Der neue IEA-PVPS Task 19, der Task 14 ablöst, zielt darauf ab, eine nachhaltige PV-Netzintegration zu fördern und lädt Experten aus verschiedenen Ländern, Disziplinen und Organisationen ein, sich seinen ehrgeizigen Projekten anzuschließen, mit dem Ziel, die Zukunft der Stromnetze neu zu gestalten und PV zu positionieren als dominierende Kraft in sich entwickelnden Energiesystemen.
Inmitten eines globalen Übergangs zu erneuerbaren Energiequellen erweist sich die Integration von Photovoltaik (PV) in bestehende Stromsysteme als entscheidende Herausforderung. IEA-PVPS Task 19 soll im Sommer 2024 beginnen und Nachfolger von Task 14 sein, der sich auf Prinzipien der PV-Integration konzentrierte. Ziel ist es, Schlüsselprobleme anzugehen, die einer nachhaltigen PV-Netzintegration in der Praxis im Wege stehen. Um die vielfältigen Herausforderungen der PV-Netzintegration anzugehen, wird Task 19 auf Experten weltweit zurückgreifen, die unterschiedliche Perspektiven, Erfahrungen und Erkenntnisse einbringen.
Die Reise von IEA-PVPS Aufgabe 14
Aufgabe 14 wurde vor über einem Jahrzehnt ins Leben gerufen und zielte darauf ab, netzgekoppelte Photovoltaik als wichtige Quelle in Stromsystemen mit hoher Verbreitung erneuerbarer Energien zu fördern. Das Hauptziel bestand darin, technische Hindernisse zu überwinden, die mit der Integration verteilter Generatoren verbunden sind, insbesondere in Szenarien mit einem hohen Anteil erneuerbarer Energiequellen (RES). Task 14 arbeitete mit Versorgungsunternehmen, Branchenakteuren und Interessenvertretern zusammen, um Technologien und Methoden für den weit verbreiteten Einsatz verteilter, netzgekoppelter PV-Technologien zu entwickeln.
In den letzten Jahren hat sich die Landschaft erheblich verändert, da die PV-Einführung stark zugenommen hat. Mittlerweile sind Millionen von Systemen vorhanden, von denen bei weitem die meisten, gemessen an der Anzahl, an Niederspannungsnetze angeschlossen sind. Die weltweite Verbreitung von Einspeisegesetzen in rund 150 Ländern erschwerte die Situation für VNB zusätzlich. Das Aufkommen der Stromspeicher veränderte das Paradigma, beeinflusste die Investitionsentscheidungen der Netzbetreiber und veränderte die Art und Weise, wie Energie innerhalb des Netzes fließt.
Mit der Einführung von Elektroautos und Wärmepumpen veränderte sich die Landschaft weiter und drängte die DSOs zu einer mehrdimensionalen Betrachtung von PV, E-Mobilität und Heizung. Als Reaktion darauf erwies sich das Konzept der Smart Grids als Lösung, allerdings nicht ohne eine Reihe von Herausforderungen, darunter die Transparenz der angeschlossenen Systeme, das Verständnis von Netzwerkzuständen und die Fähigkeit, schnell auf potenzielle Probleme zu reagieren.
Die aktuellen Lösungen und Vorschriften sind zwar funktional, basieren jedoch auf einer zentralisierten Denkweise. Der Aufstieg dezentraler Stromsysteme in Verbindung mit der Verbreitung von Photovoltaik-Speichern erfordert einen transformativen Ansatz. Aufgabe 19 zielt darauf ab, Hindernisse zu identifizieren und einen Paradigmenwechsel bei der Konzeption und Umsetzung intelligenter Netze durch VNB einzuleiten. Die aus Aufgabe 14 gewonnenen Erkenntnisse bilden den Grundstein für die nächste Phase, Aufgabe 19.
Die ehrgeizigen Ziele von Task 19 und der Ruf nach globaler Expertise
Der Start von Task 19 erfolgt an einem entscheidenden Punkt der Energiewende. Mit einem verstärkten Fokus auf die Netzintegration zielt die neue Aufgabe darauf ab, innovative Lösungen zu erforschen, um der PV eine beherrschende Stellung innerhalb der Energiesysteme zu verschaffen. Der Erfolg von Task 19 hängt jedoch von der aktiven Beteiligung von Experten aus aller Welt ab.
Strategische Themen mit globaler Perspektive
- Planung:
Eine der größten Herausforderungen bei der PV-Integration liegt im Fehlen standardisierter Netzplanungsstrukturen, insbesondere für Mittel- und Niederspannung, weshalb Task 19 eine aktive Beteiligung der PV-Community an der Netzplanung vorsieht. Konflikte bei Genehmigungs- und Inbetriebnahmeprozessen werden unter die Lupe genommen, wobei der Fokus auf internationalen Zusammenschaltungsstandards und möglichen Verbesserungen durch die Digitalisierung liegt. Ziel ist es, einen Überblick über internationale Netzanschlussstandards und Best Practices für Genehmigungsverfahren zu erstellen. Es sollte ein zentrales, standardisiertes und digitales Registrierungssystem für PV-Anlagen entwickelt werden, das sich an erfolgreichen Modellen in Kalifornien und Australien orientiert.
Das Ziel von Aufgabe 19 besteht darin, ein Tool zu schaffen, das die internationale Zusammenarbeit erleichtert und Standards und Vorschriften für eine nahtlose Integration festlegt.
- Lösungen zur Netzintegration:
Smart Grids erweisen sich als entscheidende Komponente bei der Integration von PV, Elektromobilität und Wärmepumpen. Derzeit implementieren Verteilnetzbetreiber unterschiedliche Strategien, um dezentrale Energiesysteme in ihren Netzen zu hosten, mit dem Ziel, Sichtbarkeit und Steuerbarkeit innerhalb ihrer Netze bis hin zur Niederspannung und zum Endkunden zu gewährleisten. Aufgabe 19 befasst sich mit der Nutzung von Smart-Meter-Daten, der Integration intelligenter Wechselrichter, der Erforschung von Anwendungen künstlicher Intelligenz und dem Thema Cybersicherheit.
Mit dem Rückgang der synchronen Stromerzeugung werden netzbildende Wechselrichter immer wichtiger. Der Plan besteht darin, Demonstrationsprojekte zu untersuchen, Netzcodes und -standards zu überprüfen und bewährte Verfahren zu ermitteln. Ziel der Aufgabe 19 ist es, einen Überblick über Lösungen und Empfehlungen für Forschung, Standardisierungsorganisationen und Wechselrichterhersteller zu bieten.
- Marktintegration und -kontrolle:
Energiemanagementstrategien und -begrenzung werden zu Schwerpunkten für die PV-Integration im Markt. Task 19 zieht Lehren aus Erfolgsgeschichten wie der flexiblen Exportgrenze Australiens und zielt darauf ab, wirksame Maßnahmen zu entwickeln, die es PV-Systemen ermöglichen, optimal an den Energiemärkten teilzunehmen, ohne die Netzstabilität zu beeinträchtigen.
- Netzwerkdienste und Innovation:
Aufgabe 19 erkennt die entscheidende Rolle der elektronischen Entwicklung an, um sicherzustellen, dass Wechselrichter das Netzwerk effektiv unterstützen. Durch die Zusammenführung von Fachwissen aus verschiedenen Ländern zielt die Aufgabe darauf ab, Innovationen bei Netzwerkdiensten zu fördern und so den sich wandelnden Anforderungen der dezentralen Energielandschaft gerecht zu werden.
Auf dem Weg zur Neudefinition der Photovoltaik-Netzintegration betont IEA-PVPS Task 19 die Notwendigkeit einer globalen Zusammenarbeit unterschiedlicher Fachkenntnisse. Während wir uns den Herausforderungen einer sich entwickelnden Energielandschaft stellen, lädt Task 19 Fachleute weltweit ein, zu praktischen Lösungen beizutragen. Bei Interesse wenden Sie sich bitte an Ihren nationalen PVPS ExCo-Vertreter, dessen Kontaktdaten Sie hier finden.
Autorin: Bettina Sauer
Dieser Artikel ist Teil einer monatlichen Kolumne des IEA PVPS-Programms. Es wurde von IEA PVPS Task 1 beigesteuert4.
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