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Zuverlässiger Anlagenbetrieb: Fraunhofer ISE testet Wechselrichter in PV-Parks

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Freiburg - Im Gegensatz zu konventionellen Großkraftwerken sind Photovoltaik-Kraftwerke aus einer Vielzahl an Erzeugungseinheiten aufgebaut. Neben Wechselrichtern spielen kraftwerksinterne Verkabelungen und Transformatoren eine entscheidende Rolle für die elektrischen Eigenschaften am Netzanschlusspunkt.

Diese Komplexität kann unter?anderem zu unerwünschten Resonanzeffekten oder hohen Oberschwingungspegeln führen, die erhöhte Verluste, vorzeitiges Altern oder sogar einen Ausfall der Geräte verursachen. Die Folgen dieser Effekte reichen von erhöhten Verlusten über die Beeinflussung von Zählern bis hin zu Fehlfunktionen und Defekten.

Für die Stabilitäts- und Oberschwingungsanalyse solch komplexer Anlagen gibt es jedoch bis heute keine adäquaten Lösungen. Im Projekt „Ima Stabil“ entwickelt das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (Fraunhofer ISE) mit seinen Projektpartnern eine neue Methode zur Bestimmung des Verhaltens von Wechselrichtern in PV-Parks.

Für einzelne Wechselrichter hat das Fraunhofer ISE bereits im Forschungsprojekt „Star Strop“ mit der differentiellen Impedanzspektroskopie eine Methode zur Bestimmung der Impedanz und der internen Oberschwingungsquellen entwickelt. Im Feld, wo viele Wechselrichter sowie weitere Komponenten zusammenkommen, beeinflussen sich die Geräte jedoch untereinander. Das Projektkonsortium plant, die differentielle Impedanzanalyse als neues Verfahren zur Bewertung des Stabilitäts- und Oberschwingungsverhaltens auch für komplexe erneuerbare Kraftwerke und Netze zu erproben. „Unser Ansatz ist es, bereits während der Planung des Kraftwerks die eingesetzten Wechselrichter sowie den Netzanschlusspunkt zu analysieren. So können potenzielle Fehlerquellen schon im Vorfeld identifiziert und Abhilfemaßnahmen getroffen werden“, erklärt Sebastian Kaiser, Projektleiter am Fraunhofer ISE.

Die zunächst im Labor entwickelten Messmethoden sollen durch konkrete Messungen in drei verschiedenen PV-Kraftwerken erprobt werden. Neben einem mobilen Messcontainer der Helmut-Schmidt-Universität Hamburg soll ein vom Messgerätehersteller Morenergy GmbH neu entwickeltes mobiles Anlagenimpedanzmessgerät zum Einsatz kommen. Zusammen mit dem PV-Kraftwerksbetreiber Greentech GmbH wird zudem eine Health Monitoring Methode erprobt.

Das Fraunhofer ISE lädt Betreiber von bestehenden Photovoltaik-Kraftwerken ein, ihren Kraftwerkspark für diese Feldmessungen zur Verfügung zu stellen. Für Kraftwerke mit Problemen bieten die Wissenschaftler im Rahmen des Projekts eine kostenlose Analyse an.

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31.07.2023