Netzeinspeisung bei vielen kleinen Photovoltaik-Anlagen in einem kleinen Dorf

Question

Einspeisung aus der Photovoltaikanlage ins öffentliche Netz

Ich habe folgendes Bild irgendwo in den Bergen von Bayern beobachtet: Ein kleines Dörfchen mit ca. 10 Häusern, eine riesige Scheune voll mit Photovoltaikpanelen zugepflastert und ein alter angerosteter Transformator auf einem Mast auf dem die Hochspannungsleitung endete. Die transformierten 3x400V wurden in der Erde verlegt und alle Häuser unterirdisch angeschlossen. Meine Frage ist wie die erzeugte Energie aus der Solaranlage über den Transformator in die öffentliche Netze kommt? Der elektrische Verbrauch in den 10 Häusern war in Augenblick fast null, d.h. auf dem 3x400V Netz war kein nennenswerter Verbraucher aktiv. Der alte Transformator wurde sicher so entworfen, daß sein Wirkungsgrad berücksichtig wurde um dann ganze 3x400V an der sekundären Seite zu bekommen. Das ist aber das Problem, was ich nicht verstehe. Bei umgekehrtem Transformieren von der Niederspannungsseite auf die Hochspannung (wie die Solaranlage das braucht) wird dadurch kleinere Spannung auf der Hochspannungsseite erzeugt und damit wird die Einspeisung unmöglich. Heißt das, daß die Photovoltaikanlage in so einem Dörfchen nur die umliegenden Häuser versorgen kann und in dem besprochenem Fall (kein Verbrauch) dann leer laufen wird?

Answer 1

Erstmals möchte Ich mich bei dem Fragesteller bedanken. Es ist tatsächlich so, dass sich "versierte Fachmänner" an diese Fragen nicht hinzutrauen wagen, deswegen trete ich meist bei Grosshändlern mit provokanten Thesen auf, um auch auf Fragen reagieren zu können, nachdem sich das Raunen gelegt hat. Um etwas einspeisen zu können, muss die Einspeisequelle immer höher liegen als die Aufnahmequelle, das wird mit der Anhebung der Spannung im Wechselrichter erreicht. Ähnlich dem Prinzip von 2 Wasserquellen, die höhere speist immer in die niedrigere ein. Liegt aber natürlich an der Spannung im Ort oder Örtchen inwieweit dies zufriedenstellend funktioniert bzw funktionierte. Zur Historie muss man natürlich sagen, dass der " Stromfluss" zum Verbraucher d.h zur Ortschaft führte. Das wird zeitweise umgekehrt oder ständig der Fall sein, falls mehr und mehr Anlagen einspeisen und gleichzeitig tagsüber nicht mehr verbraucht wird. Jetzt wird es etwas trocken: Zum besseren Verständnis ein Rechenbeispiel Falls das Netz eine Impedanz von 300mOhm / 230 V AC hat muss der WR 230 V + 50A x 0,3 Ohm = 245 V AC erzeugen... ( 50 A entspricht einem 11,5 kVA Anlage ) Da meistens die Anlagen nur stundenweise am Tag diese Leistung tatsächlich erreichen, muss die Anlage also grösser sein, meist 12- 15 kW um von einer Dauerbelastung auszugehen. Im Verbund je nach Haus und Ortschaft kann man auch mal mit 100 A rechnen. 230 V AC + 100 x 0,3 = 260 V AC ( hier fängt das Problem an, da in Deutschland max 230 V x 1,1 also 253 V AC erlaubt sind. Man darf nicht vergessen, dass nahe am Einspeisepunkt ja auch Verbraucher wie TV , Mikrowelle etc "dranhängen" die normal weiterarbeiten müssen, deswegen ist alles ein Kompromiss . Man sieht dies auch zwangsläufig, dass Anlagen die anfangs gut bis sehr gut liefen, schlechter laufen, dann werden Module/ WR als problematisch empfunden, meist ist dies aber auf eine Extremeinspeisung zurückzuführen bei der sich die Anlagen gegenseitig hochschaukeln. In der Regel gewinnt die Anlage, welche am nächsten zum Einspeisepunkt liegt, diese kann länger am Netz bleiben und braucht die Spannung nicht so weit hochzufahren wie die anderen Anlagen . Der WR oder die Wechselrichter werden zeitweilig abschalten oder runterregeln (also nicht im optimalen Betriebspunkt arbeiten) , das ist die sogenannte 50,2 Hz Problematik. Falls zuviel ins Netz eingespeist wird, wird nicht nur die Spannung sondern auch die Frequenz erhöht . Lösungsansätze hierbei sind entweder den Ortsnetztrafo aufzurüsten, bzw die Abänderung, welche jetzt durchgeführt wird, mit Blindeinspeisung bis cos 0,9. Dabei wird keine Wirkleistung sondern auch Blindleistung erzeugt oder aufgenommen -> Verluste  Also wird hierdurch nicht mehr die Spannung erhöht sondern die Leistung etwas abgeregelt, bei gleichzeitiger Stützung des Netzeinspeisepunktes.