Herausforderungen bei der Integration von Solarenergie in die Stromnetze von Irland und Nordirland
Core Concepts
Die Integration von Solarenergie in das Stromnetz von Irland und Nordirland stellt zunehmend Herausforderungen dar, wie z.B. den Umgang mit Einspeisemanagement, Frequenzabweichungen, Spannungsschwankungen und Mindestlastproblemen, obwohl der Solaranteil im Vergleich zur Windenergie noch relativ gering ist.
Abstract
Der Artikel analysiert anhand von Echtzeitdaten vier zentrale operative Herausforderungen, die sich aus der Integration von Solarenergie in das Stromnetz von Irland und Nordirland (All-Island Power System, AIPS) ergeben:
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Einspeisemanagement (Dispatch Down): Trotz der noch relativ geringen Solarenergie-Durchdringung im Vergleich zur Windenergie müssen die Übertragungsnetzbetreiber (ÜNB) EirGrid und SONI bereits Solaranlagen zur Reduzierung ihrer Einspeisung auffordern, um Netzrestriktionen einzuhalten. Die Hauptgründe sind derzeit Mindestanforderungen an konventionelle Kraftwerke und Frequenzstabilität.
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Auswirkungen auf die Frequenzqualität: Die hohe Volatilität der Solareinspeisung führt zu zunehmenden Frequenzabweichungen außerhalb der zulässigen Grenzen. Obwohl der Solaranteil noch gering ist, hat er einen stärkeren Einfluss auf die Frequenzstabilität als die deutlich höhere Windeinspeisung. Dies liegt an der geografisch konzentrierten Verteilung der Solaranlagen im Netz, die den Glättungseffekt der Windeinspeisung nicht aufweist.
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Auswirkungen auf Spannungsschwankungen: Die starken Schwankungen der Solareinspeisung führen zu erheblichen Spannungsschwankungen im Netz. Die Solaranlagen können zwar durch Blindleistungsbereitstellung die Situation etwas abmildern, aber es werden zusätzliche Spannungsregelungseinrichtungen wie Kondensatorbänke oder statische Var-Kompensatoren benötigt.
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Auswirkungen auf die Mindestlast: An sonnigen Tagen mit hoher Solareinspeisung kann die Nachfrage aus dem Übertragungsnetz so stark absinken, dass die Mindestanforderungen an konventionelle Kraftwerke nicht mehr eingehalten werden können. Lösungen wie Speicher oder kontrollierbare Abregelung der Solareinspeisung sind hier erforderlich.
Die ÜNB EirGrid und SONI arbeiten an Lösungen, um diese Herausforderungen zu adressieren, z.B. durch Netzausbau, Weiterentwicklung von Systemdienstleistungen und verbesserte Steuerbarkeit der dezentralen Solaranlagen.
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Emerging Challenges of Integrating Solar PV in the Ireland and Northern Ireland Power Systems
Stats
"Ohne die Spannungsstützfähigkeit der Solaranlage wäre die Situation noch schlimmer gewesen."
"An sonnigen Tagen mit hoher Solareinspeisung kann die Nachfrage aus dem Übertragungsnetz so stark absinken, dass die Mindestanforderungen an konventionelle Kraftwerke nicht mehr eingehalten werden können."
"Während der ersten und letzten 30 Minuten gibt es einen fast perfekten linearen Zusammenhang zwischen Solareinspeisung und Frequenzschwankungen."
"Aufgrund der geografisch konzentrierten Verteilung der Solaranlagen im Netz fehlt der Glättungseffekt der Windeinspeisung, was zu stärkeren Frequenzabweichungen führt."
Quotes
"Ohne die Spannungsstützfähigkeit der Solaranlage wäre die Situation noch schlimmer gewesen."
"An sonnigen Tagen mit hoher Solareinspeisung kann die Nachfrage aus dem Übertragungsnetz so stark absinken, dass die Mindestanforderungen an konventionelle Kraftwerke nicht mehr eingehalten werden können."
"Während der ersten und letzten 30 Minuten gibt es einen fast perfekten linearen Zusammenhang zwischen Solareinspeisung und Frequenzschwankungen."
"Aufgrund der geografisch konzentrierten Verteilung der Solaranlagen im Netz fehlt der Glättungseffekt der Windeinspeisung, was zu stärkeren Frequenzabweichungen führt."
Deeper Inquiries
Wie können die Übertragungsnetzbetreiber die Volatilität der Solareinspeisung durch geografische Verteilung der Anlagen im Netz reduzieren?
Die Übertragungsnetzbetreiber können die Volatilität der Solareinspeisung durch eine geografische Verteilung der Anlagen im Netz reduzieren, indem sie sicherstellen, dass Solarstromanlagen über verschiedene Standorte hinweg installiert werden. Durch eine gleichmäßige Verteilung der Solaranlagen im Netz können die Auswirkungen von lokalen Wetterbedingungen wie Wolkenbildung oder Schattenwurf auf die Gesamteinspeisung gemildert werden. Dies führt zu einer glatteren und vorhersehbareren Einspeisung von Solarstrom in das Netz, was die Stabilität des Systems verbessert. Darüber hinaus kann die geografische Verteilung dazu beitragen, die Variabilität der Solareinspeisung zu verringern und die Netzauslastung zu optimieren.
Welche Rolle können Energiespeicher spielen, um die Herausforderungen der Solarintegration zu adressieren?
Energiespeicher spielen eine entscheidende Rolle bei der Bewältigung der Herausforderungen der Solarintegration, insbesondere in Bezug auf die Volatilität und Unvorhersehbarkeit der Solareinspeisung. Durch die Kombination von Solaranlagen mit Energiespeichern können Überschussenergie während sonnenreicher Perioden gespeichert und bei Bedarf abgerufen werden, um die Netzstabilität zu gewährleisten. Energiespeicher können dazu beitragen, die Netzauslastung zu optimieren, die Integration erneuerbarer Energien zu erleichtern und die Effizienz des Gesamtsystems zu verbessern. Darüber hinaus können Energiespeicher dazu beitragen, die Mindestlastproblematik zu adressieren, indem sie überschüssige Solarenergie speichern und bei Bedarf zur Verfügung stellen.
Inwiefern können Konzepte wie Demand-Side-Management dazu beitragen, die Auswirkungen der Solareinspeisung auf die Mindestlast zu verringern?
Demand-Side-Management kann dazu beitragen, die Auswirkungen der Solareinspeisung auf die Mindestlast zu verringern, indem es den Verbrauch von elektrischer Energie flexibilisiert und an die Verfügbarkeit von Solarstrom anpasst. Durch die Implementierung von Demand-Side-Management-Strategien können Verbraucher dazu ermutigt werden, ihren Energieverbrauch zu bestimmten Zeiten zu erhöhen oder zu reduzieren, um die Schwankungen in der Solareinspeisung auszugleichen. Dies kann dazu beitragen, die Mindestlast zu stabilisieren und die Effizienz des Gesamtsystems zu verbessern. Darüber hinaus kann Demand-Side-Management dazu beitragen, die Integration erneuerbarer Energien zu optimieren und die Abhängigkeit von konventionellen Kraftwerken zu verringern.
