Gegenwart und Zukunft der Wechselrichter-Kommunikation

 

„Der Wechselrichter ist der intelligente Part einer Photovoltaik-Anlage, sozusagen ihr Gehirn. Bereits seit langem weiß er, wie viel Strom erzeugt, wie viel eingespeist wird und wie viel Geld der Anlagenbesitzer mit ihr verdient. Doch jetzt stehen Wechselrichter von neuen Herausforderungen. Sie sollen nicht nur zum erhöhten Eigenverbrauch beitragen, sondern darüber hinaus auch kabellos mit ihren Besitzern, Verbrauchern und Stromnetzen kommunizieren und auf deren Bedürfnisse reagieren”, weiß Martin Hackl, Spartenleitung Solarelektronik, Fronius International GmbH.
Der internationale Wechselrichter-Hersteller und Qualitätsführer Fronius hat das Jahr 2013 zum Jahr der Innovationen erklärt. Neben vielen neuen Produkten werden auch viele neue Features auf den Markt gebracht.
Alle Neuerungen verfolgen das Ziel, die Fronius Vision 24h Sonne zu realisieren. Diese stellt die Zukunft der Energieversorgung in den nächsten Jahrzehnten dar.

Fronius Wechselrichter sind bereits heute Kommunikations-Profis
24h Sonne benötigen smarte Netze, smarte Verbraucher und smarte Wechselrichter. Smart bedeutet in diesem Zusammenhang vor allem auch kommunikativ. Fronius Wechselrichter sind bereits heute mit umfangreichen Kommunikations-Tools ausgestattet. Diese erfolgt dabei in viele Richtungen: zum Endkunden, zu Haushaltsgeräten, Servicetechnikern und zum Netzbetreiber.

Offene Schnittstellen und WLAN
Bereits jetzt verfügen die neuen Fronius Wechselrichter über offene Schnittstellen und WLAN und sind dadurch für eine smarte Zukunft ausgelegt. Die verschiedenen offenen Schnittstellen (z.B. Fronius IFP, JSON oder Modbus) stellen sicher, dass sich der Wechselrichter auch einfach in die Systeme von Drittanbietern einbinden lässt. Der Kunde ist dadurch sehr flexibel, da er die Photovoltaik-Anlage in die von ihm gewünschte Haussteuerung oder in ein übergeordnetes Energiemanagement einbinden kann. Die offenen Schnittstellen ermöglichen eine Kommunikation zu unterschiedlichen Herstellern, wie z.B. Sauter oder Loxone.
Heute und in Zukunft findet das Monitoring von Anlagen online statt. Der Zugriff auf das Internet via WLAN vereinfacht auch die Anlagenüberwachung wesentlich. Einen zusätzlichen Vorteil bildet die Tatsache, dass verschiedenste Photovoltaik-Anlagen auch von jedem mobilen Endgerät aus betrachten werden können. Fernwartung, auch von unterwegs, und automatische Fehlererkennung sind bereits selbstverständlich.

WLAN als Wechselrichter-Interface
WLAN ermöglicht auch die Darstellung von Webseiten, damit wird ein völlig neues Interface und somit eine Weiterentwicklung des herkömmlichen Wechselrichter-Displays realisiert. Bei den Wechselrichtern Fronius Symo und Fronius Galvo ist dies bereits der Fall. Sie zeigen aktuelle Werte und ermöglichen außerdem die Konfiguration der Wechselrichter-Kommunikation. Die Zukunft der Wechselrichter-Kommunikation wird sogar ohne Display am Gerät stattfinden. Vollgrafische Interfaces für Tablets und Smartphones, auf denen der Wechselrichter konfiguriert werden kann, machen die Zukunft der Wechselrichterkommunikation noch einfacher und noch benutzerfreundlicher. Die hochauflösenden Touch-Displays von Mobilgeräten bieten einen höheren Komfort als ein Display am Wechselrichter. Da alle Einstellungen über das Interface auf einem Mobilgerät vorgenommen werden können, ergibt sich dadurch ein einfacheres und schnelleres Konfigurieren.

WLAN für Energiemanagement
Immer mehr Haushaltsgeräte, von der Waschmaschine bis zum Fernseher, von der Steckdose bis hin zur Glühbirne, sind mit WLAN ausgestattet. Der hohe Aufwand für die Verkabelungen entfällt. Effizientes Energiemanagement wird möglich. Eine optimale Anpassung von Produktion und Verbrauch der Energie wird sichergestellt.

Kommunikation mit dem Netz
Nicht nur im Haushalt ist eine Anpassung von Produktion und Verbrauch notwendig, sondern auch bei den Stromnetzen. Volatile Erzeuger wie werden immer wichtiger, folglich ist auch immer mehr Intelligenz bei den einzelnen Teilnehmern gefragt, die gleichzeitig eine erhöhte Kommunikation erfordert.
„Fronius Wechselrichter sind schon jetzt Smart Grid Ready. Anforderungen, welche in der Zukunft auf alle Wechselrichter zukommen, erfüllen wir bereits”, erklärt Richard Baldinger, Produktmarketing Solarelektronik, Fronius International GmbH. Die Wechselrichter Fronius Galvo und Fronius Symo haben deshalb schon jetzt eine integrierte Anbindung zum Rundsteuerempfänger. Dadurch können sowohl die Leistungsreduktion als auch cos φ vom EVU ferngesteuert und somit die Netze unterstützt und stabil gehalten werden.

Künftig erwartet die Wechselrichter noch intelligentere Kommunikation über IP-basierte Protokolle wie z.B. IEC-61850. Damit kann eine einheitliche Sprache auf allen Netzebenen, von der Leitstelle bis hin zu den dezentralen Erzeugern und Verbrauchern, sichergestellt werden. Dies gewährleistet einen idealen Ausgleich zwischen Erzeugung und Verbrauch. Es eignet sich zudem für Anwendungen mit variablen Stromtarifen oder zur Aggregation von Erzeugern, wie zum Beispiel bei virtuellen Großkraftwerken.
Fronius Galvo und Fronius Symo können diese ganz einfach, per Software-Update, auf der fix integrierten Ethernet-Schnittstelle implementieren.

Smart Grid Ready
Smart Grids sind intelligente Energienetze, die alle Akteure des Energiesystems über ein Kommunikationsnetzwerk miteinander verbinden. Zu den Akteuren zählen sowohl Erzeuger, Verbraucher, Speicher als auch das Netz sowie Händler und andere Teilnehmer.
Smart Grids bringen viele Vorteile. Die wohl wichtigste Aufgabe ist es, den in Zukunft massiv steigenden Anteil an dezentraler Stromerzeugung optimal in die aktuellen Verteilernetze zu integrieren. Smart Grids ermöglichen des Weiteren eine dynamische Steuerung. Das bedeutet, dass sie über Mechanismen zur Stabilisierung verfügen. Diese unterstützen die Netzstabilität und damit die Versorgungssicherheit.
Einen effizienteren Energieeinsatz durch Optimierung der lokalen Netzbetriebsführung und zusätzlich zur Deckung des Energieverbrauchs der Kunden vor Ort ermöglichen die intelligenten Netze. Auch auf Kostenebene sind die Smart Grids interessant. Mittel-, bis langfristig minimieren sie die Kosten für den Umbau des Energiesystems und halten die Kosten für den Netzausbau gering.

Fronius Wechselrichter sind Zukunftssicher
20 Jahre und länger liefert eine PV-Anlage verlässlich Solarstrom. In diesem Zeitraum werden einige Veränderungen auch hinsichtlich der Anschlussbedingungen auf uns zukommen. Um für diese Anforderungen gerüstet zu sein, ist es von Vorteil alle notwendigen Teilnehmer bereits jetzt so zu gestalten, dass ein einfaches Nachrüsten auch in Zukunft problemlos möglich ist.
„Fronius Wechselrichter sind bereits jetzt mit sogenannten Advanced Grid Features (AGF’s) ausgestattet. Es handelt sich dabei um verschiedene Regelungsfunktionen für die Wirk- und Blindleistung. Neben dem Vorteil, mehr PV-Anlagen in die Stromnetze integrieren zu können, soll eine spannungsabhängige Leistungsregelung in Zeiten der Netzüberlastung ein Abschalten des Wechselrichters verhindern. Dies ermöglicht eine Entlastung des Netzes und gleichzeitig die Sicherung des Ertrags”, erläutert Martin Heidl, Systemtechnik Solarelektronik, Fronius International GmbH.

Neben den Funktionen des Wechselrichters selbst, bedeutet die mögliche Einbindung in ein Smart Grid, dass die Wechselrichter nicht nur in das Stromnetz sondern auch in die zukünftige Informations-Infrastruktur eingebunden sind. Fronius Wechselrichter bieten die nötigen Schnittstellen und ermöglichen die Fernparametrierung aller smarten Funktionen, um einen optimalen Betrieb in einer Zukunft mit einer hohen Dichte an PV-Anlagen zu ermöglichen. Fronius Wechselrichter erfüllen damit bereits jetzt die notwendigen Anforderungen, die in Zukunft an PV-Anlagen gestellt werden.

Zukunft oder bereits Gegenwart? Kommunikative Wechselrichter
Damit Smart Grids funktionieren, ist eine Kommunikation zwischen den einzelnen Teilnehmern unabdingbar. Informationen, welche der Wechselrichter liefert, wie Leistung und Spannung, helfen zur Beurteilung der Netzsituation. Eine Optimierung der Leistungsbilanz, wie etwa der regionalen Energiebilanz wird durch die kommunikativen Wechselrichter möglich. Ebenso aktivieren und optimieren Wechselrichter die netzstützenden Funktionen (AGF’s). Minimierung von Verlusten und sogar Verhinderung von Netzausfällen sind die positive Folge.

Umsetzung findet bereits statt
Sowohl die autonom funktionierenden Advanced Gid Features als auch die Einbindung der Fronius Wechselrichter in ein Smart Grid funktionieren im Feld. Gemeinsam mit mehreren Netzbetreibern (z.B. Energie AG Netz, Linz AG Strom, Salzburg Netz…) werden ganze Netzabschnitte mit Smart Grid Regelkonzepten betrieben. Auf diese Weise wird dort eine viel höhere Dichte an PV-Anlagen ermöglicht, als es mit dem gegebenen Netz möglich wäre.

www.fronius.com

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