Fernsteuerung von PV-Anlagen: Abschaltung und Leistungsregelung

Um Solaranlagen für das Einspeisemanagement des Netzbetreibers und zu Direktvermarktungszwecken auszurüsten, bedarf es einer Fernsteuerung der PV-Anlage. So können Photovoltaikanlagen in ihrer Leistung reduziert als auch ganz abgeschaltet werden. Im folgenden Artikel beschreiben wir, wie eine solche Fernsteuerung einer PV-Anlage funktioniert.

Ob der Betreiber einer Photovoltaikanlage verpflichtet ist, über eine Vorrichtung zur Fernsteuerung verfügen zu müssen, hängt von der Nennleistung der Solarmodule ab. Dabei unterscheidet man 3 Leistungsklassen:

• Solaranlagen mit einer installierten Nennleistung von mehr als 100 Kilowatt muss über eine Vorrichtung zur Fernsteuerung verfügen und dem Netzbetreiber ihre Ist-Einspeisung übermitteln können.
• Seit der EEG-Novelle 2021 muss sich eine PV-Anlage mit mehr als 25 Kilowatt Leistung (vorher 30 kW) nur aus der Ferne hoch- und runterregeln lassen.
• Bei Anlagen mit bis zu 25 Kilowatt installierter Nennleistung haben die Betreiber ein Wahlrecht, ob sich ihre Anlage fernsteuern lassen soll oder die Einspeisung auf 70 Prozent der maximal möglichen Einspeiseleistung ("70-Prozent Regelung") begrenzt werden soll.

Bei der Ermittlung der maximal möglichen Einspeiseleistung geht die Clearingstelle EEG davon aus, dass der Wechselrichter hierbei nicht berücksichtigt wird.

Da größere Photovoltaikanlagen zum Einspeisemanagementnicht nur abgeschaltet bzw. gedrosselt werden, sondern bidirektional auch die jeweiligen Anlagendaten wie z. B. die Einspeiseleistung übermitteln müssen, reicht eine Fernsteuerbarkeit allein über die Rundsteuertechnik nicht mehr aus. Hierzu werden dann eine Übertragungseinheit (GPRS-Modem) für die PV-Anlage und ein Messwertumformer nötig. Der Messwertumformer wird dort notwendig, wo Messwerte über große Entfernungen übertragen werden müssen oder Störfelder in der Übertragungsstrecke liegen.

Technische Grundlage der Datenübertragung

Die Daten der Solaranlage werden in der Regel auf Basis der Technischen Richtlinie BSI1 TR-03109, Anforderungen an die Interoperabilität der Kommunikationseinheit eines intelligenten Messsystems für Stoff- und Energiemengen, über sichere Verbindungen, inhaltsverschlüsselt und signiert übertragen.

Werden neben der Solaranlage noch andere Erzeuger betrieben, so sind grundsätzlich separate Prozesserfassungs-, -verarbeitungs- und -übertragungs-Einheiten erforderlich. Die Übertragung von über die Anforderungen des EEG hinausgehenden Prozessinformationen zum Netzleitsystem des Verteilungsnetzbetreibers erfolgt im Regelfall über eine getrennte Übertragungseinrichtung, die häufig auch mit der für die Erfüllung des EEG erforderlichen Einrichtung zusammengefasst werden kann.

Die Verbindung der Übertragungseinrichtung in der Erzeugungsanlage mit dem Netzleitsystem des Netzbetreibers kann grundsätzlich über leitungsgebundene Telekommunikationsverbindungen (Internet) oder über Funkverbindungen erfolgen. Die Entscheidung dazu ist abhängig von den örtlichen und netzspezifischen Gegebenheiten und wird vom Netzbetreiber festgelegt.

Die Übertragung der Solaranlagendaten kann per Funk (z.B. GSM-Funkmodul) als auch über das Internet erfolgen. Für Funkverbindungen kann die Montage einer externen Antenne außerhalb des Gehäuses der Übertragungseinheit nötig werden. Wegen möglicher elektromagnetischen Störfeldern darf die Antenne jedoch nicht unmittelbar neben oder in der Nähe von Wechselrichtern bzw. Generatoren angebracht werden. Wird die Antenne außerhalb des Gebäudes angebracht, muss sie zudem in das Blitzschutzsystem des Gebäudes einbezogen werden.

Für eine leitungsgebundene Datenübertragung muss lediglich zwischen Übertragungseinheit und dem Übergabepunkt des genutzten Telekommunikationsnetzes ein Datenkabel installiert werden.

Leistungsreduzierung und ferngesteuertes Abschalten

Über diese Fernsteuerung können größere Solaranlage in ihrer Leistung reduziert als auch ganz abgeschaltet werden ("Aus mit Netztrennung"). Hierzu ist die Übertragungseinheit mit potentialfreien einpoligen Umschaltkontakten ausgestattet. Die Rückmeldung erfolgt dann über nicht gewurzelte, potentialfreie Schließerkontakte.

Das Abschalten der Solaranlage erfolgt dann direkt über den Kuppel bzw. Generatorschalter. Auch Relais (z.B. Schütze) sind zur Umsetzung der Ausgangsleistung der Übertragungseinheit auf die Nenndaten der Auslöseeinrichtungen (z. B. Arbeitsstromauslöser) zulässig.

Technische Anforderungen an den Messwertumformer

Als Messwertumformer für die ferngesteuerte Überwachung und Rückmeldung der erzeugten PV-Leistung wird in der Regel ein programmierbarer Multi-Messwertumformer verwendet. Dieser wird vielfach unter dem Zählergehäuse in Reihe zu dem Messwandler-Zähler installiert. Die Spannungspfade werden parallel angeschlossen.

Weitere Informationen zur Auslegung und Parametrierung findet man in den "Technische Mindestanforderungen zur Umsetzung des Einspeisemanagement für Erzeugungsanlagen" des Netzbetreibers.

Laut Clearingstelle EEG reiche es bei PV-Anlagen, für die das EEG 2009 oder EEG 2012 gilt und ins gleiche Netzgebiet einspeisen, aus, lediglich eine Vorrichtung zur Fernsteuerung vorzuhalten. Dabei spiele es keine Rolle, ob die Anlagen mit unterschiedlichen Wechselrichtern gekoppelt sind und unterschiedliche Netzverknüpfungspunkte nutzen. Von Bedeutung sei lediglich, dass der Netzbetreiber über die Steuerung bei Bedarf alle Anlagen in ihrer Leistung reduzieren kann. PV-Anlagen, für die das EEG 2014 gilt, dürfen hingegen nur über eine Fernsteuerung verfügen, wenn diese auch am gleichen Netzverknüpfungspunkt einspeisen. Ein eindeutige Abgrenzung ist laut Experten jedoch strittig.

Die Fernsteuerung einer Photovoltaikanlage ist aber nicht nur aus gesetzlichen Gründen (siehe Einspeisemanagement nach EEG) gefordert, sondern kann auch zur Direktvermarktung des PV-Stroms eingesetzt werden. Denn über die Fernsteuerung der Solaranlage erhält der Stromhändler Zugriff auf die aktuellen Einspeiseganglinien, mit denen der Stromhändler dann im Intraday-Handel an der Strombörse flexibel agieren kann, ohne die verbundene Anlage tatsächlich abzuregeln.

Nur bei negativen Strompreisen an der Börse, wenn an wind- und sonnenreichen Tagen der Stromproduktion nicht genügend Abnehmer gegenüber stehen, können PV-Anlagen dann über die Fernsteuerung auch abgeregelt und abgeschaltet werden.