Grid Feed-in Behavior of Distributed PV Battery System

In diesem Beitrag wurden die Auswirkungen verschiedener Begrenzungen der Einspeiseleistungen auf die Netzeinspeisung räumlich verteilter PV-Batteriesysteme untersucht. Angesichts der zunehmenden Photovoltaik (PV)-Einspeisung in Deutschland stellen sich neue Herausforderungen bei der Netzintegration von PV-Anlagen. Vor allem Verteilnetze mit hoher PV-Durchdringung sind von Spannungsanstiegen und umgekehrten Stromflüssen betroffen, die durch die PV-Spitzeneinspeisung um die Mittagszeit ausgelöst werden. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, wurden in den letzten Jahren mehrere Lösungen entwickelt und in den Rechtsrahmen umgesetzt. Weiterhin beantwortet der Beitrag die Frage, ob der gleitende 10-min-Mittelwert der Netzeinspeisung für die Senkung der Netzeinspeisespitzen von räumlich verteilten PV-Batteriesystemen angemessen ist.

Unterschiedlichen Grenzen der max. Einspeiseleistungen

Mit der Novellierung des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) im Jahr 2012 wurde für PV-Anlagen mit einer Nennleistung unter 30 kWp eine Alternative zur Beteiligung am Einspeisemanagement des Netzbetreibers eingeführt. Die Einspeiseleistung der PV-Anlage muss dann auf 70 % der installierten PV-Leistung (0,7 kW/kWp) begrenzt werden. Neben dem EEG hat die Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) im Mai 2013 ein Marktanreizprogramm für PV-Batteriesysteme ins Leben gerufen. Um die Rückzahlungszuschüsse und zinsverbilligten Darlehen der Fördermaßnahme zu erhalten, muss die Einspeiseleistung der geförderten PV-Batteriesysteme auf 0,6 kW/kWp begrenzt werden. Derzeit wird über die Fortsetzung des Förderprogramms ab Anfang 2016 mit einer noch weiter reduzierten Einspeiseschwelle von 0,5 kW/kWp diskutiert.

Zeitliche und räumliche Glättungseffekte durch Simulationen nachgewiesen

Die Simulationsergebnisse zeigen, dass kurzfristige Einspeisespitzen oberhalb der Einspeisegrenze nicht durch eine Begrenzung der Netzeinspeisung auf den Mittelwert der vorangegangenen 10 min vermieden werden können. Aufgrund der hohen Gleichzeitigkeit der Einspeiseleistung der verteilten PV-Batteriesysteme, reicht eine herkömmliche 10-Minuten-Begrenzung aus Gründen der räumlichen Glättung nicht aus, um einen Ausgleich zwischen den Systemen zu gewährleisten. Durch die alternative Anwendung einer Einspeisebegrenzung auf 1 min anstelle einer 10-min-Begrenzung wird das Ausmaß der kurzfristigen Spitzen bereits deutlich abgeschwächt. Um jedoch zu verhindern, dass die Einspeiseleistung zu keinem Zeitpunkt den Grenzwert überschreitet, ist eine sofortige Einspeisebegrenzung erforderlich. Kürzere Mittelungsintervalle führen allerdings zu höheren Abregelungsverlusten, die für die Systembesitzer:innen nachteilig sind. Durch den Vergleich der Simulationsergebnisse mit unterschiedlichen Grenzintervallen ist davon auszugehen, dass eine Anpassung der regulatorischen Rahmenbedingungen hin zu geringeren Mittelungsintervallen die Netzintegration von PV-Batteriesystemen weiter verbessern kann.