Ausbau der Niederspannungsnetze minimieren Durch Integration dezentraler Speicher...

Ausbau der Niederspannungsnetze minimieren

Durch Integration dezentraler Speicher

Solarenergie-Förderverein Deutschland (SFV)

Dipl.-Ing. Wolf von Fabeck

Vordringliches Problem:

Anschluss von Solarstromanlagen wird immer häufiger von Netzbetreibern abgelehnt.

Die Niederspannungsnetze würden angeblich überlastet.

Plus 12 Volt Plus 8 Volt Plus 4 Volt

230 Volt 242 Volt 250 Volt 254 Volt

Unzulässig, weil über 253 Volt (230 Volt plus 10

%)

A B C D

Wenn drei Solaranlagen einspeisen, fließt zwischen B und A der dreifache Strom IDeshalb verdreifacht sich dort die Spannungsanhebung auf 12 Volt

Vereinfachtes Zahlenbeispiel

Spannungsanhebung Ud

ergibt sich aus

Leitungswiderstand R

und

Stromstärke I

Ud = I * R

I

I

Wie verkleinert man die Spannungsanhebung?

Ud = I * R

Spannungsanhebung Ud

ergibt sich aus

Leitungswiderstand R

und

Stromstärke I

I

Bisher verkleinerte man R

Netzausbau

Ud = I * R

Variante Netzausbau

I

Wir wollen I verkleinern

Netzausbau

Ud = I * R

Variante Speicherintegration

I

Netzausbau

Ud = I * R

Es geht um Speicher in der Größenordnung einiger kWh.Dafür sind Pumpspeicherkraftwerke nicht geeignet

4 Kubikmeter WasserIm Unterbecken

100

Met

er h

ochp

umpe

n

2 Bleibatterien

OberbeckenPumpspeicherkraftwerk

Größenvergleich Pumpspeicherkraftwerk und Bleibatterie

1 kWh speichern

Aufladbare Batterien als Kurzzeitspeicher (Tag-Nacht-Speicher)

Zur Entlastung der Niederspannungsnetze

Es folgt ein Vorschlag für eine

vereinfachte Förderung dezentraler Speicher in Verbindung mit einer PV-Anlage

Folgende weitere Vorschläge sind in Bearbeitung und werden später veröffentlicht.

- Förderung dezentraler Speicher im Niederspannungsnetz ohne Verbindung zu einer PV-Anlage

- Förderung von Speichern im Mittelspannungsnetz in der Nähe von Windparks

- Förderung von dezentralen Langzeitspeichern im Nieder- und Mittelspannungsnetz

Leistung

Tageshöchstleistung (DC)

In den Mittagsstunden ist der Solarstrom besonders hoch und überlastet bisweilen das Netz. Nachts liefern die Solarmodule überhaupt keinen Strom

Peak-Leistung der Solarmodule (wird nur selten erreicht)

LeistungPeak-Leistung der Solarmodule

Umrichterleistung (AC)= 1/3 Peak-Leistung (DC)

Freiwillige Selbstbeschränkung:

Batterieaufladen

Tageshöchstleistung (DC)

Wir speichern die mittägliche Leistung und speisen sie am Abend und in der Nacht ein

Direkt einspeisen

speichern

Batterieaufladen

Tageshöchstleistung (DC)

Spitzenleistung des Umrichters (AC)

Direkt einspeisen

speichern

Batterieaufladen

Tageshöchstleistung (DC)

Spitzenleistung des Umrichters (AC)

Direkt einspeisen

speichern

Batterieaufladen

Tageshöchstleistung (DC)

Spitzenleistung des Umrichters (AC)

Direkt einspeisen

speichern

Batterieaufladen

Tageshöchstleistung (DC)

Spitzenleistung des Umrichters (AC)

Direkt einspeisen

Batterieaufladen

Direkt einspeisen Einspeisen

Einspeisung der gespeicherten Energie ins Stromnetz

Direkt einspeisen Einspeisen

Einspeisung der gespeicherten Energie ins Stromnetz

Direkt einspeisen Einspeisen

Ende der Netzeinspeisung zum Schutz der Batterie vor Tiefentladung

Direkt einspeisen Einspeisen

Ende der Netzeinspeisung zum Schutz der Batterie vor Tiefentladung

Volkswirtschaftliche Vorteile:

1.Die mittägliche Solarspitze liefert einen Anteil zur Deckung der abendlichen Lastspitze

2.Niederspannungsnetze weniger Ausbau

Direkt einspeisen Einspeisen

Direkt einspeisen Einspeisen

An Tagen mit sehr hoher Solareinspeisung reicht die

gespeicherte Energie bis in die Morgenstunden, aber dann

ist der Speicher (bis auf notwendige Restladung) leer

Speicher

DC

AC

Solargenerator

mittags

mitt

ags

Einspeisezählerohne

RücklaufsperreUmrichter

Mittags

Die Rücklaufsperre muss weggelassen werden, damit Betreiber ihre Batterie zwar an trüben Tagen aus dem Stromnetz aufladen können, aber diesen Strom dann nicht gewinnbringend als Solarstrom einspeisen können

Speicher

DC

AC

Solargenerator

abends

abends

Einspeisezählerohne

RücklaufsperreUmrichter

Abends

Speicher

DC

AC

Solargenerator

nachts

Einspeisezählerohne

RücklaufsperreUmrichter

Nachts

Speicher

DC

AC

Solargenerator

mittags

nachts

mitt

ags

Einspeisezählerohne

RücklaufsperreUmrichter

Verbraucher im Haushalt

Zweirichtungs- zähler

Haus-anschluss

Jede angezeigte kWh erhält die Regelvergütung plus einem Speicherbonus von 19 ct/kWh

Speicher

DC

AC

Solargenerator

mittags

nachts

mitt

ags

Einspeisezählerohne

RücklaufsperreUmrichter

Verbraucher im Haushalt

Zweirichtungs- zähler

Haus-anschluss

Automatische Trennung bei Stromausfall

abends

Notwendige Änderungen (Diskussionsvorschlag)

- AC-Spitzenleistung des Umrichters = 1/3 der DC-Peakleistung des Solargenerators

- Netzanschlussberechnung nur für die (kleine) AC-Leistung des Umrichters

- Vorrang für Solareinspeisung auch für gespeicherten Solarstrom

- Zusätzliche Vergütung für den gesamten direkt und indirekt eingespeisten

Solarstrom in Höhe von 19 cent/kWh

Weitere Änderungsvorschläge für das EEG:

§ 9 (1) EEG: Netzbetreiber sind auf Verlangen der Einspeisewilligen verpflichtet,

unverzüglich ihre Netze entspechend dem Stand der Technik zu optimieren, zu

verstärken und auszubauen oder Stromspeicher zu integrieren, um die Abnahme,

Übertragung und Verteilung des Stroms aus Erneuerbaren Energien oder Grubengas

sicherzustellen.

Ferner § 3 Nr. 7 EEG: "Netz" (ist) die Gesamtheit der miteinander verbundenen

technischen Einrichtungen zur Abnahme, Übertragung, Verteilung und Speicherung

von Elektrizität für die allgemeine Versorgung.