Bereits heute wird an sonnigen Tagen bis zu ein Drittel des deutschen Strombedarfs durch Solarstrom gedeckt. Daher müssen Solarkraftwerke, die in das Mittelspannungsnetz einspeisen, die in Deutschland geltenden Mittelspannungsrichtlinien erfüllen. Diese fordern u. a. eine Beteiligung an der statischen und aktiven Netzstützung. Dazu müssen sie in der Lage sein, die abgegebene Wirk- und Blindleistung zu regeln, wodurch im regulären Betrieb Frequenz und Spannung im Netz stabilisiert werden. Dass Solarkraftwerke das können, hat nun das Fraunhofer ISE an einer fünf Megawatt großen Solaranlage in Dürbheim am Fuß der Schwäbischen Alb nachgewiesen.
Solarkraftwerke bestehen Low Voltage Ride Through-Test
Dass auch Solarkraftwerke das Stromnetz aktiv stützen können, konnten Forscher des Fraunhofer ISE jetzt erstmals im Feldversuch am Beispiel des auf einem ehemaligen NATO-Gelände gelegenen Fünf-Megawatt-Solarparks in Dürbheim erfolgreich beweisen. Der Nachweis für diese Schutzfunktion wird durch einen so genannten LVRT-Test erbracht, den die einzelnen Photovoltaik-Anlagen bestehen müssen. LVRT steht für "Low Voltage Ride Through" und bedeutet aktive Stützung der Netzspannung bei einem Spannungseinbruch. Nach den gültigen Richtlinien ist hierfür die Vermessung einzelner Wechselrichter, die den Gleichstrom aus den Solarmodulen in Wechselstrom umwandeln, ausreichend. Diese Messung war bisher nur in der Theorie durch eine Simulation des Anlagenbetriebs möglich.
Mobiles Messsystem erfasst Live-Daten der Wechselrichter
Um das Verhalten des Solarparks während der LVRT-Prüfungen auch in der Praxis untersuchen zu können, hat das Fraunhofer ISE ein mobiles Messsystem im Solarpark Dürbheim installiert. Die Ströme und Spannungen der fünf räumlich verteilten Wechselrichterstationen werden dabei durch GPS-Sensoren an den einzelnen Messstationen synchron erfasst. So wurde es möglich, jedem Messwert einen sehr genauen Zeitstempel zu geben. Die Messwerte werden anschließend mittels einer Richtfunkstrecke über mehrere hundert Meter zu einem zentralen Messrechner übertragen. Dort können die Forscher das Verhalten jedes einzelnen Wechselrichters live verfolgen, die Ergebnisse der Tests analysieren und mit den zuvor gemachten Simulationsrechnungen vergleichen.
Zukünftig weitere Möglichkeiten zur Netzstabilisierung denkbar
Das vom Fraunhofer ISE geleitete Projekt zur "Verifikation der dynamischen Netzstützung durch PV-Anlagen bei Fehlern im Mittelspannungsnetz" wird aus Mitteln des Bundesumweltministeriums (BMU), der beteiligten Wechselrichterhersteller und dem Betreiber des Energieparks Dürbheim finanziert. Im weiteren Projektverlauf sind zukünftig Labor- und Feldtestkampagnen mit den beteiligten Wechselrichterherstellern, AEG Power Solution, Bonfiglioli Vectron GmbH und Kostal Solar Electric GmbH, geplant. Dabei sollen u. a. zusätzliche Möglichkeiten zur Netzstabilisierung durch Solarparks und deren Wechselrichter untersucht werden, die über heutige Anforderungen hinausgehen.
