Jetzt kommt Hybridsolar

Die Lysser Experten der 3S Swiss Solar Systems für gebäudeintegrierte Photovoltaik und der renommierte ETH-Professor für Gebäudetechnik Hansjürg Leibundgut geben ihre Zusammenarbeit im Bereich der Energieoptimierung von Gebäuden bekannt.

Mit der gemeinsamen Entwicklung des Verbundes einer Fotozelle mit einem Sonnenkollektor in einem sogenannten „Hybridsolarmodul“ wird die Rentabilität der Photovoltaik deutlich erhöht. Mit der Kooperation erweitert die 3S Swiss Solar Systems, eine 100%tige Tochter der Meyer Burger Technology AG, ihre Kompetenzen als Systemanbieter für zukunftsweisende Solarsysteme in der Gebäudeintegration.

Die Kombination der neuen Solarmodule mit Wärmepumpe und Erdsonde in einem Gesamtsystem erhöht nicht nur den Wirkungsgrad der Solarmodule, sondern erlaubt auch eine optimale Wärmenutzung. Das neue Konzept senkt den Strombedarf markant und ermöglicht den emissionsfreien Betrieb zu tiefen Kosten. Durch die erhöhte Gesamteffizienz wird das Gebäude zudem zum Energielieferant.

Das von Professor Leibundgut an der ETH entwickelte System erlaubt es, die Überschusswärme, die im Sommer bei der Solarstromproduktion entsteht, mit Hilfe einer Erdsonde im Erdreich zu speichern und in der kalten Jahreszeit mittels einer Wärmepumpe wieder nutzbar zu machen. „Dank des Wärmeüberschusses wird der Wärmespeicher im Erdreich regeneriert und die Wärmepumpe, die dem Erdreich im Betrieb Wärme entzieht, kann mit deutlich besserem Wirkungsgrad arbeiten. Als weiterer Effekt verbessert sich dank Kühlung der Wirkungsgrad der Photovoltaikmodule, was die Stromausbeute erhöht“, erklärt Professor Leibundgut. Die Zusammenarbeit mit der Meyer Burger Gruppe ermöglicht eine schnelle Umsetzung von Forschungsresultaten in ein kommerzielles Produkt.

Dr. Patrick Hofer-Noser, Chief Technology Officer der Meyer Burger Gruppe, unterstreicht den Vorteil des Gesamtkonzeptes: „Die neue Technologie ermöglicht es, photovoltaische Anlagen noch einfacher und effizienter zu bauen und dies auch im Fall von Bausanierungen“. „Das neue Produktangebot ist eine ideale Ergänzung unseres bewährten Megaslate-Solardachsystems zur Strom- und Wärmeerzeugung und trägt entscheidend zu einer emissionsfreien Energieversorgung bei “, so Christian Renken, Managing Director der 3S Photovoltaics.

Ein Prototyp der Photovoltaikmodule, die gleichzeitig auch Nutzwärme liefern, liegt bereits vor. Verschiedene Tests lieferten vielversprechende Resultate. Im Rahmen des Pilotprojektes „B 35“ des Bundesamtes für Energie werden die Hybridkollektoren gemeinsam mit weiteren innovativen Komponenten ressourcenschonender, moderner Gebäudetechnologie getestet. „B 35“ steht für ein Mehrfamilienhaus in der Zürcher Bolleystrasse, in dem neben der neuen Solartechnologie in Kombination mit Wärmespeicherung unter anderem auch die neue DigitalSTROM-Technologie, LED-Raumbeleuchtung und innovative Verglasungskonzepte zum Einsatz kommen. Die Hybridmodule werden dort im Januar montiert. 3S Swiss Solar Systems plant nach umfangreichen Feldtests ab Ende 2011 die Hybridkollektoren in Serie herzustellen und unter der Marke 3S Photovoltaics zu vertreiben. Geplant ist ausserdem die Vergabe von Lizenzen an internationale Modulhersteller.

Quelle: Meyer Burger

So sieht IEA Solarzukunft

Am Vortag erschien der World Energy Outlook, der jedes Jahr die Perspektiven der Internationalen Energie Agentur aufzeigt (siehe Solarmedia vom 9. November 2010). Solarmedia liegt eine deutsche Zusammenfassung vor, und gibt die wichtigsten Passagen wörtlich wieder. Darüber, ob im Jahr 2035 der Anteil der solaren Stromproduktion erst zwei Prozent beträgt, ist nach Einschätzung von Solarmedia das letzte Wort noch nicht gesprochen.

Doch worauf basieren die Angaben überhaupt? Die Internationale Energie-Agentur (IEA) wurde im November 1974 als autonome Institution gegründet. Sie hat gemäss eigenen Angaben einen doppelten Auftrag: die Energieversorgungssicherheit in ihren Mitgliedsländern durch gemeinsame Maßnahmen zur Bewältigung von Ölversorgungsstörungen zu fördern und ihre Mitgliedsländer in Fragen der Energiepolitik zu beraten. Die IEA führt ein umfassendes Programm der Energiekooperation zwischen 28 fortgeschrittenen Volkswirtschaften durch, die alle verpflichtet sind, Ölvorräte im Umfang ihrer Nettoölimporte von 90 Tagen zu halten. Der Ausblick auf den globalen Energiebedarf bis zum Jahr 2035 wird maßgeblich von energiepolitischen Maßnahmen und deren Einfluss auf Technologie, Energiepreise und das Verhalten der Endverbraucher bestimmt. Die von verschiedenen Ländern in letzter Zeit angekündigten Zusagen und Pläne können die Energienachfrage und den damit verbundenen CO 2-Ausstoß spürbar beeinflussen, wenn sie denn umgesetzt werden. Im Szenario der neuen energiepolitischen Maßnahmen steigt der globale Primärenergieverbrauch zwischen 2008 und 2035 um 36%, von ca. 12.300 Millionen auf 16.700 Millionen Tonnen Rohöleinheiten (MtRÖE), was einem durchschnittlichen Wachstum von 1,2% pro Jahr entspricht.

Im Szenario der neuen energiepolitischen Rahmenbedingungen steigt die Nachfrage
nach allen Energieträgern an. Auf fossile Brennstoffe entfällt dabei mehr als die Hälfte des Zuwachses im Bereich der Primärenergie. Steigende Endverbraucherpreise
für fossile Energieträger als Folge des Preisdrucks an den internationalen Märkten und immer höhere Kosten für Kohlendioxidemissionen, sowie politische Rahmenbedingungen zur Förderung von Energiesparmaßnahmen und der Umstellung auf CO2-arme Energieträger, bremsen den weiteren Anstieg der Nachfrage nach fossilen Energieträgern. Erdöl bleibt der wichtigste fossile Brennstoff im Primärenergiemix bis ins Jahr 2035, obwohl sein Anteil, der 2008 noch 33% betrug, auf 28% sinkt. Dieser Rückgang ist bedingt durch die hohen Preise sowie die staatlichen Maßnahmen zur Förderung von Brennstoffeffizienz, wodurch im Industriesektor und in der Stromerzeugung der Brennstoffwechsel voranschreitet, und sich im Transportsektor neue Möglichkeiten zur Substitution von Treibstoffen ergeben.

Die globale Nachfrage nach Strom dürfte weiterhin schneller steigen als die Nachfrage nach den übrigen Formen von Endenergie. Im Szenario der neuen energiepolitischen Rahmenbedingungen nimmt der Stromverbrauch zwischen 2008 und 2035 jährlich um 2,2% zu. Mehr als 80% dieses Anstiegs entfällt auf Nicht-OECD- Länder. In China verdreifacht sich die Stromnachfrage zwischen 2008 und 2035. In den kommenden 15 Jahren wird China soviel neue Kraftwerkskapazität in Betrieb nehmen wie gegenwärtig in den Vereinigten Staaten installiert ist. Die in der Periode 2009-2035 insgesamt als Ersatz für Altanlagen sowie zur Deckung der steigenden Nachfrage neu in Betrieb genommene Kraftwerkskapazität beläuft sich auf ca. 5.900 Gigawatt (GW), 25% mehr als heute insgesamt in Betrieb sind. Über 40% der zusätzlichen Kapazität gehen bis 2020 ans Netz.

Erneuerbare Energien sind von entscheidender Bedeutung, um die Welt auf einen sichereren, zuverlässigeren und nachhaltigeren Energiepfad zu führen. Das Potenzial ist zweifellos immens, aber wie schnell ihr Anteil bei der Deckung des globalen Energiebedarfs wächst, hängt kritisch von der Stärke staatlicher Unterstützungsmaßnahmen ab. Diese werden entscheidend dazu beitragen, die Wettbewerbsfähigkeit von erneuerbaren Energien gegenüber anderen Energieträgern zu erhöhen und technologische Weiterentwicklung zu fördern. Sollten die Erdgaspreise niedriger sein als in unserer Analyse angenommen, wäre der Bedarf an staatlicher Förderung noch höher.

Die Möglichkeiten einer stärkeren Nutzung der erneuerbaren Energien sind — absolut betrachtet — in der Stromerzeugung am größten. Im Szenario der neuen energiepolitischen Rahmenbedingungen verdreifacht sich die Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien zwischen 2008 und 2035. Der Anteil der erneuerbaren Energien an der Weltstromerzeugung erhöht sich in diesem Zeitraum von 19% auf beinahe ein Drittel und schließt damit zur Kohle auf.

Die Stromerzeugung durch Photovoltaik-Anlagen nimmt rasch zu, obgleich ihr Anteil an der Weltstromerzeugung 2035 nur ca. 2% erreicht. Der Anteil moderner, erneuerbarer Energien an der Wärmeerzeugung in der Industrie und im Gebäudesektor steigt von 10% auf 16%. Die Nutzung von Biokraftstoffen erhöht sich zwischen 2008 und 2035 um mehr als das Vierfache, und liefert am Ende der Referenzperiode 8% des im Straßenverkehr benötigten Kraftstoffs (gegenüber 3% heute). Erneuerbare Energien sind generell kapitalintensiver als fossile Brennstoffe, so dass der Investitionsbedarf für ihren Ausbau sehr hoch ist: allein die in der Stromerzeugung für den Zeitraum 2010- 2035 erforderlichen Mittel belaufen sich ingesamt auf geschätzte 5,7 Billionen USD (in 2009 USD). Der höchste Investitionsbedarf besteht in China, das in der Produktion von Windenergie- und Photovoltaikanlagen inzwischen eine Führungsrolle übernimmt und sich zu einem bedeutenden Anbieter von Anlagen und Komponenten entwickelt hat. Der Nahe Osten und Nordafrika bieten ein enormes Potenzial für den Ausbau der Solarenergie in größerem Umfang, doch müssen zuerst viele marktwirtschaftliche, technische und politische Herausforderungen bewältigt werden.

© Solarmedia / Quelle: IEA

IEA sieht PV im Aufwind

Die Internationale Energieagentur (IEA) rechnet in den kommenden 25 Jahren mit einem starken Anstieg erneuerbarer Energien wie Windkraft und Sonnenenergie. Ihr Anteil am Energiemix werde bis 2035 von 7 auf 14 Prozent steigen, sagte die IEA im Welt-Energiebericht.

Öl wird statt 33 Prozent nur noch 28 Prozent des Energiemixes ausmachen. Ein Grund dafür sind laut IEA die hohen Preise. Laut dem IEA-Szenario soll ein Barrel (159 Liter) Rohöl 2035 durchschnittlich 113 US-Dollar kosten. in der Mitte der Wirtschaftskrise - waren es nur rund 60 US-Dollar, 2008 war der Preis aber auf fast 150 Dollar geklettert. Der Anteil der Atomkraft steigt laut IEA voraussichtlich leicht von sechs Prozent im Jahr 2008 auf acht Prozent im Jahr 2035.

IEA-Direktor Nobuo Tanaka sagte, die Welt stehe hinsichtlich der Energieversorgung vor einer «noch nie dagewesenen Ungewissheit». Die beim Klimagipfel in Kopenhagen Ende vergangenen Jahres beschlossenen Massnahmen zur Bekämpfung der Erderwärmung sowie die Abkommen der G-20 zum Abbau von Subventionen seien zwar positive Schritte. Sie seien jedoch nicht ausreichend, um eine effiziente Nutzung der zur Verfügung stehenden Energie zu garantieren. Nach Einschätzung der IEA wird der globale Bedarf an Erdöl bis zum Jahr 2035 auf 99 Mio. Barrel pro Tag ansteigen. Das wären täglich 15 Mio. Barrel mehr als noch 2009. Ein grosser Teil des zusätzlichen Bedarfs werde voraussichtlich auf China zurückzuführen sein, heisst es in dem Bericht.

Die aktuelle Prognose ist allerdings niedriger als die aus dem vergangenen Jahr, als die IAE noch einen Anstieg auf täglich 105 Mio. Barrel bis zum Jahr 2030 voraussagte. Dennoch bleiben die USA, die bis 2009 die Liste der Energieverbraucher anführten, laut IEA hinter China auch 2035 auf dem zweiten Platz. Insgesamt steigt der Prognose zufolge der weltweite Primärenergieverbrauch zwischen 2008 und 2035 um 36 Prozent, was einem durchschnittlichen Wachstum von 1,2 Prozent pro Jahr entspricht. Das ist weniger als der Anstieg in den vergangenen 27 Jahren, der bei zwei Prozent jährlich lag.

Quellen: Diverse Nachrichtenagenturen

15,8 Gigawatt PV-Leistung

Der weltweite Photovoltaik-Markt ist in diesem Jahr stärker gewachsen als von führenden Marktforschungsinstitut iSuppli ursprünglich prognostiziert und damit auch stärker als die Atomwirtschaft. Das bedeutet weltweit mehr als eine Verdoppelung des PV-Marktes gegenüber dem Vorjahr. Wichtigster Grund ist der anhaltende Solarboom in Deutschland, aber andere Staaten holen auf.

Der Zubau schlägt alle Erwartungen und bedeutet nach Einschätzung von Solarmedia auch, dass aus neuen Solaranlagen unterdessen mehr Strom auf den Markt kommt als aus neuen Atomkraftwerken (siehe Beitrag vom 23. Juni 2010). Die Analysten von iSuppli Corp. haben ihre Prognosen für die neu installierte Photovoltaik-Leistung in diesem Jahr nach oben korrigiert. Es sei ein Wachstum von insgesamt 15,8 Gigawatt neu installierter Kapazität weltweit zu erwarten, teilte das Beratungsunternehmen mit. Zuvor war iSuppli von einer nahezu Verdoppelung des Photovoltaik-Weltmarktes auf 14, 2 Gigawatt ausgegangen. 2009 waren global 7,2 Gigawatt Solarleistung neu installiert worden. Als Grund für das starke Wachstum nannte das Beratungsunternehmen das außerordentliche Wachstum auf dem deutschen Markt im zweiten Quartal 2010. Der starke Zubau habe die ursprünglichen Erwartungen für das erste Halbjahr übertroffen, sagte iSuppli-Analyst Stefan de Haan. Dies habe an den „exzellenten Investitionsbedingungen“ in Deutschland sowie der angekündigten Kürzung der Solarförderung zum 1. Juli gelegen. Diese Faktoren hätten das Wachstum in Deutschland beflügelt.

Für das kommende Jahr gehen die iSuppli-Analysten von einem weiteren Wachstum aus. Allerdings senken sie ihre Zubau-Prognose von 20,2 auf 19,3 Gigawatt für 2011 leicht ab. Dennoch zeigen sich die Analysten überzeugt, dass es auch einen „sehr starken“ Photovoltaik-Markt im kommenden Jahr geben wird. Allerdings werde es gerade im ersten Halbjahr immer wieder saisonal bedingte Rückgänge bei den Photovoltaik-Installationen geben. Dies werde aber zu weiter fallenden Modulpreisen führen, was zugleich die Nachfrage nach Photovoltaik-Produkten im zweiten Halbjahr wieder steigern werde. Die Analysten erwarten, dass die Preise für kristalline Solarmodule im ersten Halbjahr um insgesamt 15 Prozent sinken werden. Damit würden sich auch Photovoltaik-Installationen in Deutschland wieder lohnen. ISuppli prognostiziert für das kommende Jahr ein Wachstum von 9,4 Gigawatt für den deutschen Photovoltaik-Markt. Allerdings gebe es in anderen wichtigen europäischen Märkten einige Unsicherheit, die zur Senkung der iSuppli-Prognose führte. So stünden in Frankreich, Spanien, Tschechien und Belgien drastische Einschnitte bei der Solarförderung bevor.

© Solarmedia / Quelle: Photovoltaik

Jetzt Solarenergie speichern

Speicher für dezentral erzeugten Solarstrom gehen in Pilotfertigung - »Dispatch Energy« kooperiert mit Fraunhofer ISE und Fraunhofer ISIT. Die Entwicklung leistungsfähiger Energiespeicher für den rasant wachsenden Photovoltaik-Markt sowie für Solarstrom betriebene Elektroautos ist von zentraler Bedeutung.

Erneuerbare Energien und Elektromobilität sind zentrale Themen der Fraunhofer-Energieforschung. Dabei ist die Entwicklung leistungsfähiger Energiespeicher für den rasant wachsenden nationalen aber auch für den internationalen Photovoltaik-Markt sowie für Solarstrom betriebene Elektroautos von zentraler Bedeutung. Das Fraunhofer ISE baut jetzt seine Aktivitäten auf diesem Gebiet aus, in Kooperation mit dem Fraunhofer-Institut für Siliziumtechnologie ISIT in Itzehoe. Dort wird am 5. November 2010 die enge Kooperation mit der Firma »Dispatch Energy« im Rahmen einer Festveranstaltung gestartet. Der schleswig-holsteinische Wirtschaftsminister Jost de Jager und Dr. Georg Rosenfeld, Hauptabteilung Unternehmensentwicklung der Fraunhofer-Gesellschaft, stellen die neuen Aktivitäten und Hintergründe einem breiten Publikum aus Wissenschaft und Industrie vor.

Überwachungselektronik für die Batteriemodule, mit Cell-Balancing sowie Ladezustands- Alterungsbestimmung auf Basis von Kalman-Filtern. ©Fraunhofer ISE




Während das Fraunhofer ISE sein Know-how auf dem Gebiet des Batteriemodul- und Batteriesystembaus, der Entwicklung von Batterie- und Energiemanagementsystemen sowie der Integration in netzgekoppelte und netzunabhängige PV-Systeme einbringt, verfügt das Fraunhofer ISIT über eine neue Pilotzellfertigung, die ebenfalls anlässlich der Festveranstaltung vorgestellt wird. Vor diesem Hintergrund entschloss sich das junge Unternehmen Dispatch Energy Innovations GmbH, seinen Geschäftssitz von Heidelberg nach Itzehoe in die direkte Nachbarschaft des Fraunhofer ISIT zu verlagern. An dem Standort in Schleswig-Holstein bündelt das Unternehmen seine primären Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten – samt einer Kleinserienfertigung. Die Dispatch Energy Innovations GmbH fokussiert sich auf die Forschung, Entwicklung und Produktion sowie den Vertrieb von elektrochemischen Stromspeichersystemen auf Basis der Lithium-Ionen Polymer-Technologie. Um den Bedürfnissen des Wachstumsmarkts der erneuerbaren Energien gerecht zu werden, hat »Dispatch Energy« ein Batteriekomplettsystem in Zusammenarbeit mit den beiden Fraunhofer Instituten ISE und ISIT entwickelt, das die Zwischenspeicherung und Eigennutzung von dezentral erzeugtem Solarstrom ermöglicht – und das zu deutlich wirtschaftlicheren Konditionen im Vergleich mit heute verfügbaren Speichertechnologien.

Im Rahmen der Eröffnungszeremonie wird das erste Batteriespeichersystem der Black Diamond Serie vorgestellt. Diese Speichersysteme werden in einer ersten Expansionsphase für dezentrale gebäudeintegrierte PV-Anlagen auf den Markt gebracht. Mit einer Kapazität von fünf Kilowattstunden ermöglicht dieses System die Eigennutzung des erzeugten PV-Stroms auch in der Nacht. »Aufgrund der sehr hohen Zyklenfestigkeit, der kalendarischen Lebensdauer der Zelltechnologie und dem ausgefeilten modularen Systemkonzept mit integriertem Batteriemanagementsystem ist es möglich, den Batteriespeicher über die heute übliche Lebensdauer einer Photovoltaik-Anlage effizient zu nutzen. Damit passt sich das Batteriesystem auch an die garantierte Lebensdauer der übrigen Komponenten einer netzgekoppelten Photovoltaik-Anlage an«, so Dr. Matthias Vetter, Leiter der Gruppe Photovoltaik-Inselanlagen und Batteriesystemtechnik am Fraunhofer ISE in Freiburg. Das System ist tiefentladungs- und überladungssicher und bietet einen Wirkungsgrad von über 95 Prozent. Ferner ermöglicht seine modulare Bauweise eine einfache Ankopplung an marktverfügbare Laderegler und Wechselrichter. Vielfältige Konfigurationsmöglichkeiten erlauben dem Kunden zu jeder Tages- und Nachtzeit, Informationen zum aktuell verfügbaren Stromvorrat abzurufen – wahlweise per Touchscreen, Laptop oder Smartphone.

»Dispatch Energy« wird ab Mitte 2011 Systeme für die Zwischenspeicherung von regenerativ erzeugtem Strom in Serie fertigen. Der Produktionsprozess, der modernen industriellen Standards entspricht, ermöglicht eine Zellfertigung unter Trockenraumbedingungen und ist nach oben skalierbar. Die Zellen werden entsprechend dem vom Fraunhofer ISE entwickelten Konzept zu Batteriemodulen verschaltet, die sich wiederum abhängig von der Zielanwendung zu Batteriesystemen mit unterschiedlichem Energieinhalt verschalten lassen. Hierfür wird das Unternehmen bis zu 20 neue Mitarbeiter in Forschung und Entwicklung sowie Produktion einstellen, um jährlich über 1000 Photovoltaik-Haushalte mit Batteriesystemen auszustatten. Der offizielle Produktionsstart ist für Sommer 2011 vorgesehen. Bis dahin werden an dem Standort ausgewählte Projekte mit Industriepartnern umgesetzt. Eine Großserienfertigung mit einer Gesamtkapazität von 250 Megawattstunden befindet sich in Planung.

Quelle: Fraunhofer Institiut

Kaum Netzausbau nötig

Die steigende Anbindung von Photovoltaik-Anlagen stellt die Verteilnetze vor große, aber lösbare Herausforderungen. Die Photovoltaik-Industrie leistet ihren Beitrag dazu, Photovoltaik kostengünstig in die Verteilnetze zu integrieren (siehe auch Solarmedia vom 2. November 2010).

"Durch den von der Photovoltaik-Industrie entwickelten blindleistungsregelungsfähigen Wechselrichter kann die Aufnahmefähigkeit der Verteilnetze für Photovoltaik deutlich gesteigert werden. Eine Erhöhung der Einspeisung um 200 Prozent durch innovative Wechselrichtertechnologie ist möglich", sagte Günther Cramer, Präsident des Bundesverbands Solarwirtschaft. Solarstrom wird dezentral und fast ausschließlich auf der Verteilnetzebene, also den Mittel- und Niederspannungsnetzen, eingespeist. Über 98 Prozent aller Photovoltaik-Anlagen sind an die Niederspannungsebene angeschlossen. 1,4 Prozent der Photovoltaik-Anlagen hängen an der Mittelspannungsebene. Weniger als 0,03 Prozent aller Anlagen haben ihren Netzverknüpfungspunkt mit der Hochspannungsebene - hierbei handelt es sich ausschließlich um Großanlagen, d.h. Photovoltaik-Anlagen mit einer Nennleistung im Multi-Megawatt-Bereich. (Das Bild zeigt einen archetypischen Wechselrichter einer grossen Solaranlage - die neuen Wechselrichter werden erst ab 2011 zur Verfügung stehen - siehe unten. Foto: Guntram Rehsche)

Ein Ausbau der Photovoltaik in Deutschland auf eine installierte Leistung von 52 GW im Jahr 2020, wie von der Bundesregierung im Nationalen Aktionsplan für Erneuerbare Energien vorgesehen, ist möglich. Allerdings wird der Ausbau von Netzoptimierungen, beziehungsweise Netzausbaumaßnahmen begleitet werden. "Die Optimierung und der Ausbau der Netze ist eine anspruchsvolle, aber lösbare Aufgabe", sagt Prof. Dr. Torsten Henzelmann, Partner der Unternehmensberatung Roland Berger und Autor einer Studie zu dem Thema, die der Bundesverband Solarwirtschaft in Auftrag gegeben hat.

Im Rahmen einer Umfrage gaben Netzexperten von Verteilnetzbetreibern mit einer im Verhältnis zum Durchschnitt sehr hohen Photovoltaik-Einspeisung die Nichteinhaltung des Spannungsbandes als hauptsächliches Problem bei einer sehr hohen Photovoltaik-Einspeisung an. 77 Prozent der befragten Verteilnetzbetreiber mit sogenannten PV-Ballungszentren in ihrem Netzgebiet haben von Problemen mit der Nichteinhaltung des Spannungsbandes berichtet - diese Herausforderung ist bisher bis auf sehr wenige Ausnahmefällen in ländlichen Gebieten aufgetreten. Die Netzstruktur in ländlichen Gebieten ist deutlich weniger engmaschig als in Städten und daher auch weniger aufnahmefähig für Photovoltaik.

Der von der Photovoltaik-Industrie entwickelte blindleistungsregelungsfähige Wechselrichter setzt an dieser Stelle an und verbessert die Einhaltung des Spannungsbandes erheblich. Dadurch wird ein Großteil der klassischen Netzausbaumaßnahmen (Leiterverstärkung und -ausbau, leistungsstärkere und weitere Transformatoren) zur Gewährleistung der Einhaltung des Spannungsbandes überflüssig. Der Wechselrichter wird an der Photovoltaik-Anlage installiert und kann dezentral durch Blindleistungsbereitstellung oder -entnahme auf das Spannungsband einwirken. Prof. Dr.-Ing Martin Braun vom Fraunhofer IWES in Kassel erläutert: "Unsere Netzberechnungen zeigen, dass die Photovoltaik-Aufnahmefähigkeit der Niederspannungsnetze durch die Bereitstellung von Blindleistung deutlich erhöht und in einigen Fällen auch mehr als verdoppelt werden kann". Die neue Wechselrichter-Generation wird 2011 zur Verfügung stehen.

Hintergrundinformation: Für eine durch den BSW-Solar beauftragte Umfrage wurden in Deutschland "PV-Ballungszentren" identifiziert. PV-Ballungszentren sind Groß-, Mittel- und Kleinstädte im Süden, der Mitte und im Norden von Deutschland, die im Vergleich die höchste installierte Leistung Photovoltaik (in Wp pro Einwohner) haben. Bei Kleinstädten in Bayern beginnt diese Grenze beispielsweise bei über 1.500 Wp pro Einwohner installierter Photovoltaik-Leistung (Bundesdurchschnitt sind ca. 120 Wp pro Einwohner). Die Verteilnetzbetreiber dieser Netzgebiete wurden identifiziert. Mit den Netzexperten von 22 Verteilnetzbetreibern der PV-Ballungszentren wurden Interviews geführt, in denen sowohl die Auswirkungen des aktuellen Ausbauzustands der Photovoltaik auf die Verteilnetze, als auch ein zukünftiges Ausbauszenario und mögliche Auswirkungen auf die Netze, thematisiert wurden. Hierfür wurde jedem Verteilnetzbetreiber ein potenzielles Ausbauszenario bis 2020 für das Verteilnetz seines PV-Ballungszentrums gezeigt. Dabei wurde der Nationale Aktionsplan für Erneuerbare Energien der Bundesregierung, der einen Ausbau der Photovoltaik auf fast 52 GW im Jahr 2020 vorsieht, auf das jeweilige Netzgebiet angewandt, was einer jeweiligen Verfünffachung der installierten Leistung entspricht.

Quelle: Deutscher Bundesverband Solarwirtschaft (mit Download der Studie)