Einbindung Photovoltaik in Verteilernetze

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1 Einbindung Photovoltaik in Verteilernetze Energiesysteme im Umbruch , Wien Dipl. Ing. Dr. techn. Walter Tenschert Energie AG Oberösterreich Netz GmbH

2 Photovoltaik Was ist das? Direkte Umwandlung von Sonnenenergie in elektrische Energie Netz , W. Tenschert 2

3 Sonneneinstrahlung Solarkonstante W/m² Sommer Winter Quelle: wikipedia , W. Tenschert 3

4 Energieumwandlung - Solarzelle 10 18% Wirkungsgrad Quelle (rechts): (hornbacher energie innovationen) , W. Tenschert Quelle (links): pv.com (Modulhersteller) 4

5 Photovoltaikanlagen , W. Tenschert 5

6 Solarcampus Eberstalzell (Oberösterreich) 1-MW-Photovoltaikanlage 1,051 MWp , W. Tenschert 6

7 Solarcampus Eberstalzell Wechselrichter , W. Tenschert 7

8 Photovoltaikanlagen im Netzgebiet der Energie AG , W. Tenschert 8

9 Photovoltaikanlagen im Netzgebiet der Energie AG Stand Anzahl Anlagen in Betrieb PV Leistung in Betrieb 43,7 MWp Erzeugte elektr. Energie ca GWh Anteil an verteilter Energie *) 0,7 % Erwartung 2020 Anzahl Anlagen in Betrieb ca PV Leistung in Betrieb ca. 120 MWp Erzeugte elektr. Energie ca. 120 GWh Anteil an verteilter Energie *) 2 % Prognose Photovoltaic Austria für Energieanteil 2020: 8% *) Anteil an Gesamtabgabe elektr. Energie , W. Tenschert der Energie AG Oberösterreich Netz GmbH 9

10 Solare Erzeugung Sonnenschein 17. August 2011 Leistung Energie 0 h 6 h 12 h 18 h 24 h Quelle: Energie AG Oberösterreich 1 MW PV Anlage Eberstalzell , W. Tenschert 10 ganzjährige 5 Sekunden Messung 2011

11 Solare Erzeugung in der Praxis 17. August August August August 2011 Quelle: Energie AG Oberösterreich 1 MW PV Anlage Eberstalzell , W. Tenschert 11 ganzjährige 5 Sekunden Messung 2011

12 Tagesdauerline Leistung PV Leistung 10. August 2011 Energie Zeitlicher Verlauf Tag 2 Dauerlinie , W. Tenschert Quelle: Energie AG Oberösterreich 1 MW PV Anlage Eberstalzell ganzjährige 5 Sekunden Messung 2011

13 Jahresdauerlinie 100 % 50 % 0 % 0 Leistung Energie kwh/kwp/a (Eberstalzell 2011) Leistung je Paneelfläche W/m² Paneelfläche Energieertrag in Österreich ca kwh/kwp/a optimiert auch etwas mehr Einflussfaktoren Sonneneinstrahlung Ausrichtung Nachführung 1 Jahr , W. Tenschert Quelle: Energie AG Oberösterreich 1 MW PV Anlage Eberstalzell ganzjährige 5 Sekunden Messung

14 Auswirkung auf Energiewirtschaft und Stromnetze Energiewirtschaft Mittagspitze entfällt Peak-Base-Differenz wird kleiner konventionelle Kraftwerke werden unwirtschaftlicher Übertragungsnetze In Deutschland: PV-Erzeugung übersteigt demnächst zeitweise die Netzabnahme In Kombination mit Winderzeugung hoher Transportbedarf quer durch Europa Lokale Überlastungen stabiler Netzverbund? Verteilernetze , W. Tenschert 14

15 Verteilernetz - Hochspannung Verteilernetz der Energie AG Oberösterreich Netz GmbH ca. 600 km , W. Tenschert 15

16 Verteilernetz - Mittelspannung Verteilernetz der Energie AG Oberösterreich Netz GmbH ca km , W. Tenschert 16

17 Verteilernetz - Niederspannung Verteilernetz der Energie AG Oberösterreich Netz GmbH ca km , W. Tenschert 17

18 Spannungsanhebung im Niederspannungsnetz 5kWp 5kWp 20 kwp Spannungsverlauf: ohne Photovoltaikanlagen oberer Grenzwert 100 % 230 V unterer Grenzwert , W. Tenschert 18

19 Spannungsanhebung im Niederspannungsnetz 5kWp 5kWp 20 kwp Spannungsverlauf: mit Photovoltaikanlagen oberer Grenzwert 100 % 230 V unterer Grenzwert , W. Tenschert 19

20 Spannungsanhebung im Niederspannungsnetz 5kWp 5kWp 20 kwp Spannungsverlauf: Pfingstsonntag Mittag oberer Grenzwert 100 % 230 V unterer Grenzwert , W. Tenschert 20

21 Spannungsanhebung Lösungsansätze PV Anschluss nicht zulassen Ziele politische Ziele hohe Kosten Netz ausbauen Allgemeinheit zahlt Netze häufig neu Lösungsansätze volkswirtschaftlich fraglich Spannungsregelung Situative Leistungsbegrenzung geringere Mehrkosten technisch aufwändig wenig Praxis gesamtwirtschaftlicher Ansatz probabilistische Lösung , W. Tenschert 21

22 Spannungsregelung Geregelter Ortsnetztransformator 5kWp 5kWp 20 kwp Spannungsverlauf: Pfingstsonntag Mittag oberer Grenzwert 100 % 230 V 95 % 219 V unterer Grenzwert , W. Tenschert 22

23 Spannungsregelung Längsregler 5kWp 5kWp 20 kwp Spannungsverlauf: Pfingstsonntag Mittag oberer Grenzwert 100 % 230 V unterer Grenzwert , W. Tenschert 23

24 Spannungsregelung Batteriebufferung 5kWp 5kWp 20 kwp Spannungsverlauf: Pfingstsonntag Mittag oberer Grenzwert 100 % 230 V unterer Grenzwert , W. Tenschert 24

25 Situative Leistungsbegrenzung 100 % Leistung Wahrscheinlichkeit keine Abnahmelast 67 % 50 % 5% 2 17% 7 5%? Energie Situative Leistungsbegrenzung auf 50% erlaubt doppelt so viele Photovoltaikanlagen ohne Netzausbau non firm connection Maximaler Energieverlust 5% je Anlage 0 % 0 1 Jahr , W. Tenschert Quelle: Energie AG Oberösterreich 1 MW PV Anlage Eberstalzell ganzjährige 5 Sekunden Messung

26 Pionierregion Oberösterreich St. Georgen b. Obernberg Eberstalzell (2x) Herausforderungen der Gegenwart mit Lösungen der Zukunft bewältigen Regelbare Ortsnetztrafos Längsregler (Batteriebufferung) Smart Metering Von Pilotprojekten zur flächigen Umsetzung Konzept x so viel Photovoltaik zu 1/5 der Kosten max. 5 % Energieverlust , W. Tenschert 26

27 Internationales Projekt igreengrid Austausch mit europäischen Partnern Projekt igreengrid (EU FP7) Änderungen der Verteilnetzstruktur für die Integration dezentralen erneuerbarer Energien Empfehlung für einen Grid-Code, der EU-weit anwendbar ist IBERDROLA , W. Tenschert 27

28 Herzlich willkommen bei einem Besuch des Solarcampus Eberstalzell. Dipl.-Ing. Dr. techn. Walter Tenschert Geschäftsführer Technik Energie AG Oberösterreich Netz GmbH Böhmerwaldstraße Linz Tel.: +43 (0) walter.tenschert@netzgmbh.at Web: 28