PV-Diesel-Global - Next Generation Renewable-Diesel-Hybridkraftwerke für die globale Energiewende in netzfernen Regionen; Teilvorhaben: Wechselrichter- und PV-Hybrid-Systemtechnik

Abstract

Ausgehend von der konventionellen Stromversorgung in Gebieten des globalen Sonnengürtels, wo die Versorgungsgebiete meist weit abgelegen vom Verbundnetz sind und in autonomen großen „Inselnetzen“ bisher durch Dieselkraftwerke versorgt werden, gilt es zukünftig, den Diesel dort durch Solar- und Windenergie zu ersetzen und hierfür durch optimale Kombination der PV-, Windenergie- und Speichertechnik und neuer Stromnetztechnik geeignete, robuste, kostengünstige Hybridlösungen zu schaffen, die darüber hinaus dann auch im Verbundnetz als Hybridkraftwerke Anwendung finden können. Besondere Herausforderung ist dabei die Beherrschung der hohen Komplexität der notwendigen neuen Systemlösungen und der Heterogenität der Vielfalt an Anwendungsfällen einerseits und die Gewährleistung einer stabilen, sicheren und gegenüber bisherigen Lösungen kostengünstigeren Stromversorgung andererseits. Dieser Herausforderung hat sich das aus dem PV-Systemtechnik-Hersteller & -Lösungsanbieter SMA, dem Windenergieanlagen-Hersteller ENERCON, dem Batteriespeicher-Hersteller TESVOLT und der Netzbetreiber-Trainingseinrichtung für Netzbetriebsführung DUtrain sowie entsprechenden Wissenschaftspartnern bestehende Konsortium des Verbundforschungsprojekts PV-Diesel-Global angenommen. Gemeinsames Ziel war die Optimierung der PV-Kraftwerks-, Windpark- und Netztechnik für einen stabilen Netzbetrieb und eine nachhaltige Stromversorgung mit hohen solaren Deckungsanteilen in großen Insel-Verbundnetzen. Im Teilvorhaben von SMA wurden dabei in Zusammenarbeit mit den Verbundpartnern vielfältige Grundlagenerkenntnisse für verbesserte Systemarchitekturen, optimierte Anlagenauslegung und stabileren sicheren Netzbetrieb mit PV-, Wind- und Speicher-Hybridanlagen gewonnen sowie seitens SMA neue Regelungs- und Betriebsführungslösungen für Wechselrichter und PV-Hybrid-Kraftwerke erarbeitet, die zukünftig die Wirtschaftlichkeit entsprechender Systemlösungen noch weiter erhöhen und gleichzeitig die Netzstabilität im Insel- und im Verbundnetz verbessern können. Die im Vorhaben erzielten Projektergebnisse werden zu einer kostengünstigeren PV-Stromerzeugung und -Netzintegration in einem zukünftig rein aus Erneuerbaren Energien gespeisten Stromnetz mit beitragen. Datei-Upload durch TIB Starting from the conventional power supply in the global sunbelt region, where the supply areas are usually far away from the large electricity grids and have so far been supplied by local diesel power plants in autonomous “island grids”, the aim in future is to replace diesel there with solar and wind energy and to create suitable, robust, cost-effective hybrid solutions for this by optimally combining PV, wind energy and storage technology and advanced grid technologies. These new solutions can then also be used as hybrid power plants in the common grid, accelerating the energy transition. The articular challenge here is to master the high complexity of the new system solutions needed and the heterogeneity of the variety of applications on the one hand and to guarantee a stable, secure and more costeffective power supply compared to previous solutions on the other. The consortium of the joint research project PV-Diesel-Global, consisting of the PV system technology manufacturer & solution provider SMA, the wind turbine manufacturer ENERCON, the battery storage manufacturer TESVOLT and the grid operator training facility for grid operation management DUtrain as well as corresponding science partners, has taken on this challenge. The common goal was to optimize PV power plant, wind farm and grid technology for stable grid operation and a sustainable power supply with a high proportion of solar energy in large island grids. In the sub-project of SMA, a wide range of basic knowledge was gained in cooperation with the partners for improved system architectures, optimized system design and a more stable and reliable grid operation with PV, wind and storage hybrid systems. Furthermore SMA developed new control solutions for inverters and PV hybrid power plants. The results of the project will contribute to cost reduction in PV power generation and an improved grid integration in a future electricity grid fed purely from renewable energies.