Die Übertragungsnetzbetreiber, der Bundesverband Solarwirtschaft und das Forum Netztechnik/Netzbetrieb im Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik (VDE/FNN) veröffentlichten eine gemeinsame Studie über die Nachrüstung von Solaranlagen, um diese an die veränderten Regelungen zur Überfrequenzabschaltung anzupassen. Die vom Beratungsunternehmen Ecofys in Berlin und dem Institut für Feuerungs- und Kraftwerkstechnik der Universität Stuttgart erstellte Studie empfiehlt die Nachrüstung aller in Deutschland nach dem 1. September 1995 in Betrieb genommenen Photovoltaikanlagen mit einer Leistung von mehr als zehn Kilowatt. Dabei sollte nach Ansicht der Autoren der Studie ein Austausch der Wechselrichter nach Möglichkeit vermieden werden. Kleine Dachanlagen sind von der neuen Regelung nicht betroffen.
Während Neuanlagen bis zum Jahreswechsel mit Wechselrichtern gemäß der neuen Richtlinie (VDE-AR-N 4105) ausgerüstet sein müssen, stellt sich die Frage, in welchem Umfang und wie schnell die Bestandsanlagen auf die veränderten Regelungen eingestellt werden. Man geht davon aus, dass die Kapazität der Elektrohandwerks, die Umrüstung durchzuführen, bei etwa 8.500 bis 11.000 Anlagen pro Monat liegt. Die Nachrüstung der etwa 315.000 großen und mittelgroßen Anlagen soll dementsprechend bis Ende 2014 abgeschlossen sein. Sie kostet die Verteilnetzbetreiber, Wechselrichterhersteller und Anlagenbesitzer insgesamt 65 bis 175 Millionen Euro zuzüglich Verwaltungskosten. Die Kosten für die Anpassung des Betriebs der Netzersatzanlagen, die die Weiterversorgung der Kunden bei Bauarbeiten am Netz gewährleisten, beziffert man auf insgesamt 500.000 bis zwei Millionen Euro.
Update der Wechselrichter
Vor dem Hintergrund des beschleunigten Zubaus von Photovoltaikanlagen in den letzten Jahren hatte der VDE/FNN in einer Verordnung die Frequenzen verändert, bei der sich eine Solarstromanalge vom Netz trennen sollte. Bis dahin musste sich eine Anlage selbständig vom Netz trennen, wenn ihre Frequenz den Wert von 50,2 Hertz überschritt. Da aber die Photovoltaik keine zu vernachlässigende Größe bei der Stromerzeugung mehr ist, besteht die Gefahr, dass beim Überschreiten der Frequenz von 50,2 Hertz schlagartig mehrere Gigawatt Solarleistung vom Netz gehen, was die Stabilität gefährdet. Auf dieses Problem reagierte der VDE/FNN, indem er zunächst festlegte, dass sich die Anlagen bei einer Frequenz zwischen 50,2 und 51,5 Hertz abschalten. Die endgültige Regelung besagt nun, dass die Anlagen die eingespeiste Leistung bei steigender Frequenz allmählich reduzieren. Eine Minute nach erreichen einer Frequenz von 50,5 Hertz speisen sie wieder ihre gesamte Leistung in das Netz ein. Die Autoren der Studie halten ein Update der Wechselrichter auf die neue Anwendungsregel des VDE/FNN für die beste Lösung. Sollten ältere Wechselrichter eine solche frequenzabhängige Wirkleistungsreduktion nicht unterstützen, werden die Abschaltfrequenzen der Anlagen so gestreut (stochastische Verteilung nach Wechselrichtertyp und Wiederzuschaltung nach 30 Sekunden), dass in Summe praktisch dasselbe Verhalten erzielt wird.
Details noch klären
Um zu gewährleisten, dass die Umrüstung auch so schnell wie möglich abgeschlossen wird, empfiehlt die Studie, hinsichtlich der zu erwartenden Kosten eine gesetzliche Regelung zu entwickeln, die eine hohe Akzeptanz bei den betroffenen Anlagenbetreibern schafft. Dabei gibt es aber noch einige Probleme, die vor allem die Wechselrichterhersteller und die Verteil- sowie Übertragungsnetzbetreiber untereinander lösen müssen. So ist zum Beispiel die obere und untere Grenze der Frequenzbereiche für den Über- und Unterfrequenzschutz noch endgültig zu klären. Außerdem müssen beide Seiten noch gemeinsam die Schrittweite für die Über- und Unterfrequenzschutzwerte und die stochastische Verteilung auf die jeweiligen Abschaltfrequenzen genau festlegen. (Sven Ullrich)
