Wind und Photovoltaik mit Zertifikat ans Netz

Technik

Netzverträglichkeit - Wind- und PV-Parkbetreiber müssen gerade im Mittel- und Hochspannungsnetz hohe technische Ansprüche erfüllen und Zertifikate nachweisen. Sonst können Projektverzögerungen drohen.

01. August 2012

>Die heutigen Netze sind keineswegs für die dezentrale Einspeisung ausgelegt. Kraftwerks- und Netzbetreiber stellt das jeden Tag erneut vor die Herausforderung, eine fluktuierende Stromproduktion und Netzauslastung flexibel dem schwankenden Energiebedarf anzupassen. Eine Sisyphos-Arbeit, die in den technischen Möglichkeiten zur Netzsteuerung ihre Grenzen findet. Zudem erhöht sich das Fehlerrisiko durch die ständigen Regeleingriffe.

»Bevor regenerativer Strom aus neuen Windkraft- und PV-Anlagen eingespeist werden kann, muss der Betreiber deren Netzverträglichkeit gegenüber dem Netzbetreiber nachweisen«, so Dieter Rosenwirth, Leiter der Zertifizierungsstelle für Netzverträglichkeit bei TÜV Süd Industrie Service. Sein Team prüft im Auftrag der Anlagenbetreiber, ob die geplanten Erzeugungsanlagen mit ihren elektrischen Eigenschaften ans Netz gehen dürfen.

Ausnahme Niederspannungsnetz

Denn mit Zunahme dezentraler Einspeiser wird es wichtiger, den Blick auf die elektrischen Eigenschaften dieser neuen Stromerzeuger zu richten. Im Prinzip müssen sie sich am Netz wie Großkraftwerke verhalten und auch adäquate Sicherungssysteme beinhalten. »In der Planungsphase ist den Verantwortlichen oft nicht ausreichend bewusst, dass hohe technische Ansprüche an die Netzverträglichkeit gestellt werden«, so Rosenwirth. »Mitunter drohen ungeplante Projektverzögerungen und kostenintensive Nachrüstungen, wenn nicht alle relevanten Richtlinien eingehalten wurden.«

Die gültigen Vorschriften verlangen im Kern, dass die technischen Komponenten der Erzeugungsanlagen aktiv dazu beitragen, die Spannung und Frequenz im Netz stabil zu halten. Es gelten jedoch unterschiedliche Richtlinien, je nachdem in welche Netzebene eingespeist werden soll.

»Für den Anschluss von Windparks an das Hochspannungsnetz ist der Transmissionscode 2007 relevant«, so der TÜV-Süd-Ingenieur. »Im Mittelspannungsnetz hingegen regelt die Richtlinie des Bundesverbands der Energie- und Wasserwirtschaft, welche elektrischen Eigenschaften von Solarparks und Windkraftanlagen nachgewiesen werden müssen.«

Für Windparks ist zusätzlich die Verordnung zu Systemdienstleistungen durch Windenergieanlagen (SDLWIndV) zu beherzigen. Für kleine private Solaranlagen, die ins Niederspannungsnetz einspeisen, gelten diverse normative Festlegungen und die Netzanschlussregel VDE-AR-N 4105.

Die Netzverträglichkeit ist jedoch nur im Mittel- und Hochspannungsnetz mit Zertifikaten zu belegen. Diese werden von akkreditierten, unabhängigen Prüfinstituten ausgestellt. »Dabei ist zu beachten, dass die Netzverträglichkeit für jede Erzeugungseinheit und unter bestimmten Bedingungen auch für die Gesamtanlage belegt werden muss«, sagt Rosenwirth. Für Windenergieanlagen oder PV-Wechselrichter seien also typenspezifische Einheitenzertifikat erforderlich. Der gesamte Wind- oder PV-Park bekomme zudem ein Anlagenzertifikat.

Einheiten- und Anlagenzertifikat

Im Detail gelten folgende Regelungen: Liegt der Netzverknüpfungspunkt am Hochspannungsnetz, dann benötigen die angeschlossenen Windenergieanlagen in jedem Fall die Einheitenzertifikate und das Anlagenzertifikat.

Wenn der Netzverknüpfungspunkt am Mittelspannungsnetz liegt, dann benötigen Wind- und PV-Anlagen in jedem Fall die Einheitenzertifikate. Ein Anlagenzertifikat ist erforderlich, wenn die Anlage eine Scheinleistung größer als 1MVA erbringt oder die Leitung bis zum Netzanschlusspunkt länger ist als 2km.

Der Anforderungskatalog ist umfangreich und wird im Rahmen des Zertifizierungsprozesses detailliert überprüft. Dabei checken die Experten Grundanforderungen wie Dauerstrombelastung, Wirkleistungsbereitstellung und Kurzschlussfestigkeit, aber auch das Verhalten des Stromerzeugers im Fall eines Netzfehlers.

Nachdem die notwendigen Zertifizierungsunterlagen bei der Prüfstelle eingereicht sind, kontrolliert diese sie beim Einheitenzertifikat (EZE) zuerst auf Vollständigkeit und Plausibilität und untersucht und bewertet anschließend die elektrischen Eigenschaften der Erzeugungseinheit.

Dies erfolgt auf Grundlage der technischen Richtlinien der Fördergesellschaft Windenergie und andere erneuerbare Energien (FGW). Für die Analysen der elektrischen Eigenschaften wie zum Beispiel Wirkleistung, Schutzeinrichtungen und Netzrückwirkungen ist die FGW-TR8 maßgeblich.

Zentraler Punkt: ein digitales Simulationsmodell der Erzeugungseinheit, welches nach den Anforderungen der FGW-TR4 validiert wird. »Dies ermöglicht verschiedene Fehlersimulationen und somit eine detaillierte Einschätzung der elektrischen Eigenschaften«, fasst Rosenwirth das Verfahren zusammen.

Voraussetzung für die Zertifizierung der gesamten Erzeugungsanlage sind die Einheitenzertifikate der einzelnen Erzeugungseinheiten. Auf Grundlage der eingereichten Unterlagen und Rechenmodelle wird für das Anlagenzertifikat (EZA) die gesamte Erzeugungsanlage mit ihren Komponenten und einem vereinfachten Modell des Versorgungsnetzes am Netzanschlusspunkt in einer Computersimulation abgebildet.

Konformitätsbewertung nötig

Gemäß FGW-TR8 nehmen die Ingenieure die Berechnungen mit einer Netzsoftware vor. Sie dienen zum Nachweis des regelkonformen Verhaltens und bilden die Basis für einen ausführlichen Bericht. Sind alle Vorschriften berücksichtigt und erfüllt, kann das Anlagenzertifikat ausgestellt werden.

Nach Fertigstellung der Wind- oder PV-Parks steht noch ein Verfahren zur Konformitätsbewertung an. Dies stellt sicher, dass die Bauausführung der errichteten Anlage auch tatsächlich mit der Planung und den technischen Richtlinien übereinstimmt. Es ist zwingende Vorraussetzung für den Anspruch auf die EEG-Einspeisevergütung. »Betreiber sollten den Aspekt der Netzverträglichkeit von Planungsbeginn an berücksichtigen und bei Bedarf Expertenrat einholen«, so Rosenwirth. »Das unterstützt ein zügiges Zertifizierungsverfahren und eine fristgerechte Inbetriebnahme.«

Anlagenzertifikat

Für ein Anlagenzertifikat benötigt man unter anderem Datenabfragebögen der Wind- oder PV-Parkbetreiber und Netzbetreiber sowie projektspezifische Einheitenzertifikate und Simulationsmodelle. Zudem sind eine Übersichtsdarstellung der Erzeugungsanlage und Schaltpläne der Mittelspannungsanlagen erforderlich. Dokumente über das Schutzkonzept, eine Übersichtsdarstellung der Regelung der Erzeugungsanlage sowie das Regelungskonzept zu Blind- und Wirkleistung müssen vorliegen ebenso wie Zertifikate und Konformitätserklärungen für Betriebsmittel sowie technische Daten verschiedener Betriebsmittel.

Erschienen in Ausgabe: 06/2012