Projekt „ImaStabil“: Fraunhfer ISE will Photovoltaik-Wechselrichter zuverlässiger machen

Multi-Megawatt Lab, Messungen, Fraunhofer ISE.

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In einer Photovoltaik-Anlage spielen neben Wechselrichtern die kraftwerksinterne Verkabelungen und Transformatoren eine entscheidende Rolle für die elektrischen Eigenschaften am Netzanschlusspunkt. Dabei geht es nicht immer reibungslos zu. Die Komplexität könne unter anderem zu unerwünschten Resonanzeffekten oder hohen Oberschwingungspegeln führen, die trotz umfangreicher Netzanschlussverfahren auftreten können. Die Folgen reichen von erhöhten Verlusten über die Beeinflussung von Zählern bis hin zu Fehlfunktionen und Defekten.

Mit dem Forschungsprojekt „ImaStabil“ will das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE mit seinen Projektpartnern nun eine neue Methode zur Bestimmung des Wechselrichter-Verhaltens in Photovoltaik-Kraftwerken entwickeln. „Netzanschlussrichtlinien fangen diese Probleme bisher nicht gut ab. Wir wollen das mit unseren Ansätzen im neu gestarteten Forschungsprojekt ändern«, erklärt Sönke Rogalla, Abteilungsleiter Leistungselektronik und Netzintegration am Fraunhofer ISE.

Bereits im Forschungsprojekt „StarStrop“ haben die Freiburger Forscher mit der differentiellen Impedanzspektroskopie eine Methode zur Bestimmung der Impedanz und der internen Oberschwingungsquellen für einzelne Wechselrichter entwickelt. „Im Feld, wo viele Wechselrichter sowie weitere Komponenten zusammenkommen, beeinflussen sich die Geräte jedoch untereinander. Unser Projektkonsortium plant, die differentielle Impedanzanalyse als neues Verfahren zur Bewertung des Stabilitäts- und Oberschwingungsverhaltens auch für komplexe erneuerbare Kraftwerke und Netze zu erproben“, ergänzt Sebastian Kaiser, Projektleiter am Fraunhofer ISE. Der Ansatz sei, bereits während der Planung des Photovoltaik-Kraftwerks die eingesetzten Wechselrichter sowie den Netzanschlusspunkt zu analysieren. „So können potenzielle Fehlerquellen schon im Vorfeld identifiziert und Abhilfemaßnahmen getroffen werden“, so Kaiser weiter.

Das Fraunhofer ISE will die im Labor entwickelten Messmethoden dann durch konkrete Messungen in drei verschiedenen Photovoltaik-Kraftwerken erproben. Dafür würden auch noch Betreiber von Solarparks gesucht. Bei Photovoltaik-Kraftwerken mit Problemen bieten die Forscher eine kostenlose Analyse an.

Im Feldversuch werden in den Photovoltaik-Kraftwerken dann ein mobiler Messcontainer der Helmut-Schmidt-Universität Hamburg sowie ein vom Messgerätehersteller Mor Energy neu entwickeltes mobiles Anlagenimpedanzmessgerät eingesetzt werden. An dem Projekt ebenfalls beteiligt ist der Photovoltaik-Anlagenbetreiber Greentech, der eine sogenannte „Health Monitoring Methode“ erproben will.

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