ausbau der niederspannungsnetze minimieren durch integration dezentraler speicher...
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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.