > Es wird eine Genehmigung benötigt, was administrativen Aufwand mit sich bringt BEWERTUNG Die Maßnahme hat zwar eine hohe Wirkung, ist aber sehr teuer der Einsatz sollte nur erfolgen, falls Netzoptimierungen durch innovative Maßnahmen nicht ausreichen (Prinzip Optimierung vor Verstärkung vor Ausbau) 10

11 Einsatz von leistungsstärkeren und mehr Trafos ist billiger als Leiterverstärkung die Maßnahmen sind aber größtenteils komplementär Maßnahmen-Beurteilung (2&3/9) 2&3 NETZAUSBAU Einsatz einer größeren Anzahl an Transformatoren/ Ersetzen bestehender Geräte durch leistungsstärkere Transformatoren AUSSAGEN AUS DEN EXPERTEN-INTERVIEWS - AUSWAHL + VORTEILE NACHTEILE > Es handelt sich um eine dauerhafte Lösung, die direkt an der Problemstellung ansetzt Spannungserhöhung kann gedämpft werden Mehr installierte Leistung kann eingespeist werden > Die Maßnahme hat einen verhältnismäßig hohen Wirkungsgrad und ist kostengünstiger als die Verstärkung von Leitern > Der Einsatz von mehr Transformatoren macht einen Anteil der Leiterverstärkung überflüssig > Maßnahme ist verhältnismäßig teuer (wenn auch günstiger als die Verstärkung von Leitern) > Bei der Unterbringung von Transformatoren können Platzprobleme auftreten (keine freien Grundstücke, Platz in der ONS reicht nicht aus) > Vor allem "kleine" Netzbetreiber haben das Problem der Unterbringung alter Transformatoren. Die Transformatoren sind übrig, aber noch nicht abgeschrieben > Bei Installation neuer oder leistungsstärkerer Transformatoren müssen in manchen Fällen auch zusätzliche Leiter verlegt werden BEWERTUNG Die Maßnahme hat zwar eine hohe Wirkung, ist aber sehr teuer der Einsatz sollte nur erfolgen, falls Netz- Optimierungen durch innovative Maßnahmen nicht ausreichen (Prinzip Optimierung vor Verstärkung vor Ausbau) 11

12 Die Wahl eines anderen Netzverknüpfungspunkts ermöglicht die Ausnutzung vorhandener Netzreserven jedoch zu hohen Kosten Maßnahmen-Beurteilung Wiedergabe von Stellungnahmen aus den Interviews (4/9) 4 ANDERER NETZ- VERKNÜP- FUNGSPUNKT AUSSAGEN AUS DEN EXPERTEN-INTERVIEWS AUSWAHL + VORTEILE NACHTEILE > Noch vorhandene Netzreserven werden verfügbar gemacht > Aus Sicht des Anlagenbetreibers besteht der Vorteil, dass dieser die volle installierte Erzeugungsleistung einspeisen kann > Es findet eine Aufteilung der Kosten zwischen dem Anlagen- und dem Netzbetreiber statt (Kostenaufteilung je nach Anteil, den die jeweilige Partei an der gesamtwirtschaftlich günstigsten Lösung einer Netzverknüpfung hat) > Investitionskosten zur Realisierung eines anderen Netzverknüpfungspunkts sind in den meisten Fällen sehr hoch (zu überbrückende Distanz, topographisch schwierige Strecke) > Zur Einspeisung in eine andere Netzebene werden zusätzliche Transformatoren benötigt Investitionskosten werden in die Höhe getrieben (auch zu berücksichtigen: Leerlaufverluste der Transformatoren) > Entscheidung zum Anknüpfungspunkt verläuft nicht immer konfliktfrei BEWERTUNG Die Maßnahme ist sehr teuer und sehr aufwändig der Einsatz sollte nur erfolgen, falls Netz- Optimierungen durch innovative Maßnahmen nicht ausreichen (Prinzip Optimierung vor Verstärkung vor Ausbau) 12

13 Einspeisemanagement von PV-Anlagen wird kritisch gesehen hoher technischer und Personalaufwand, sowie Konfliktpotenzial Maßnahmen-Beurteilung Wiedergabe von Stellungnahmen aus den Interviews (/9) EINSPEISE- MANAGEMENT (Maßnahme befindet sich für Anlagen >100kW bereits in der Umsetzung zur Debatte steht die Ausweitung auf Anlagen <100 kw) AUSSAGEN AUS DEN EXPERTEN-INTERVIEWS - AUSWAHL + VORTEILE NACHTEILE > Bestehende Netze können ohne > Volkswirtschaftlicher Nutzen ist massive Investitionen weiter genutzt werden > Verteilung der Investitionskosten auf eine große Anzahl von Marktteilnehmern (Anlagen- und Netzbetreiber) fraglich es wird Strom bezahlt, der nicht verbraucht wird; es findet eine Überbauung der Erzeugung statt, um insgesamt eine bessere Auslastung des Systems zu realisieren > Maßnahme ist technisch aufwändig (IKT) und sehr personalintensiv, da jede Abregelung gegenüber der BNetzA gerechtfertigt werden muss > Messtechnische Erfassung und steuerungstechnischer Eingriff in die Kundenanlage sind notwendig BEWERTUNG Eine Ausweitung des Einspeisemanagements auf Anlagen < 100 kw sollte nur in Betracht gezogen werden, wenn die dafür benötigte IKT für einen anderen Zweck sowieso realisiert wird in diesem Fall sind Maßnahmen für die Aufwandsverringerung seitens der Verteilernetzbetreiber notwendig 13

14 Der dynamische Spannungsregler in der ONS wird zukünftig einen Teil der klassischen Netzausbaumaßnahmen ersetzen können Maßnahmen-Beurteilung Wiedergabe von Stellungnahmen aus den Interviews (6/9) 6 DYNAMISCHE SPANNUNGS- STELLUNG IN DER ORTSNETZ- STATION AUSSAGEN AUS DEN EXPERTEN-INTERVIEWS AUSWAHL + VORTEILE NACHTEILE > Maßnahme hat voraussichtlich einen verhältnismäßig hohen Wirkungsgrad > Maßnahme setzt direkt am primären Problem die Nichteinhaltung des Spannungsbands an > Die Maßnahme wird, wenn zu wirtschaftlichen Konditionen auf dem Markt verfügbar, voraussichtlich einen Anteil der schwerwiegenderen Eingriffe (Netzverstärkung und Netzausbau) überflüssig machen > Technik ist bereits von der dynamischen Spannungsregelung zwischen Mittel- und Hochspannung bekannt > Die Maßnahme befindet sich noch im Entwicklungsstadium der Spannungsregler ist noch zu groß für die Ortsnetzstation zwischen Mittelund Niederspannungsebenen und noch deutlich zu teuer > Möglicherweise ist eine zentrale Steuerung notwendig, um ein gegenseitiges Aufschwingen zu vermeiden > Weitere, noch dazu intelligente Betriebsmittel erhöhen Wartungsaufwand und Betriebskosten BEWERTUNG Die Maßnahme sollte so schnell wie möglich verfügbar (d.h. marktreif) gemacht werden es besteht ein großes Potenzial, einen Anteil der sehr teuren klassischen Maßnahmen (Netzverstärkung und Netzausbau) durch diese Maßnahme überflüssig zu machen 14

15 Blindleistungsregelung durch Wechselrichter ist kostengünstige und vielversprechende Maßnahme Maßnahmen-Beurteilung Wiedergabe von Stellungnahmen aus den Interviews (7/9) 7 BLIND- LEISTUNGS- REGLUNGS- FÄHIGER WECHSEL- RICHTER (WR) AUSSAGEN AUS DEN EXPERTEN-INTERVIEWS + VORTEILE NACHTEILE > Die Maßnahme ist kostengünstig und > Durch hohe mit wenig Aufwand realisierbar > Vorhandene Netzstruktur kann viel besser genutzt werden "ich nutze die Leitung aus, bis sie strommäßig ausgelastet ist" (d.h. bis zur Auslastung der Betriebsmittel) > Die Maßnahme ist verhältnismäßig günstig und die Kosten werden über eine große Anzahl von Marktteilnehmern verteilt. Die Investition in den WR wird vom Anlagenbetreiber getragen (1% der Investition für die PV-Anlage) > Dezentrale Anlagen leisten einen Beitrag zu den Netzdienstleistungen Blindleistungseinspeisung werden die Betriebsmittel frühzeitiger ausgelastet > Es existiert das Risiko, dass sich die Wechselrichter "gegeneinander aufschwingen" diese Herausforderung könnte aber, falls relevant, anhand der Steuerung durch eine Kennlinie, d.h. ohne den Aufbau einer Informations-und Kommunikationsstruktur, gelöst werden BEWERTUNG Die Maßnahme hat ein sehr großes Potenzial, einen Anteil der sehr teuren klassischen Maßnahmen überflüssig zu machen. Gegenüber der dynamischen Spannungshaltung in der ONS besteht außerdem der Vorteil einer Verteilung der Kosten über eine große Anzahl von Marktteilnehmern 1

16 Dezentrale Speicher werden als Chance zur Minimierung des Netzausbaus gesehen Entwicklung muss aber beschleunigt werden Maßnahmen-Beurteilung Wiedergabe von Stellungnahmen aus den Interviews (8/9) 8 EINSATZ DE- ZENTRALER SPEICHER ZUM "PEAK SHAVING" (VERGLEICH- MÄSSIGUNG DER SPITZEN) AUSSAGEN AUS DEN EXPERTEN-INTERVIEWS + VORTEILE NACHTEILE > Anhand von dezentralen Speichern mit ausreichender Kapazität könnten Leistungsspitzen vermieden werden > Bei nennenswertem Umfang können deutliche positive Auswirkungen auf die Verteilernetze erzielt werden der "richtige Weg", um den Ausbau der Verteilernetze zu minimieren > Das Problem der kurzfristigen Reservehaltung könnte gelöst werden > Die Kosten für die Maßnahme werden über eine große Anzahl von Marktteilnehmern verteilt. Dezentrale Speicher werden an der PV-Anlage installiert, d.h. die Kosten werden vom Anlagen-Betreiber getragen > Aktuell zu wirtschaftlichen Konditionen verfügbare Speicher haben nicht die Kapazität, die komplette Leistungsspitze einer PV-Anlage abzufangen > Entwicklungsdauer für wirtschaftliche dezentrale Speicher ist möglicherweise noch sehr lang > Zur Steuerung der dezentralen Speicher wäre der Aufbau einer Informations- und Kommunikations- Infrastruktur notwendig > Die Einwirkungsmöglichkeiten des Netzbetreibers müssten neu gestaltet werden BEWERTUNG Die Maßnahme hat langfristig ein großes Potenzial der Netzentlastung, wenn gewährleistet wird, dass Leistungsspitzen abgefangen werden. Zur Beschleunigung der Verfügbarkeit wirtschaftlicher Lösungen am Markt sind Anstrengungen im Bereich Forschung und Entwicklung nötig. Innerhalb der Förderung müsste Peak- Shaving incentiviert werden 16

17 IKT-Aufbau durch Smart Grid hat Vorteile für Verteilernetze vor allem durch bessere Datenverfügbarkeit über dezentrale Einspeisung Maßnahmen-Beurteilung Wiedergabe von Stellungnahmen aus den Interviews (9/9) 9 LAST- MANAGEMENT (z.b. Smart Metering) AUSSAGEN AUS DEN EXPERTEN-INTERVIEWS + VORTEILE NACHTEILE > Durch zuverlässige Verschiebung der Last hin zu dezentral verfügbarer Leistung könnte ein Teil des Verteilernetzausbaus vermieden werden > Ein positiver Nebeneffekt wäre die Verfügbarkeit von Informationen im Netz, z.b. Informationen nahezu in Echtzeit zu Spannungsniveau und Leistung die durch kleine Anlagen eingespeist wird > Aufbau teurer Infrastruktur wäre notwendig > Wirkungsgrad voraussichtlich gering Haushalten haben eine max. Lastverschiebung von ca. 20% Zeitvariable Stromtarife (Tag/Nacht) gibt es in einigen Gebieten werden aber von weniger als 3% der Kunden genutzt, und nur von 1,% aktiv > Zentrale Datenverarbeitung ist eine Herausforderung Wer ist verantwortlich? Wie werden Daten in Echtzeit übertragen und verarbeitet? > Bisher sind keine Standards definiert > Wirkungsgrad wird mit Effizienzgewinn im Stromverbrauch sinken, und Smart Meter selbst verbrauchen Strom BEWERTUNG Das Potenzial der Maßnahme zur Verteilernetzentlastung durch Lastverschiebung wird eher kritisch gesehen. Der positive Effekt einer besseren Datenverfügbarkeit über dezentrale Einspeisung und Verbrauch wäre jedoch ein großer Vorteil. 17

18 Die Wirkung "innovativer Maßnahmen" wird durch Wissenschaftler meist noch höher eingeschätzt eine Quantifizierung Fokus auf innovative Maßnahmen Innovative Maßnahmen Wirkung auf die Steigerung der PV-Aufnahmefähigkeit eines Niederspannungsnetzes Voraussichtlicher Verfügbarkeitszeitpunkt Blindleistungsregelung durch den Wechseltrichter % 2011 Dynamische Spannungsregelung in der Ortsnetzstation % 2014 Dezentrale Speicher ("Peak Shaving") + >100% 2018 Quelle: SMA, BSW, Roland Berger Strategy Consultants 18

19 Zusammenfassung: Die steigende Anbindung von PV-Anlagen an die Verteilernetze ist eine Herausforderung, die bewältigt werden kann > Die Verteilernetze stellen keinen "Show-Stopper" für den Ausbau der Photovoltaik dar allerdings sind für die steigende Anbindung von Photovoltaik-Anlagen an die Nieder- und Mittelspannungsnetze Ausbaumaßnahmen notwendig. Während in Zukunft kein "Netz-Kollaps" erwartet wird, bedeutet der Ausbau der installierten Photovoltaik Leistung auf die im Nationalen Aktionsplan für Erneuerbare Energien geplante 2 GW im Jahr 2020 jedoch eine Herausforderung für die Verteilernetze. Der ambitionierte Ausbauplan kann durch Netzausbaumaßnahmen, vor allem aber auch durch kostengünstige innovative Maßnahmen wie den blindleistungsregelungsfähigen Wechselrichter, bewältigt werden. Eine Quantifizierung der in Deutschland bis 2020 anfallenden Kosten für Netzoptimierung, verstärkung und ausbau ist nicht zuverlässig möglich, da die lokale Netzstruktur ausschlaggebend ist der Ausbauzustand von Ortsnetzen variiert auf lokaler Ebene sehr stark. > Die Einhaltung des Spannungsbandes ist die am häufigsten und zeitlich am frühesten auftretende Herausforderung, die mit der steigenden Einspeisung durch Photovoltaik-Anlagen in Verbindung gebracht wird. 77% der befragten Verteilernetzbetreiber mit PV-Ballungsgebieten im Netzgebiet haben bereits wegen der Nichteinhaltung des Spannungsbandes reagiert. Eine deutlich untergeordnete Rolle spielt die Herausforderung der Betriebsmittelüberlastung. Zwar mussten 40% der Befragten schon Probleme in diesem Bereich beheben, jedoch handelt es sich um Einzelfälle > Herausforderungen treten fast ausschließlich in ländlichen Gebieten auf. Für städtische Netze wurde in den meisten Fällen auch ein Ausbau entlang des Nationalen Aktionsplans für Erneuerbare Energien (2 GW im Jahr 2020) als umsetzbar gesehen; vereinzelt müssten aber bei einer lokalen Konzentration von Photovoltaik-Anlagen auch an städtischen Verteilernetzen zur Realisierung dieses Entwicklungspfads Maßnahmen ergriffen werden > Während heute noch "klassische Netzausbaumaßnahmen" (vor allem Leiterverstärkung und -ausbau, leistungsstärkere und weitere Transformatoren) angewandt werden, können diese in Zukunft zu großen Anteilen durch günstigere und weniger aufwändige "innovative Maßnahmen" ersetzt werden vor allem der Einsatz der dynamischen Spannungsregelung in der Ortsnetzstation und des blindleistungsregelungsfähigen Wechselrichters sind vielversprechend. Durch diese Maßnahmen kann die Photovoltaik-Aufnahmefähigkeit von Niederspannungsnetzen bis zu verdreifacht werden je nach Beschaffenheit des Netzes 19

20 Wenn Sie Rückfragen und Anregungen haben, stehen wir Ihnen gerne weiterhin zur Verfügung Ihre Ansprechpartner Torsten Henzelmann PARTNER Jochen Schönfelder PRINCIPAL Tel.: Mobil: Tel.: Mobil: Philipp Hattrup Philipp Hattrup PROJEKT MANAGER Projekt Manager Tel: Mobil: Caroline Peters Philipp Hattrup SENIOR BERATERIN Projekt Manager Tel: Mobil:

21 It's character that creates impact! 21