1. Berner Cleantech-Treff

Transkript

1 1. Berner Cleantech-Treff Kompetenzen erneuerbare Energien: Die Zukunft des Wechselrichters Daniel Freudiger, General Manager Sputnik Engineering International AG, Biel

2 Agenda 1. Kurzüberblick SolarMax 2. Energiewende mit Cleantech 3. Herausforderungen 4. Möglichkeiten der Wechselrichter 5. Rahmenbedingungen 6. Q&A

3 Aus 20 Jahren Erfahrungen lernen 360 Mitarbeiter

4 Firmenentwicklung Kumulierte installierte Leistung in MW 0.1 MW 3500 MW

5 Systemlösungen für alle Anforderungen

6 Aus offizieller Broschüre Masterplan Cleantech Herausgeber: EVED, UVEK (2011)

7 250 Jährlich installierte Leistung in MW

8 9'000 8'000 Jährlich installierte Leistung in MW 7'000 6'000 5'000 4'000 3'000 Deutschland Italien Schweiz 2'000 1'

9 Energiewende mit Cleantech Erneuerbare Energien Energieeffizienz Intelligente Verbraucher

10 Lösungen sind bereits vorhanden

11 PV-Entwicklung / Herausforderungen Ist die Photovoltaik systemrelevant? Nicht (direkt) in der Schweiz Historischer Tag in Deutschland: mehr PV als Atomstrom Damals ca. 17 GW installiert (heute > 30GW) 13 GW wurde eingespeist Was passiert, wenn 13 GW PV gleichzeitig abschalten? Dann geht nicht nur in Deutschland das Licht aus! Primär-Regelreserve in Europa ca. 3 GW In Deutschland ist PV bereits systemrelevant Resultierende Herausforderungen Lokale Spannungserhöhungen hauptsächlich in ländlichen Gegenden 50,2 Hz Problem (bei einer Überschreitung von 50,2Hz müssen in den meisten Ländern alle PV-Wechselrichter im Niederspannungsnetz abschalten) Netzrichtlinien müssen der Dynamik der Photovoltaik folgen

12 Wechselrichter als Netzmanager Die gegenwärtig verfügbaren «Netzmanagement»-Funktionen der SolarMax Wechselrichter können grob in folgende Kategorien eingeteilt werden: Erzeugungsmanagement Remote-Wirkleistungsbegrenzung P(f)-Funktion Statische Spannungshaltung (Blindleistung) Feste Sollwerte Kennlinienfunktionen Dynamische Netzstützung (Fault Ride Through) Mit/ohne Blindstrom während des Fehlers

13 Wechselrichter als Netzmanager Erzeugungsmanagement Remote-Wirkleistungsbegrenzung Zweck: Vermeidung von lokalen Überlastungen des Übertragungs- und Verteilnetzes durch zu hohe Einspeiseleistung. Sollwertvorgaben können über diverse Schnittstellen (digitale I/O, SCADA etc.) an die Wechselrichter bzw. Anlagen übermittelt werden. P(f)-Funktion «Automatische» Reduktion der Einspeiseleistung auf Basis einer vordefinierten Kennlinie

14 Wechselrichter als Netzmanager Statische Spannungshaltung (Blindleistung) Lokale Spannungsregelung Durch die vermehrte Einspeisung kann es lokal zu Spannungserhöhungen kommen, was wiederum angeschlossene Verbraucher schädigen könnte. Das Verteilnetz wurde ursprünglich für einen «Top-Down» Leistungsfluss designt, mit dezentralen Generatoren kehrt sich dieser Energiefluss teilweise um. Durch die kontrollierte Abgabe bzw. Aufnahme von Blindleistung durch die Wechselrichter kann diese Problematik positiv beeinflusst werden >> die «Aufnahmefähigkeit» der bestehenden Netze wird erhöht! Verfügbare Blindleistungsmodi: Fixe Sollwerte für cosφ und Q (auch per Remote-Vorgabe) Q(U AC )- und cosφ (P AC )-Kennlinienfunktionen

15 Wechselrichter als Netzmanager Dynamische Netzstützung (Fault Ride Through - FRT) Erhöhte Immunität gegen Netzstörungen Im Falle eines lokalen, beherrschbaren Kurzschlusses im Verteilnetz trennen sich die Wechselrichter mit FRT-Funktion nicht wie bisher vom Netz, sondern «durchfahren» den Spannungseinbruch und helfen so, grossflächige Blackouts wirkungsvoll zu verhindern. Bei Bedarf können die Wechselrichter das Netz innerhalb von Millisekunden mit einem zusätzlichen Blindstrom stützen, um so dem Spannungseinbruch entgegen zu wirken

16 Beispiel aus der Praxis Datenlogger MaxWeb NX SPC / MaxWeb NX pro Reduktion Wirkleistung ins Netz bei Bedarf Blindleistung an der Übergabestation (Einspeisepunkt) bereitstellen SCADA Anbindung Maximale Zuverlässigkeit Vielfältige Anschlussmöglichkeiten Bereit für künftige Anforderungen Regelung am Einspeisepunkt Swiss Quality

17 Beispiel aus der Praxis I/O Modul integriert im Wechselrichter Statusmeldekontakt Eingang für Funkrundsteuersignalgeber Fehlermelde-Eingang für z.b. Überspannungsschutz ERWEITERBAR! I/O module

18 Eigenverbrauch & lokales Speichersystem Durch das gezielte Verschieben und Zuschalten von Lasten (Lastmanagement) kann man den Eigenverbrauch optimieren, indem z.b steuerbare Verbraucher (z.b. Wärmepumpen) in Zeiten eines hohen Stromangebots oder eines geringeren Strombedarfs eingeschaltet werden. Zudem kann Solarstrom tagsüber in eine Batterie geladen werden. Dabei kann der Anlagenbetreiber aus verschiedenen Modi auswählen, wie die Batterie ge- bzw. entladen wird, beispielsweise in Abhängigkeit des Verbrauchs, der Uhrzeit oder auch um das Netz zu entlasten (Peak Shaving). P-Battery Upgrade Kit (bis 6 kwp)

19 Situation in der Schweiz Möglichkeiten Wechselrichter Anwendung in der Schweiz Stufenweise Reduktion der Wirkleistung der PV-Anlage Automatische Drosselung der Wirkleistung ab 50,2 Hz Vorgabe konstanter Blindleistung Q Spannungshaltung Netzüberlastung Netzstützung Blindleistung in Abhängigkeit der momentanen Netzspannung Q(U) Vorgabe eines festen Verschiebungsfaktors cosφ Verschiebungsfaktor in Abhängigkeit der momentanen Wirkleistung cosφ(p) Fault-Ride-Through (FRT)

20 Fazit Die Photovoltaik ist in der Schweiz noch nicht systemrelevant Es besteht also noch die Chance, frühzeitig geeignete Regeln für die Netzeinspeisung und -stabilisierung aufzustellen Dabei können die Erfahrungen aus anderen Märkten (DE, IT, AU etc.) zu Hilfe gezogen werden SolarMax unterstützt diesen Prozess Mitarbeit in nationalen/internationalen Gremien z.b. IEC TK82 (Photovoltaische Systeme) und TK77A (EMV & niederfrequente Netzrückwirkungen) Unsere Wechselrichter können ihren Beitrag zu einer "intelligenten" Netzeinspeisung leisten!

21 Rahmenbedingungen

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25 Devon Mill, UK

26 Foto: KWO Michelin Werk, D-Karlsruhe

27 Umweltarena, Spreitenbach

28 Jetzt liegt der Ball bei Ihnen! Noch Fragen?