Forschungsprojekt Multi-PV

Die Verfügbarkeit und Qualität der elektrischen Energie ist für private Haushalte, öffentliche Einrichtungen und insbesondere für bestimmte Industriezweige von großer Bedeutung. Bei den technischen Faktoren Spannungsqualität und Versorgungszuverlässigkeit könnten photovoltaische Anlagen mit ihren Wechselrichtern einen Beitrag ohne nennenswerte Zusatzkosten leisten.

Industrienetze, in denen elektrische Maschinen betrieben werden, weisen häufig einen hohen Blindstrombedarf auf. Typischerweise wird dieser durch separate technische Einrichtungen kompensiert. Gleichzeitig treten vielfach erhebliche Oberschwingungen bzw. transiente Ströme auf, die sich negativ auf den Netzbetrieb, die Maschinen und im schlimmsten Fall auf die Produktion auswirken können. Zur Kompensation werden hier Filterkreise und teilweise Stromrichter verwendet. Photovoltaikwechselrichter sind prinzipiell in der Lage, diese Kompensations- und Filterfunktionen zu übernehmen und damit die Spannungsqualität der Netze zu verbessern.Auch hinsichtlich der Versorgungszuverlässigkeit können Photovoltaikanlagen in Verbindung mit einem Speicher grundsätzlich einen Beitrag leisten. Wird die PV-Anlage mit einer stromrichterbasierten Notstromversorgung zu einem Hybridsystem kombiniert, so kann auf einen Stromrichter verzichtet und damit die Investitionskosten gesenkt werden. In diesem Fall muss eine geeignete Regelungstechnik die einfache Integration solcher Hybridsysteme in das Verbundnetz ermöglichen. Anwendungen für derartige Lösungen liegen in Haushalten im Kilowattbereich oder in öffentlichen Gebäuden bzw. der Industrie in Leistungsbereichen bis zu einigen Megawatt.

Vor diesem Hintergrund eröffnet sich ein großes Einsatzpotential für multifunktionale Photovoltaik-Stromrichter, um Netzbereiche mit hoher Spannungsqualität zu erzeugen oder stark gestörte Netze wirtschaftlicher und umweltverträglicher zu gestalten. Dieses Vorhaben zielt darauf ab, Photovoltaik-Stromrichter so zu modifizieren, dass sie die Versorgungsqualität in kritischen Netzen wirtschaftlich verbessern können.
Gemeinsam mit den Projektpartnern wurde zunächst damit begonnen, die Rahmenbedingungen, d.h. die technischen und wirtschaftlichen Potentiale für multifunktionale Photovoltaik-Stromrichter zu ermitteln. Parallel dazu erfolgte gemeinsam mit dem Partner SMA die Entwicklung von gerätetechnischen Konzepten für das Labormuster des multifunktionalen PV-Stromrichters. Diese Konzepte umfassen sowohl die Hardwarebeschreibung des Stromrichters als auch seine Einbindung in Netze mit entsprechender Mess- und Schutztechnik.

SMA wird ein Labormuster für die Gerätetests zur Verfügung stellen, welche im Test- und Experimentierzentrum DeMoTec durchgeführt werden.