Freiflächenernte groß ausgerichtet

Die Anforderungen klärt Richard Verdezki gleich zu Beginn unseres Webinars „So sicher bringen Stadtwerke und Co. die PV-Kapazitäten ans große Netz“ am 21. September. Der Senior Solution Sales Manager des Leistungselektronikzulieferers Huawei Fusionsolar skizziert: Wechselrichter für Photovoltaik (PV) in großen Freiflächenmodulfeldern müssen sogenannte Blindleistung fürs Zurechtschieben der Strom- und Spannungskurven liefern. Bei Netzaussetzern müssen sie mit Kurzschlussleistung aushelfen. Sie müssen Resonanzen einebnen, die plötzlich zu- und abschaltende Verbraucher oder Kraftwerke verursachen.

Großanlagen-Wechselrichter dürfen deshalb wenig ausfallen, als Industrieware erreichen sie im Prinzip auch hohe Verfügbarkeiten. Doch Dienstleister und das Personal, um PV-Freiflächenanlagen zu installieren, sind knapp. Weil teils wenig erfahrene Mitarbeiter die Stecker der PV-Module im Umrichter crimpen, so analysiert es Experte Verdezki, produzierten sie Steckfehler, was die Ausfallgefahr erhöhe: Meist träten die Kurzschlüsse oder gar Feuer im Umrichter an den Gleichstromsteckern aus den Modulen auf. Dies könne auch passieren, wo Installateure statt der vom Umrichterbauer gelieferten DC-Stecker lieber Stecker nehmen, die mit der mitgenommenen Crimpzange gerade kompatibel waren.

Wir geben unsere Datenpunkte frei, damit die Kunden die Wechselrichter ohne uns steuern können.

Huawei Fusionsolar antwortet auf hohe Ansprüche und Unwägbarkeiten mit smarter, sehr starker Leistungselektronik. Deren modulare Bauweise setzt auf Bauteile, die zum Portfolio vieler Industriezulieferunternehmen gehören. Sie sollen sich nach einem Ausfall noch nach vielen Jahren schnell besorgen und austauschen lassen.

Das Technologieunternehmen bietet für den sogenannten Utility-Markt nun einerseits auf Kundenwunsch weiterhin den smarten PV-Stringwechselrichter 215KTL-H0 mit einer Ausgangsleistung von 215 Kilowatt (kW) an. Zugleich stellt es den im Frühjahr auf der Messe Intersolar in München preisgekrönten und mit elektronischer Intelligenz versehenen Stringwechselrichter 330KTL-H1 mit ins Portfolio. Dieser liefert mit 330 kW Gleichstrom-Eingangs-Nennleistung 300 kW Wechselstrom-Ausgangsleistung. Die Komponente zielt auf künftige Freiflächenparks mit bis zu 100 und mehr Megawatt (MW) Höchstleistung. Weil die 330-kW-Variante weit mehr Module zusammenfasst und daher längere Kabel erfordert, ist sie eher bei eng aufgeständerten Modulen mit großer Flächendichte rentabel.

Zur Einspeisung bietet der PV-Freiflächenpark-Zulieferer einen 2022 eingeführten Trafo-Standardcontainer mit drei, sechs und neun Megavoltampere (MVA) mit an. Dieser soll außerhalb Deutschlands an Netze mit 20, 30 und 33 Kilovolt (kV) anschließen. Hierzulande lasse Huawei die 9-MVA-Stationen die PV-Elektrizität nur auf mindestens die 110-kV-Ebene der Verteilnetze umspannen, um Sorgen der Netzbetreiber um überlastete Leitungen zu begegnen.

Die Trafostationen fertigen und testen die Huawei-Fabriken inklusive interner Kabelanschlüsse komplett vorweg und bestücken sie mit allen Umspanneinheiten für die Nieder- und Mittelspannungsseite sowie mit einer großzügigen Fünf-Kilovoltampere(kVA)-Eigenstromversorgung. Entkupplungsschutz oder eine unterbrechungsfreie Stromversorgung, mit der sich ein aus Sicherheitsgründen überprüfter Trafo ferngesteuert zurückschaltet, sind extra zu bestellen.

Mehr digitale Intelligenz als bisher

Um künftige hohe Netzanforderungen und zugleich die Wirtschaftlichkeitserwartungen zu erfüllen, baue sein Unternehmen mehr digitale Intelligenz als bisher üblich ein, sagt Verdezki. Vorneweg manövrieren die Entwickler ihr Utility-Konzept um einen aktuellen politischen Stolperstein herum: Weil die deutsche Wirtschafts- und Energiepolitik chinesischen Unternehmen von jeglichem technisch möglichen Zugang zu sogenannter kritischer Infrastruktur fernhalten will, haben sie ihrem eigenen chinesischen Unternehmen den Zugriff auf die neue Leistungselektronik verbaut. Huawei Fusionsolar lasse die Versorgerkunden die Wechselrichter mit digitalen Überwachungsprogrammen anderer Zulieferer nutzen – oder Überwachungsdienstleistern den Zugriff darauf einräumen. „Wir stellen unsere Datenpunkte zur Verfügung, damit sie ohne uns die Wechselrichter steuern können“, sagt der Senior Solution Sales Manager.

Der 330KTL-H1-Wechselrichter ist auf neue 210-Millimeter-Module designt, die höhere Ströme zugunsten eines guten Gleichstrom-Wechselstrom-Verhältnisses zulassen, der DC-/AC-Ratio also. Das Verhältnis bestimmt darüber, wie viel Elektrizität die Module dem Wechselrichter bei Volleinstrahlung zuliefern und wie viel die Wechselrichter im Verhältnis dazu maximal Richtung Netz schicken. Ein gutes Verhältnis besteht dort, wo nicht zu viel teure Wechselrichterkapazität verbaut ist, die Anlage aber bei viel Sonne nur wenig Überschussstrom vergeudet.

Smart machen die Neuentwicklung ihre Sensorik und digitale Automatisierung. Automatisch senken die Wechselrichter die Leistung, wenn die Lüfter mit Schmutz verstopft sind. Die Lüfter kehren nachts ihren Lufteinsog um und pusten sich von verschluckten Insekten, Pollen oder Sand- und Staubpartikeln frei. Der Trafo erfasst Ströme und Spannungswerte der Module, seine Temperatur, Vorgänge wie eine sich öffnende Containertür, die Stellungen der Spannungsschalter, Temperaturen auch auf Mittelspannungsseite, im Extremfall den Rauch oder Scheinwiderstandswerte. Bei zu viel Kondensation im Trafo tilgt die Stillstandsheizung den Dampf, bei erhitztem Material trennt digitale Intelligenz die Kabel, Module oder Wechselrichter ab oder schaltet die Station aus. Kunden können zusätzlich eine Software kaufen, die Komplettchecks der PV-Parks vornimmt. Sie spuckt aus, wo Fehler zu finden sein werden und welche Bauteile oder Module auszutauschen sind. (tw)