Foto: Frontansicht des Passivhauskindergartens Ziersdorf

IEA-PVPS Task 11: PV-Hybrid-Systeme

Ein spezieller Focus dieses Tasks ist der Betrieb von Photovoltaik (PV) in Mini-Netzen (definiert als Zusammenschluss kleiner modularer Erzeugung zu Nieder­spannungsnetzen). Diese Mini-Netze können von einer Kombination aus PV, Wind, Kleinwasserkraft, Dieselgeneratoren und anderen Quellen gespeist werden, sie versorgen typischerweise eine Vielzahl von Ver­brauchern und können mit dem Verteilnetz eines lokalen Netzbetreibers verbunden sein. Fragen von Systemsteuerung, Koordination, Nach­haltigkeit und rechtl. Natur sind zu lösen.

Status

Task abgeschlossen
Ende: 04/2011

Kurzbeschreibung

Kurzfassung

Im Task 11 wurden kombinierte Systeme von PV-Anlagen, anderen elektrischen Generatoren und Energiespeichersystemen und deren Zusammenspiel untersucht, wobei das Hauptaugenmerk auf Mikronetzstrukturen gelegt wurde, in welchen Erzeuger, Speicher und Verbraucher in einem autonomen Verteilnetz mit relativ kleiner Leistung und eingeschränkter geographischen Ausbreitung betrieben werden. Ziel ist es, Photovoltaik als bedeutende und wettbewerbsfähige Technologie in hybriden Stromversorgungssystemen zu etablieren.

Mögliche Anwendungsbereiche vom Mikronetz (micro-grid) Konzept reichen von Elektrifizierung abgelegener Dörfer bis zu "Power Parks" welche eine zuverlässige und qualitativ hochwertige Stromversorgung für High-Tech Industriekunden bieten. Solch komplexe Systeme vereinen unterschiedliche Erzeugungstechnologien, verschiedenste Stromkunden und ermöglichen sowohl einen autonomen als auch einen Netzgekoppelten Betrieb.

Zunächst wurde der aktuelle Stand der Technologie und die übliche Auslegung von PV-Hybrid Systemen in den teilnehmenden Ländern analysiert, bewertet und zusammengefasst. Besondere Beachtung fanden Bereiche, in denen Technologiefortschritt oder verbesserte Auslegungs- und Designmethoden erforderlich sind.

Inhalte und Ziele

  • Definition von Konzepten für nachhaltige PV-Hybrid Mikronetze unter Berücksichtigung lokaler Faktoren (spezielle Anforderung an die Anwendungen, Finanzierung, Umgebung)
  • Empfehlungen für individuelle Planungen und Ausführungen (Technologiemix, Architektur, Größe, Betriebsverhalten, etc.) um eine hohe Dichte von PV Anlagen zu ermöglichen. Versorgungsqualität, Versorgungssicherheit und die Wirtschaftlich­keit von elektrischen Versorgungssystemen wie Mikronetze stehen im Mittelpunkt.
  • Potentialanalyse von unterschiedlichen Erzeugungstechnologien zum gemeinsamen Betrieb mit Photovoltaik (Hybridbetrieb).
  • Erarbeitung und Verbreitung von optimalen Verfahren und Lösungen (best practice) hybrider PV Energiesysteme.

Design Issues

Die Planung und Ausführung von hybriden PV-Systemen ist sehr komplex und erfordert eine Ausgewogenheit zwischen Kosten, Energieeffizienz und Zuverlässigkeit (Versorgungssicherheit). Hierbei wurden entsprechende Komponenten und Systemarchitekturen behandelt.

Control Issues

Entwicklung und Erprobung neuartiger Steuerungs- und Koordinations­mechanismen in hybriden Mikronetzen um die Stabilität (Spannung, Frequenz) aufrecht zu erhalten und die optimalen Betriebsweisen aller Erzeugungstechnologien zu gewährleisten. PV Penetration in Mini-Grids - Methoden und Ziele, die Durchdringung und Verwendung von Photo­voltaik in hybriden PV Systemen zu erhöhen und damit fossile Energieträger zu ersetzen.

Sustainability Conditions

Soziale, politische, ökonomische und ökologische Faktoren, welche für eine erfolgreiche Umsetzung von hybriden PV Energiesystemen in Mikronetzen notwendig sind.

Publikationen

IEA - Photovoltaik Power Systems Programm

Mitarbeit im Exco, Task 1, Task 11, Task 13 / Juni 2010 - Mai 2012 Schriftenreihe 21/2013
H. Fechner et al., Herausgeber: bmvit
Deutsch, 35 Seiten

Downloads zur Publikation

Weitere Informationen

Social, Economic and Organizational Framework for Sustainable Operation of PV Hybrid Systems within Mini-Grids, September, 2011 (Task 11) (php?id=95&no_cache=1&tx_damfrontend_pi1[showUid]=1026&tx_damfrontend_pi1[backPid]=95)

Sustainability Conditions for PV Hybrid Systems: Environmental Considerations, March, 2011 (Task 11) (php?id=95&no_cache=1&tx_damfrontend_pi1[showUid]=745&tx_damfrontend_pi1[backPid]=95)

Design and operational recommendations on grid connection of PV hybrid mini-grids, October, 2011 (pdf, 795.7 kB)

Teilnehmende Staaten

Australia, Austria, Canada, France, Germany, Italy, Japan, Korea, Norway, Spain, Switzerland, U.S.A.

Kontaktadresse

Austrian Institute of Technology
Geschäftsfeld Erneuerbare Energietechnologien /
Business Field Renewable Energy Technologies
DI Christoph Mayr
Giefinggasse 2
A-1210 Wien
Tel.: +43 (0) 50550-6633
Fax: +43 (0) 50550-6390
E-Mail: christoph.mayr@ait.ac.at

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