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Netzstabilität bei mehreren Anschlusspunkten

Schaeffler nutzt für Solarpark unseren EZA-Regler

Zertifiziert, sicher, schnell installiert: Um Photovoltaik-Anlagen im Mittelspannungsnetz gesetzeskonform zu betreiben und die Netzqualität sowie -stabilität sicherzustellen, ist ein Erzeugungsanlagen-Regler (EZA-Regler) in vielen Fällen Pflicht. So auch bei der Schaeffler Gruppe, die sich bei einem Fertigungsgebäude am Bühler Standort für die Installation einer PV-Anlage entschied. Umgesetzt wurde das Projekt von der Kühn Elektrotechnik GmbH, die als Spezialist für Energietechnik, Gebäudetechnik und Schaltanlagenfertigung die Nutzung unseres EZA-Reglers empfahl. Dieser sorgt bei den vorhandenen Netzanschlusspunkten für eine normenkonforme Regelung.

Ein EZA-Regler sorgt für Netzstabilität bei mehreren Anschlusspunkten.

Die hochwertige Herstellung von Präzisionskomponenten und Systemen für Motor, Getriebe und Fahrwerk: Das ist die Profession der Schaeffler Gruppe. Dafür setzt der Mobilitätsexperte mit Standorten in Herzogenaurach, Schweinfurt, Bühl und Frankfurt seit 80 Jahren auf Innovation und Kundenorientierung. Nun entschied man sich für die Errichtung eines Solarparks: Mit 3.700 Modulen auf einer Fläche von 7.400 Quadratmetern soll die Anlage bis zu 1.400 MWh Energie pro Jahr für das Schaeffler-Werk produzieren. Während aktuell nach der Norm VDE-AR-N 4110 für technische Anschlussregelungen im Mittelspannungsnetz ab einer installierten Leistung von 135 kW ein EZA-Regler zur Sicherstellung der Netzstabilität Pflicht ist, werden die Vorgaben mit der Novellierung der Elektronische-Eigenschaften-Nachweis-Verordnung (NELEV) künftig angepasst. In Zukunft gilt die Norm erst ab 500 kW installierter Leistung, sofern die maximal ins Netz eingespeiste Leistung 270 kW nicht übersteigt. Da die Maximalleistung der Anlage bei Schaeffler in Bühl mit 1500 kW Peak deutlich oberhalb dieser Werte liegt, ist dementsprechend der Einsatz eines EZA-Reglers gefordert.

Vorgaben des Netzbetreibers erfüllt – EZA-Regler für Normenkonformität

Je mehr PV-Anlagen, desto höhere Schwankungen im Stromnetz: Die Leistung (P) einer Anlage, also die Sonneneinstrahlung, ist je nach Wetterlage unterschiedlich stark und hat Auswirkungen auf die Netzspannung. Damit sinkt die Planbarkeit deutlich. Um dennoch Stabilität sicherzustellen, müssen Anlagen ab 950 kW Leistung bestimmte Anforderungen, unter anderem sogenannte Systemdienstleistungen, erfüllen, die in der Norm VDE-AR-N 4110 festgelegt sind. Dazu gehören zum einen Fähigkeiten für das Durchlaufen von kurzen Spannungseinbrüchen, zum anderen die Systemdienstleistung der Spannungshaltung. Als Blindleistung (Q) bezeichnet man jene Leistung, welche keine Wirkarbeit verrichten kann, aber für dessen Transport zwingend erforderlich ist. Der Netzbetreiber legt pro Anschlusspunkt die geforderte Spannung fest. Wird diese unterschritten, gilt es die Blindleistung zu erhöhen, bei zu hohen Werten die Blindleistung zu senken. Diese Regelung übernimmt beim Projekt der Schaeffler Gruppe unser EZA-Regler. Wie genau ein EZA-Regler funktioniert, steht in diesem Beitrag.

Die Umsetzung des Projekts beinhaltete einige Herausforderungen. So gab es gleich zwei Netzanschlusspunkte, bei denen sowohl die Netzstabilität als auch die Schutztechnik gegen Netzschwankungen umzusetzen waren. Nach der projektspezifischen Vorplanung entschied sich die Kühn Elektrotechnik GmbH für unsere Hardware, die bereits in einem vorherigen gemeinsamen Projekt erfolgreich eingesetzt wurde. Auch im Fall der Schaeffler Gruppe konnte der EZA-Regler nicht nur schnell bereitgestellt werden, sondern erlaubt zugleich die Anbindung beider Netzanschlusspunkte bei komfortablerer bauseitiger Montage.

Auslieferung eines EZA-Reglers für einen Solarpark.

EZA-Regler als Schnittstelle

Zentrale Aufgabe des EZA-Reglers ist die Messung der Spannung und der Leistung am Netzanschlusspunkt. Die dort aufgezeichneten Messwerte gleicht das Gerät mit den vom Netzbetreiber vorgegebenen Werten ab und sendet bei Abweichung ein Steuersignal an die Erzeugungsanlage, sodass die Blindleistung angepasst werden kann. Um die entsprechenden Signale auch über weite Strecken schnell transferieren und die Regelgeschwindigkeit einhalten zu können, wurde im Rahmen des Projektes ein Lichtwellenleiter-Netzwerk errichtet. Nachdem ein erster Kommunikationstest zu den Reglungsteilnehmern aus der Ferne bereits erfolgreich verlief, bildet der EZA-Regler jetzt die Schnittstelle zu allen beteiligten Gewerken:

  • Gebäudeleittechnik
  • Energieversorgungsunternehmen
  • Direktvermarkter
  • Mittelspannungs-Schaltanlage
  • Netzbetreiber

Mit der Anbindung von gleich zwei Netzanschlusspunkten und der Nutzung des EZA-Reglers als Kommunikationsdrehscheibe waren die ersten wichtigen Meilensteine des Projektes schnell erreicht. Dennoch fehlte die Umsetzung einer weiteren zentralen Anforderung, die für die Abnahme der PV-Anlage durch den Netzbetreiber erforderlich war. Bei Erzeugungsanlagen in der vorliegenden Größe ist eine geeignete Schutztechnik gegen Netzschwankungen Pflicht. Werden die vom Netzbetreiber geforderten Einstellungen am Netzanschlusspunkt überschritten, löst der Entkupplungsschutz aus und trennt die gesamte Anlage schnell und sicher vom Netz. Auch dieser Vorgang wird über das energielenker-System gesteuert. Von Vorteil ist dabei, dass die beiden Wechselrichter und Trafostationen an den verschiedenen Netzanschlusspunkten getrennt voneinander angesteuert werden. Somit kann eine gezielte Schutzabschaltung stattfinden, die unterschiedliche Spannungs- und Frequenzwerte an den Netzverknüpfungspunkten berücksichtigt.

Fazit: Erfolgreiche Zusammenarbeit wird fortgesetzt

Nach nur sieben Monaten ist das Projekt bei der Schaeffler Gruppe abgeschlossen. Voraussetzung für diesen Erfolg waren die kurzen Kommunikationswege zu allen Projektbeteiligten. Dass mit unserem EZA-Regler eine zertifizierte Hardware eingebaut und die benötigte Dokumentation vollständig und übersichtlich mitgeliefert wurde, sorgte für eine reibungslose Freigabe durch den Netzbetreiber. Über den gesamten Projektzeitraum hinweg standen unsere Expertinnen und Experten der Kühn Elektrotechnik GmbH beratend und unterstützend zur Seite. So konnten Installation und Inbetriebnahme problemlos ablaufen. Wir freuen uns, dass für die Zukunft weitere gemeinsame Projekte in Sasbach, Kappelrodeck und beim Bühler Stammwerk in Planung sind.

Ansprechpartner Thomas Brutscher.

Thomas Brutscher