Die Qual der Wahl: ferngesteuert abregeln lassen oder auf 70 Prozent begrenzen

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Dabei stellte sich heraus, dass energetisch relevante Einstrahlungswerte im Sekundenraster bis 1.100 W/m² messbar waren, die sich bei Mittelwert-Betrachtungen auf unter 950 W/m² ausglichen. Das feine Zeitraster ermöglicht reale Berechnungen von Abregelverlusten im 80-kW-Bereich, die sich auf 8 Prozent bei 70- Prozent-Auslegung summierten und als blaue Kurve im Bild 4 erscheinen.

Auf kleinere Anlagen bis 30 kW übertragen bedeutet dies Abregelverluste von über 10 Prozent gegenüber technisch optimalen Anlagen.

Leistungsbegrenzung im Wechselrichter

Bei der Vielfalt der PV-Installationen ist es wirtschaftlich nicht sinnvoll, für jede mögliche PV-Leistung einen exakt passenden 70-Prozent-Wechselrichter bereitzustellen. Die Leistungsanpassung findet daher durch Parametrierung eines etwas größeren als geforderten Typs gemäß Bild 5 statt:

Bis zur 70-Prozent-Grenze wird der Arbeitspunkt AP in den Punkt höchster Leistungsabgabe MPP gefahren (hier AP3 und AP4). Steigt die Leistung der Module weiter an, verschiebt die Steuerung des Wechselrichters den Arbeitspunkt um ΔU zu einer höheren Spannung, bis die erforderliche Leistungsminderung ΔP eintritt.

Dreiphasige, trafolose String-Wechselrichter aus der Familie Sinvert PVM von Siemens (Bild 2) für mittlere PV-Anlagen von 10 kW bis in den MW-Bereich sind für diesen Anwendungsfall vorbereitet und bieten Spitzen-Wirkungsgrade bis zu 98 Prozent im nicht abgeregelten Fall.

Ferngesteuerte Abregelung

Als Alternative zur festen 70-Prozent-Einstellung des Wechselrichters lässt das EEG 2012 für den Leistungsbereich bis 30 kW die ferngesteuerte Reduzierung durch den Netzbetreiber zu, welche für die oberen Leistungsklassen obligatorisch ist. Da das Gesetz – wie der Name schon sagt – den erneuerbaren Energien Vorrang einräumt, dürfte dies relativ selten vorkommen.

Weitaus schwerer wiegt das Zusatzinvestment für den Fernzugriff (Bild 6), das ursprünglich für Mittelspannungs-Anlagen entwickelt wurde, entsprechend teuer ist und vom Anlagenbetreuer angeschafft und eingebaut werden muss. Die Kosten dafür liegen auf dem Preisniveau kleiner Wechselrichter, so dass sich diese Technik für Anlagen unter etwa 10 kW nicht rechnet.

Eine Verbilligung ist erst dann zu erwarten, wenn die Vielfalt unterschiedlichster Rundsteuer-Verfahren in Deutschland durch Vereinheitlichung der Signalübertragung reduziert wurde und die Empfänger für Abregelsignale in den Wechselrichter integriert sind. Weil die Netzbetreiber bis zum Ende des Jahres 2012 noch technische Vorgaben machen können, dürfte kostenoptimierte und wechselrichterintegrierte Rundsteuertechnik frühestens im Lauf des Jahres 2013 zur Verfügung stehen.

Abschließende Empfehlungen

Ab 2012 in Betrieb genommene PV-Kleinanlagen müssen eine der beiden Vorgaben des EEG 2012 §6 erfüllen, sonst verfällt der Vergütungsanspruch des Anlagenbetreibers. Die Alternativen sind: PV-Anlage ferngesteuert abregeln lassen oder auf 70 Prozent (P_WR-AC/P_PV-STC) begrenzen.

Für kleine Anlagen bis 10 kW kommt – derzeit – nur die 70-Prozent-Begrenzung in Frage, weil der Zusatzaufwand für Rundsteuerempfänger und Kommunikationsbox vergleichsweise hoch liegt. Der Renditeverlust dürfte bei 10 Prozent liegen. Zusätzliche Verluste treten für die 70 Prozent-Auslegung senkrechter Fassadenanlagen sowie Aufdach-Systemen nach Osten und Westen kaum in Erscheinung, so dass auch hier von der ferngesteuerten Abregelung abgeraten werden kann.

Lediglich bei ertragsstarken PV-Anlagen kann sich die ferngesteuerte Abregelung lohnen. Dabei ist aber zu bedenken, dass die Entwicklung stark im Fluss ist und kostengünstige, wechselrichter-integrierte Abregel-Signalempfänger erst später verfügbar sein werden.

* Bodo Giesler, Consultant Photovoltaic, Siemens Industry Automation, Control Components and Systems Engineering, Fürth

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