Australien – Berlin – Arizona. Rund um den Globus reicht der Arm von First Solar und Skytron Energy, einem Spezialisten für die Steuerung und Überwachung von großen Solaranlagen mit Sitz in Berlin. Mit der Übernahme von Skytron durch den amerikanischen Modulhersteller und Projektierer konnte First Solar sein Betriebsführungs- und Wartungsgeschäft ausbauen. Jetzt übernimmt Skytron die gesamte Betriebsführung und Überwachung der Solarkraftwerke von First Solar in Europa.
Die drei Leitzentralen haben System. Damit kann Skytron Synergien voll ausschöpfen. „Für die Betreiber von Solarparks wird der Service rund um die Uhr immer wichtiger“, weiß Jörgen Klammer, Geschäftsführer von Skytron. „Mit den drei Leitzentralen haben wir die Möglichkeit, ohne großen Personalaufwand dies über unsere Technolgieplattform zu realisieren.“ Denn jedes einzelne dieser Kontrollzentren kann alle Anlagen von Skytron überwachen.
Investoren denken um
Diese werden von Zeitzone zu Zeitzone in die jeweils nächste Zentrale weitergegeben. Die Anlagenüberwachung wandert so mit der Sonne um die Welt. Das spart den Berlinern viele teure Nachtschichten. „Wir können so dem Kunden einen 24-Stunden-Service zu deutlich geringeren Kosten anbieten, als das ein lokaler Partner und Servicedienstleister und Betriebsführer kann“, erklärt Klammer die Idee.
Das Metier der Berliner ist das Solarkraftwerk. Die Überwachung von kleinen Dachanlagen überlassen sie dem Handwerker vor Ort. „Wenn wir eine Anlage planen, sprechen wir mit dem Netzbetreiber, gehen mit ihm die Anschlussbedingungen durch und entwerfen dann ein System, das individuell auf den Kunden zugeschnitten in das jeweilige Netz passt. Dieser Aufwand rechnet sich für eine Anlage mit einer Leistung von 100 Kilowatt nicht“, begründet Klammer die Beschränkung auf Großanlagen.
Dort spüren die Berliner ein Umdenken der Investoren. In den Boomzeiten der europäischen Solarbranche wurden das Monitoring und die Betriebsführung eher stiefmütterlich behandelt. Jetzt legen die Anlagenbesitzer mehr Wert darauf. Vor allem die riesigen Qualitätsunterschiede beim Anlagenbau in der Vergangenheit haben sie stutzig werden lassen. „Früher waren wir als Betriebsführer die Letzten, die bei der Planung einer Anlage dazugeholt wurden, heute sitzen wir von Anfang an mit im Boot“, erklärt Klammer.
Er weiß, dass dies durchaus Sinn hat. Denn in des Investors Brust schlagen zwei Herzen. Auf der einen Seite will er die Anlage möglichst preiswert bauen.
Auf der andere Seite soll sie aber möglichst lange viel Strom liefern. Nicht selten müssen sich dann die Berliner mit den Errichtern der Anlagen herumschlagen, um zuverlässige statt möglichst billige Komponenten zu verbauen, die dem Betriebsführer hinterher Ärger bereiten.
Regelungsbedarf steigt
Auf der anderen Seite stellen auch die Netzbetreiber immer höhere Anforderungen an die Solarparks. Sie müssen mit steigenden Anteilen an volatiler Stromerzeugung aus Sonne und Wind zurechtkommen. Das bedeutet immer mehr Regelungsbedarf, um die Netze stabil zu halten.
Hier kommt die effiziente und schnelle Steuerung von Solarkraftwerken ins Spiel. „Wir wurden in dieser Hinsicht im sehr heterogenen deutschen Markt schon mit einigen Anforderungen konfrontiert“, erklärt Klammer. „Doch wenn wir uns auf den internationalen Märkten umsehen, wird diese Vielfalt der Anforderungen noch einmal viel höher.“
Klammer erinnert sich an die Anforderungen an die Solarkraftwerke in Rumänien. Dort wollen die Netzbetreiber, dass die Anlagen nicht nur bei zu hoher Frequenz im Netz abgeregelt werden. Sie sollen auch bei Unterfrequenz steuernd eingreifen können.
Deshalb müssen die Anlagen eine Leistungsreserve vorhalten und im Normalfall fünf Prozent unter ihrer momentanen Leistung einspeisen.
Lastsprünge glätten
Bei zu geringer Netzfrequenz werden diese Reserven aktiviert. Skytron hat dieses Feature für den rumänischen Markt in die neue Parksteuerung integriert. „Jetzt, wo wir es einmal haben, bieten wir es natürlich auch für andere Märkte an“, erläutert Klammer. „Unsere Strategie basiert auf zwei Faktoren: Einmal auf der Erfahrung, die wir mit den vielen Netzbetreibern auch in Deutschland gesammelt haben. Da schreckt uns kaum noch etwas. Der zweite Erfolgsfaktor ist die Bereitschaft, exotische Algorithmen zu implementieren.“
Die Unterfrequenzregelung hat Skytron auch in den neuen Regler für Dieselhybridanlagen integriert. Den Skyhybrid haben die Berliner auf der Intersolar vorgestellt. Er ist zwar für schwache, dieselgestützte Netzarme oder Offgrid-Anlagen gemacht. Doch mit ihm lösen sie die Probleme, die auf die Netzbetreiber zukommen.
Die Herausforderung liegt bei solchen Systemen im vergleichsweise hohen Anteil der Photovoltaik im Netz und die nicht konstante Last. „Die Integration von volatilem Solarstrom ist bis zu einem Anteil von zehn Prozent relativ problemlos möglich“, weiß Torsten Schlaaff, Entwicklungschef bei Skytron. „In Inselnetzen sind zehn Prozent Solarstromanteil aber unwirtschaftlich. Hier geht es darum, den Anteil möglichst hoch zu treiben.“
Den Schattenwurf ausgleichen
Um das System richtig auszulegen, müssen die Planer von Skytron sowohl diesen Anteil als auch die Lasten genau kennen. „Wenn eine große Mine eine Pumpe an- oder abschaltet, dann hat das einen enormen Einfluss auf das kleine Netz“, erklärt Schlaaff. „Dazu kommt noch, dass jeder Wolkenzug schlagartig die Einspeisung in das Netz ändert.“ Um einen Dieselgenerator möglichst lange abschalten zu können, muss die Photovoltaikanlage auch solche Unwägbarkeiten ausgleichen können. Die Berliner haben deshalb die Wirkleistungsreserve in ihren Kraftwerksregler für Hybridsysteme integriert.
Der Solargenerator fährt permanent einige Prozent unter seiner eigentlich möglichen Maximalleistung. Wenn diese geringere Leistung ausreicht, um den Dieselgenerator abzuschalten, wird nicht gleich jede Wolke dazu führen, dass dieser wieder einspringen muss. Dann fährt der Kraftwerksregler die Anlage einfach hoch. „Steigt der Ertrag aus der Photovoltaikanlage aber schlagartig an, weil die Wolken weitergezogen sind, müssen wir aufpassen, dass kein Rückstrom in den Dieselgenerator eingespeist wird“, warnt Torsten Schlaaff. „Deshalb definieren wir eine Rampe, über die wir die Photovoltaikeinspeisung langsam wieder hochfahren.“ Gleichzeitig regelt der Skyhybrid die Wirkleistung des Generators ab, um die Reserve wieder aufzubauen.
Die Lösung schon in der Tasche
Auf diese Weise kann Skytron auch mit Erzeugungssprüngen umgehen. Dass dies keine Spezialität von Inselnetzen ist, hat sich bei einem Solarpark in Brandenburg gezeigt, der an einem schwachen Netzknotenpunkt angeschlossen ist. Dort haben große Sprünge der Einspeisung bei gleichmäßiger Last riesige Probleme im Netz verursacht. Jetzt läuft diese Anlage mit einer Rampe, um schnelle Wechsel bei der Einspeisung ausgleichen zu können. In Zukunft werden aber nicht nur schwache oder Inselnetze vor solchen Herausforderungen stehen. Dann haben die Anbieter von Kraftwerksreglern die Lösungen schon in der Tasche.
Im Fehlerfall muss innerhalb kürzester Zeit ein Monteur vor Ort sein – so die Vorgabe der Betreiber.
Der Skyhybrid steuert das gesamte Hybridkraftwerk. Er regelt die Erzeugung anhand der Lasten.
