Projekt „PVgoesMV“ will Photovoltaik in die Mittelspannung bringen und Kosten sparen

Das Forschungsprojekt „PVgoesMV“ will die Photovoltaik in die Mittelspannung bringen. Ziel sei es, zwei Pilotanlagen aufzubauen und zu betreiben, bei denen das Spannungsniveau auf Mittelspannung angehoben wird. Damit soll gezeigt werden, dass dieser Schritt für große Photovoltaik-Anlagen technisch machbar und ökonomisch sinnvoll ist, wie es am Dienstag vom Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE hieß, das das Forschungskonsortium leitet.

Die Photovoltaik-Anlagen mit etwa 135 Kilowatt Anschlussleistung sollen in Baden-Württemberg und Rheinland-Pfalz entstehen. Sie würden mit 3-Kilovolt-String-Wechselrichtern ausgestattet, was weltweit einmalig sei, so das Fraunhofer ISE weiter. Die Pilotanlagen würden dann DC-seitig mit 3 Kilovolt und AC-seitig mit 1,2 Kilovolt betrieben.

Der eingesetzte Mittelspannungs-Photovoltaik-Wechselrichter auf Basis von hochsperrenden Siliziumkarbid-Halbleitern sei vom Fraunhofer ISE bereits im Forschungsprojekt „MS-Leikra“ entwickelt worden. Er werde nun für den Einsatz im Feld angepasst. Die Forscher wollen dabei zwei verschiedene Stringverschaltungen erproben. Zum einen sei der Einsatz von Standard-Solarmodulen mit 1500 Volt und Mittelpunktserdung geplant, zum anderen ein 3-Kilovolt-String mit Solarmodul-Prototypen, die für die höhere Spannungsklasse entwickelt wurden. Auf Basis der Erfahrungen beim Aufbau und der Inbetriebnahme sollen abschließend ein Qualitätssicherungs- und Prüfkonzept für Photovoltaik-Anlagen in der Mittelspannung entwickeln werden, wie es vom Fraunhofer ISE weiter hieß. Erkenntnisse, die aus dem Testbetrieb gewonnen werden, sollen auch in das Produktdesign einfließen und in internationale Normungsgremien.

„Der Schritt in die Mittelspannung ist ein wesentlicher Hebel für die Reduktion des Kupfer- und Aluminiumbedarfs für Photovoltaik-Großkraftwerke und somit für die Wirtschaftlichkeit der Projekte“, sagte Projektleiter Felix Kulenkampff vom Fraunhofer ISE. So lasse sich mit einer Verdopplung der Spannung im Leiterquerschnitt der Kabel bis zu etwa 75 Prozent einsparen. Die dünneren Kabel seien einfacher zu verlegen und senkten zusätzlich die Installationskosten. Zudem kann die Anschlussleistung von Transformatoren und Substations bei gleicher Baugröße verdoppelt werden, wie die Forscher erklärten. Bei großen Photovoltaik-Anlagen könne deren Anzahl halbiert werden, was zu weiteren Einsparungen von Material-, Invest- und Installationskosten führe.

„Alle genannten Vorteile ergeben sich bereits in der niedrigen Mittelspannung. Die Aufwände für die Entwicklung entsprechend spannungsfester Komponenten sind überschaubar, weshalb uns viele Komponentenhersteller in dem Pilotprojekt unterstützen«, so Felix Kulenkampff weiter.

Zu den Projektpartnern von „PVgoesMV“ gehören die Pfalzwerke AG, die FEAG Gruppe, Stäubli Electrical Connectors AG, Weidmüller Interface GmbH & Co. KG, Mersen Deutschland Eggolsheim GmbH, Prysmian Kabel und Systeme GmbH, Sumida Components & Modules GmbH, Hanwha Q Cells GmbH, Zimmermann PV-Steel Group GmbH & Co. KG, Infineon Technologies AG, Fluke Deutschland GmbH und BES New Energy GmbH. Das Projekt startete offiziell im Dezember 2025 und wird vom Bundeswirtschaftsministerium mit Mitteln aus dem 8. Energieforschungsprogramm „Innovationen für die Energiewende“ gefördert.

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