Berechnungsregeln bei der Integration von Photo Voltaik (PV) und Energie-Speicher
Wenn Photovoltaik-Erzeugung und -Speicherung in Gebäude integriert werden, entwickeln sich die Elektroinstallationen von einer einzigen Quelle zu mehreren Quellen, von der generatorbasierten Erzeugung zur wechselrichterbasierten Erzeugung und von einer einzigen Betriebsart zu mehreren Betriebsarten.
Folglich muss auch die Art und Weise der Berechnung elektrischer Anlagen angepasst werden, um einige ergänzende Punkte zu berücksichtigen, wie unten beschrieben.
Identifizieren Sie alle möglichen Betriebsarten
Eine Besonderheit von Anlagen mit PV-Erzeugung und -Speicherung besteht darin, dass sie mehrere Betriebsarten haben. Das bedeutet, dass je nach verfügbaren Energiequellen und angeschlossenen Verbrauchern unterschiedliche Betriebszustände auftreten.
Typischerweise führt die Integration der PV-Erzeugung zu mindestens zwei Betriebsarten. Im ersten Fall wird die Anlage während der PV-Erzeugung parallel vom Netz und der Photovoltaik-Anlage versorgt. Wenn hingegen keine PV-Erzeugung stattfindet, zum Beispiel in der Nacht, wird die Anlage nur aus dem Netz gespeist.
Wenn die PEI inselfähig ist, muss die Berechnung auch im Inselmodus erfolgen. Siehe Inseltaugliche PEI
Wenn dem System ein Speicher hinzugefügt wird, erhöht sich die Anzahl der Betriebsmodi noch weiter, und zwar aus zwei Gründen:
- es gibt eine größere Anzahl möglicher Kombinationen von Energiequellen, die Energie erzeugen oder nicht, und
- Der Speicher muss sowohl als Quelle als auch als Last betrachtet werden: Wenn der Speicher geladen wird ist er eine Last für die elektrische Anlage, aber wenn sich der Speicher entlädt, liefert er elektrische Energie an die Anlage und wird zu einer Quelle.
Berechnen Sie die Elektroinstallation für jede Betriebsart
Folglich sollte für jede Betriebsart eine Berechnung durchgeführt werden. Berechnungen können zu deutlich unterschiedlichen Leistungs- und Stromwerten von einer Betriebsart zur anderen führen. Sobald die Berechnung für jede Betriebsart abgeschlossen ist, muss die Ausrüstung unter Berücksichtigung der ungünstigsten Verhältnisse dimensioniert werden. Der Schutzplan muss auch so erstellt werden, dass er für alle möglichen Betriebsarten gültig ist.
Beispielsweise hat eine einfache Installation mit Netzanschluss und Speicher mindestens drei Betriebsarten:
- Nur aus dem Netz versorgt – wenn sich der elektrische Energiespeicher im Standby befindet
- Versorgung durch das Netz mit dem elektrischen Energiespeicher als Quelle (Batterie entlädt sich)
- Versorgung durch das Netz mit dem elektrischen Energiespeicher als Last (Batterie wird geladen)
Speicher im Standby-Modus
Speicher wird entladen
Speicher wird geladen
Betrachten Sie Photovoltaik-und Speicher-Wechselrichter als Stromquellen
Eine weitere Besonderheit von Anlagen mit lokaler Energieerzeugung besteht darin, dass Speicher und Photovoltaik-Wechselrichter nicht die gleichen Eigenschaften und Verhaltensweisen aufweisen wie herkömmliche Quellen wie die Netzversorgung oder Generatoren. Photovoltaik- und Speicher-Wechselrichter begrenzen beispielsweise im Falle eines Kurzschlusses ihre Stromabgabe auf einen Wert, der nicht viel höher als der Nennstrom ist, und verhalten sich so wie Konstantstromquellen.
In der Praxis bedeutet dies, dass bei der Berechnung einer elektrischen Anlage nach dem Impedanzverfahren Photovoltaik- und elektrische Energiespeicher nicht wie alle anderen Komponenten der Elektroinstallation durch Impedanzen dargestellt werden.
Bei der Kurzschlussstromberechnung kann der Kurzschlussbeitrag der Wechselrichter, wie er vom Wechselrichterhersteller bereitgestellt wird, einfach zu den anderen Kurzschlussströmen in der Anlage addiert werden.
