Laut dem Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE können Ressourcenbedarf und Investitionskosten deutlich gesenkt werden, wenn das Spannungsniveau von Solarparks in die Mittelspannung angehoben wird. Das Projekt »PVgoesMV« soll nun durch den Aufbau und Betrieb von zwei Pilotanlagen zeigen, dass dieser Schritt für PV-Großanlagen technisch machbar und ökonomisch sinnvoll ist. Es handelt sich nach Angaben des Fraunhofer ISE um die weltweit ersten PV-Anlagen mit einem 3-kV-Stringwechselrichter.
»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«, erklärt Projektleiter Felix Kulenkampff vom Fraunhofer ISE. Zum einen führt eine Verdopplung der Spannung zu Einsparungen im Leiterquerschnitt von etwa 75 Prozent. Dünnere Kabel sind einfacher zu verlegen und senken zusätzlich die Installationskosten. Zudem kann die Anschlussleistung von Transformatoren und Unterstationen bei gleicher Baugröße verdoppelt werden. In Großkraftwerken kann deren Anzahl halbiert werden, was zu weiteren Einsparungen bei den Material-, Investitions- und Installationskosten führt.
Die Ziele des Projekts sind der Aufbau und der mehrmonatige Testbetrieb von zwei Pilotanlagen mit einer Anschlussleistung von etwa 135 Kilowatt in Baden-Württemberg und Rheinland-Pfalz. Die Anlagen werden DC-seitig mit 3 kV und AC-seitig mit 1,2 kV betrieben. Der eingesetzte Mittelspannungs-PV-Wechselrichter auf Basis von hochsperrenden Siliziumkarbid-Halbleitern wurde bereits im Projekt »MS-Leikra« vom Fraunhofer ISE entwickelt und wird für den Einsatz im Feld angepasst. Im Projekt werden zwei verschiedene Stringverschaltungen erprobt: Einerseits der Einsatz von Standard-Solarmodulen mit 1.500 Volt und Mittelpunktserdung. Andererseits ein 3-kV-String mit PV-Modul-Prototypen, die für die höhere Spannungsklasse entwickelt wurden. Auf Basis der Erfahrungen aus der Planung, dem Aufbau und der Inbetriebnahme wollen die Projektpartner ein Qualitätssicherungs- und Prüfkonzept für Mittelspannungs-PV-Anlagen entwickeln. Zudem möchten sie Erkenntnisse aus dem Feld in ihr Produktdesign einfließen lassen und diese in internationalen Normungsgremien einbringen.
Projektpartner von »PVgoesMV« sind die Pfalzwerke AG, die FEAG Gruppe, die Stäubli Electrical Connectors AG, die Weidmüller Interface GmbH & Co. KG, Mersen Deutschland Eggolsheim GmbH, Prysmian Kabel und Systeme GmbH, Sumida Components & Modules GmbH, Hanwha Q Cells GmbH, die Zimmermann PV-Steel Group GmbH & Co. KG, Infineon Technologies AG, Fluke Deutschland GmbH und BES new energy GmbH. Sie unterstützen das Projekt durch die Bereitstellung und Weiterentwicklung von Schlüsselkomponenten sowie mit Know-how und Engineering-Dienstleistungen bei Aufbau, Inbetriebnahme und Monitoring.
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