Beim Frühjahrstreffen der Solarbranche im Kloster Banz im März trafen sich mehr als 500 Expertinnen und Experten. Ein wichtiges Thema waren Anforderungen an die Leistungselektronik, die sich durch die solare Energiewende ergeben.
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Denn es geht um viel mehr, als Solarstrom aus DC-Modulen in Wechselstrom (AC) umzusetzen. Mit besonderer Spannung erwartet wurde der Vortrag von Henk Oldenkamp, CTO von Solarnative. Vor sieben Jahren hatte der gewiefte Entwickler in Bad Staffelstein erstmals seine Idee vorgestellt, den Wechselrichter in den Rahmen des Solarmoduls zu integrieren. Damals gewann er den Innovation Award des PV-Symposium.
Sieben Jahre von der Idee zur Fabrik
Zwischenzeitlich wurde der Powerstick auf der Intersolar vorgestellt. In Lohfelden in Hessen wurde eine Fabrik gebaut, die Massenfertigung der rahmenintegrierten Wechselrichter und ihre Auslieferung hat begonnen. „It‘s all in a stick“, sagte Oldenkamp. „Heute hat Solarnative mehr als 150 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter.“
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Bisher wird der Powerstick vornehmlich für AC-Module verwendet, die als Balkonsysteme vertrieben werden. Für Aufdachsysteme soll der Powerstick 350 im zweiten oder dritten Quartal dieses Jahres verfügbar sein.
Hybridwechselrichter werden Standard
Was Oldenkamp nicht verriet: Solarnative arbeitet bereits an einem AC-Batteriesystem, das sich sehr einfach mit den Modulwechselrichtern aufbauen und integrieren lässt. Denn Hybridsysteme aus Photovoltaik und Batteriespeichern werden Standard, in allen denkbaren Größen.
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Christian Klauer ist Experte für Regelungstechnik bei Meteocontrol. Im Kloster Banz stellte er die Ergebnisse eines Feldtests vor, bei dem Batteriespeicher für die gewerbliche Anwendung durch Hybridwechselrichter eingebunden werden. „Das Ziel war die Nulleinspeisung am Netzanschluss“, erläuterte er. „Denn wir wollten den erzeugten Solarstrom möglichst vollständig vor Ort verwenden.“
Möglichst viel Eigenstrom für Landwirt
Die Testanlage wurde in einem landwirtschaftlichen Betrieb installiert. Zur Steuerung dient der Controller Bluelog HEMS. Eingebunden wurden zehn DC-gekoppelte Speicher (je 25 Kilowattstunden) über zehn Hybridwechselrichter (je 20 Kilowatt Ladeleistung). Zudem kamen drei AC-geführte Speichersysteme (je 84,6 Kilowattstunden) zum Einsatz.
Sie wurden mit 56 Kilowatt beladen, entladen mit 133 Kilowatt. Gespeist wurden die Batterien von insgesamt 500 Kilowatt Photovoltaikleistung.
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Alle Verbraucher aus den Batterien bedient
Im Betrieb wurden Ladestationen für E-Fahrzeuge zum Beispiel am Morgen aus den Batterien versorgt. Möglichst wenig Strom sollte ans Netz abgegeben oder aus dem Netz gekauft werden. „Die Steuerung erfolgte per Modbus RS485“, stellte Christian Klauer den Test vor. „Bei Stromüberschüssen am Netz wurden sehr schnell die Batterien aktiviert, um den Sonnenstrom für Eigenverbrauch zu sammeln.“
Wechselrichter ersetzen Schwungmassen
Um ganz große Solarkraftwerke ging es im Vortrag von Boris Fischer, Entwicklungsingenieur bei SMA. Er sprach über netzbildende Stromrichtersysteme. Sie ersetzen die rotierenden Massen der traditionellen Kraftwerke, die bei Netzstörungen zunächst glättend wirken. Man spricht deshalb von Must Run Units, weil die Turbinen mit ihrer enormen Schwungmasse und der daraus resultierenden Trägheit das Stromnetz kurzfristig stützen.
Nun werden die Turbinenhallen und rotierenden Generatoren durch Solarkraftwerke und intelligente Wechselrichter ersetzt, die jedoch keine Schwungmasse aufbieten. An ihre Stelle tritt der Batteriespeicher, der sehr schnell die Energie bereitstellen kann, um Einbrüche in der Netzfrequenz zu dämpfen. „In diesem Fall muss der Wechselrichter spannungsgeregelt, also netzbildend laufen“, erklärte Fischer. „Dann kann er lastbedingten Spannungsabfall im Netz ausregeln.“
Wird der Wechselrichter stromgeregelt gesteuert, dann folgt er dem Netz und reagiert nicht auf Spannungsprobleme im Anschluss. Bei einer Anlage im schottischen Redhouse hat SMA eine Großbatterie über zwei netzbildende Wechselrichter (je acht Megawatt) angeschlossen. Das kraftvolle Batteriesystem wird als Anker genutzt. „Den Spannungsabfall im Netz haben wir erzeugt, in dem wir spontan vier Megawatt Lasten zugeschaltet haben“, sagte er. „Es braucht nur fünf Netzperioden, um das Netz zu stabilisieren.“ (gekürzt, HS)
Den vollständigen Fachreport lesen Sie im Aprilheft der photovoltaik, das soeben erschienen ist. Hier haben wir den Artikel online für Sie freigestellt.
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