Regeltechnik-Nachrüstung statt Netzausbau

Spezial

Einspeiser - Der Ausbau der Erneuerbaren stellt Netzbetreiber vor Herausforderungen. Durch Leistungsumkehr kann die Spannung in Netzausläufern die obere Spannungstoleranz überschreiten. Die Stadtwerke Lippstadt setzen jetzt spezielle Technik ein, um dieses Phänomen auszuregeln. Netzausbau ist nicht erforderlich.

28. September 2015

Größere PV-Anlagen werden oft in ländlichen Regionen oder am Stadtrand installiert und über Stichleitungen an das öffentliche Netz angeschlossen. Sobald die Sonne vom wolkenlosen Himmel scheint, besteht durch die eingespeiste Solarenergie das Risiko, dass die Spannungstoleranz im Ortsnetz für einige Stunden überschritten wird. Bisher gab es nur kostenintensive Optionen, um diesem Problem entgegenzuwirken. Entweder es galt, Trafostationen zu errichten, Netzabschnitte auszubauen oder starre Trafos gegen regelbare Trafos auszutauschen.

Kein Netzausbau

Vor einer solchen Aufgabe standen die Stadtwerke Lippstadt im Frühjahr 2012, als ein Landwirt die Einspeisung einer weiteren PV-Anlage mit zusätzlichen 150 kW beantragte. »Für uns als örtlichen Energieversorger galt es nun, die nach dem EEG geforderte ›unverzügliche‹ Einspeisung sicherzustellen, um dem Betreiber nicht am Ende für einen entstehenden finanziellen Schaden haften zu müssen«, so Klaus Kauke, Leiter der Stromversorgung bei den Stadtwerken Lippstadt.

Bei AEG Power Solutions in Warstein, unweit von Lippstadt, wurde zur gleichen Zeit bereits über eine Lösung nachgedacht, die möglichst flexibel einsetzbar ist und keine aufwendigen und kostenintensiven Netzausbauarbeiten notwendig macht.

»Da wir bereits einen Kontakt zu AEG Power Solutions hatten, sprachen wir die Spezialisten auf einen möglichen Lösungsvorschlag an.« So entstand das gemeinsame Projekt. Die Zusammenarbeit ermöglichte es, alle Praxis-Anforderungen direkt in ein neues Produkt einfließen zu lassen, so die Unternehmen in einer Mitteilung. Die sogenannte Thyrobox VR wird inzwischen in Serie produziert. Sie ist so groß wie ein Kabelverteilerschrank und kann an Gehwegen, Radwegen und Straßen positioniert werden.

»Der Vorteil dieser von der Trafostation getrennten Aufstellung liegt darin, dass die Lösung direkt in dem Netzsegment installiert werden kann, das am stärksten von zu erwartenden Spannungsschwankungen betroffen ist«, heißt es in einer Projektbeschreibung. Die Besonderheit der Thyrobox ist den Angaben zufolge die kontinuierliche Spannungsregelung ohne Schaltvorgänge mit Hilfe der bereits seit vielen Jahren in der Industrie bewährten Thyristortechnik.

Dreiphasiger Controller

Sobald sich durch PV-Einspeisung der Leistungsfluss umkehrt, regelt der voll digitalisierte Power Controller Thyro-P als zentrales Element der Thyrobox VR die Spannung dreiphasig in einem Bereich von 0 bis 8% herunter.

Dieser Controller hat sich laut AEG Power Solutions (AEG PS) weltweit in vielen Anwendungen bewährt und sorgt auf Basis der robusten Thyristor-basierten Voltage-Sequence-Control-Technologie dafür, dass eine kontinuierliche Spannungsregelung ohne Flicker und ohne wesentliche Verursachung von Oberwellen entsteht. Der Wirkungsgrad beträgt laut Hersteller mehr als 99%.

Für AEG PS war das Projekt den Angaben zufolge ein Glücksfall, weil die Spezialisten im Team mit dem Kunden konkret daran arbeiten konnten, alle Besonderheiten der Praxis zu berücksichtigen und die Dimensionierung aller Baugruppen darauf abstimmen zu können.

Keine Schaltmechanik

»Überzeugend, neben den Leistungsdaten, war für die Stadtwerke Lippstadt, dass die Thyristorregelung absolut verschleißfrei ist und ohne mechanische Schaltkomponenten auskommt«, so AEG PS.

»Die Kosten der Thyrobox belaufen sich auf die Hälfte dessen, was uns ein Netzausbau in diesem Abschnitt gekostet hätte«, sagt Klaus Klauke. Der Leiter der Stromversorgung bei dem kommunalen EVU rechtfertigt seine – aus Sicht mancher Energieversorger – mutige Entscheidung für die Thyrobox VR auch damit, dass keine erhöhten Risiken durch die eingesetzte Elektronik entstehen, denn das Gerät wurde eigenfehlersicher konstruiert.

Dies bedeutet, dass im sehr unwahrscheinlichen Fehlerfall der Thyro-P quasi einfach aus dem Regelungssystem fällt und alles läuft, als wäre das Regelelement überhaupt nicht vorhanden. Damit ist die Versorgungssicherheit auch im sehr unwahrscheinlichen Fehlerfall stets gegeben, so AEG PS.

Termingerecht ans Netz

Die Stadtwerke Lippstadt hatten dem Betreiber der PV-Anlage einen festen Termin zur Übernahme der Einspeisung zugesagt. Dieser Termin wurde eingehalten.

»Wir hätten ein echtes Problem gehabt, wenn AEG PS das Projekt und damit das neue Produkt nicht in der knappen Zeit realisiert hätte«, sagt Klaus Kauke. In einem solchen Fall wäre das EVU schadensersatzpflichtig gewesen für einen Schaden im vierstelligen Eurobereich; und dies monatlich.

»Thyrobox VR bietet eine innovative Lösung, die auf einer zuverlässigen und bewährten Technologie basiert und alle relevanten Industriestandards erfüllt«, sagt Stefan Kempen, Produkt Manager Advanced Power Systems bei AEG PS.

Grid friendly

Das Produkt basiert auf robusten Thyristoren und bietet eine stufenlose, kontinuierliche Regelung der Netzspannung mit einer State-of-the-Art-Hardware-Plattform, heißt es in einer Produktbeschreibung. Thyrobox VR gehört zu der Grid-Friendly-Produktreihe von AEG Power Solutions, die die Netzintegration von erneuerbaren Energien unterstützen. (hd)

Erschienen in Ausgabe: 08/2015