Das Institut für Solare Energieversorgungstechnik (ISET) demonstriert kürzlich im Rahmen des 13. Kasseler Symposiums Energie-Systemtechnik erstmals mit einem Livetest sein neues Labor für die Prüfung von netzgekoppelten Stromrichtern. Stromrichter, bzw. Wechselrichter wandeln den vom Photovoltaik (PV) Generator erzeugten Gleichstrom in netzüblichen Wechselstrom um. In dem neuen Labor koppeln die Kasseler Forscher einen Wechselrichter zwischen einem PV Generator-Simulator auf der einen und einem Netzsimulator auf der anderen Seite. Die neue Prüfeinrichtung simuliert nach Angaben des ISET in nahezu idealer Weise das Verhalten eines Netzanschlusspunktes für dezentrale Stromerzeuger. Darüber hinaus soll die Prüfeinrichtung auch Solargeneratoren in ihrem dynamischen Verhalten nachbilden. Durch die Variation der simulierten Netz- und Umgebungsbedingungen werde ein Solarstromrichter bei wechselnden Witterungen und unterschiedlichen Netzspannungen überprüft. Außerdem misst die Testeinrichtung, so das ISET, die Auswirkungen des Wechselrichters auf das Versorgungsnetz.
Der Anteil Stromrichter im Stromversorgungsnetz nimmt kontinuierlich zu. Deshalb müssen die Stromrichter auch mehr Verantwortung im Netzbetrieb übernehmen und sich an der Stabilisierung der Netzspannung und der Netzfrequenz beteiligen. Bisher wurden so genannte Netzdienstleistungen zur Frequenz- und Spannungshaltung fast ausschließlich von großen Kraftwerken übernommen. Die Dezentralisierung in kleine verteilte Mikrokraftwerke stellt für die Technik eine große Herausforderung dar, für die das ISET schon Lösungsansätze erarbeitet hat.
Soll nun ein Orchester aus sehr vielen Mikrokraftwerken konzertiert zusammenarbeiten, muss deren Verhalten harmonisiert werden. Bleibt man bei dem Vergleich mit einem Orchester, so sind die Mikrokraftwerke die Instrumente, die Frequenz der Takt und die Spannung die Tonhöhe. Die Symphonie ist nur dann wohlklingend, wenn alle Instrumente im gleichen Takt harmonische Töne spielen. Genauso müssen sich die Stromrichter in den Mikrokraftwerken an bestimmte Regeln halten, um einen stabilen Netzbetrieb zu ermöglichen. Um das zu überprüfen, werden die Stromrichter in ihrem Verhalten gründlich getestet.
Mit dem neuen Simulator ist es dem ISET nach eigenen Angaben gelungen, vergleichbare und jederzeit wiederholbare Prüfbedingungen für Solarwechselrichter zu schaffen „Damit die sichere Stromversorgung und die Spannungsqualität auch in Zukunft jederzeit gewährleistet sind, müssen wir die Prüfprozeduren weiter entwickeln und europaweit harmonisieren“, stellt Prof. Jürgen Schmid, Vorstandsvorsitzender des ISET fest.
Die ISET-Forscher haben die Entwicklung des Simulators mit der Spitzenberger & Spies GmbH aus Viechtach im Rahmen des vom Bundesumweltministerium geförderten Forschungsprojekts Optinos (steht für Untersuchungen und Optimierung von Prüf- sowie Testprozeduren zur Qualitätssicherung und Normenharmonisierung an Photovoltaik-Stromrichtern) unterstützt. Neben dem ISET sind führende deutsche Wechselrichterfirmen (Conergy AG, Delta Energy Systems (Germany) GmbH, Diehl-AKO Stiftung & Co. KG, GE Global Research-Europe, KACO Gerätetechnik, PAIRAN elektronik GmbH, Siemens AG-Bereich Automatisierungstechnik A&D SE PS, SMA Solar Technology AG, Solutronic GmbH, Sputnik Engineering GmbH, STECA Batterieladesysteme und Präzisionselektronik GmbH, Sunways AG, UfE GmbH, Würth Solergy), das VDE Prüf- und Zertifizierungsinstitut aus Offenbach und der Prüfsystemhersteller Spitzenberger & Spies GmbH an dem Forschungsprojekt beteiligt.
Bis zum Ablauf des dreijährigen Projekts im Jahre 2009 wird das ISET zusammen mit den Industriepartnern weitere Prüf- und Testprozeduren entwickeln, die in nationale und internationale Standardisierungsprozesse einfließen sollen. „Mit Optinos wollen wir einen wesentlichen Beitrag zur Qualitätssicherung von Photovoltaikanlagen leisten“, erklärt Philipp Strauß, Bereichsleiter Anlagentechnik und Leistungselektronik des ISET und wissenschaftlicher Tagungsleiter des 13. Kasseler Symposiums Energie-Systemtechnik.
Das Testlabor ist ein wesentlicher Baustein des europäischen Exzellenznetzwerkes DERlab, das führende Testlabore im Themenbereich dezentrale Energieerzeugung verbindet. Mit Vorträgen zu jährlich wechselnden Schwerpunktthemen gibt das zweitägige Symposium einen Überblick über den aktuellen Stand der Technik, neueste Trends und praktische Erfahrungen aus dem Bereich der Anlagen- und Systemtechnik. Schwerpunktthema des diesjährigen Symposiums waren Stromrichter in Netzen.
Veröffentlicht von: Magdalena Esterer, Klaus Esterer