Solartracking, Schalt- und Schutztechnik sowie zuverlässige Wechselrichter für die PV Ist doch sonnenklar - KEM

Solartracking, Schalt- und Schutztechnik sowie zuverlässige Wechselrichter für die PV

Ist doch sonnenklar

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Dank steigendem Umweltbewusstsein und sinkender Kosten wächst der Photovoltaikmarkt kontinuierlich. Das Automations-Portfolio des hier vorgestellten Unternehmens umfasst wichtige Komponenten, die ein Konstrukteur kennen muss. Unser Beitrag zeigt exemplarisch einige Beispiele. Das Spektrum reicht dabei von Produkten zur Fertigung von Solarmodulen bis zu leistungsstarken Solarwechselrichtern.

Die Solarenergie erlebt zurzeit einen phänomenalen Aufschwung. So stieg die weltweit installierte Leistung von Photovoltaikanlagen von unter 100 MW im Jahr 1996 auf mittlerweile über 7,5 GW im Jahr 2009. ABB beliefert den Photovoltaikmarkt umfassend mit Automationslösungen – von Robotersystemen für die Produktion der Photovoltaikzellen über Steuerungen fürs Solartracking und Schalt- und Schutztechnik bis hin zu Zentralwechselrichtern für die Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom.

Das Portfolio ist weit gefächert und bedient selbst die Fertigung der Wafer, Solarzellen und -module. Als eines der führenden Unternehmen im Bereich Robotik bietet der Hersteller ein breites Spektrum roboterbasierter Lösungen für deren Produktion. Das Angebot beinhaltet kompakte Hochgeschwindigkeitsroboter für die Handhabung von Platinen (Wafer) und Solarzellen sowie für das Handling und die Montage von Modulen, des Weiteren für das Präzisionsschneiden und die Handhabung laminierter Module, das Löten von Komponenten und das Verpacken und Palettieren der fertigen Produkte.
Tracking optimiert die Einstrahlung
Neben fest montierten Photovoltaikanlagen existieren auch solche mit Nachführsystemen. Diese sogenannten Trackingsysteme folgen dem Stand der Sonne und liefern dadurch mehr Energie. Der Anbieter trägt mit seinen Automatisierungskomponenten für Nachführsysteme dazu bei, dass die Energie der Sonne optimal in elektrische Energie umgewandelt wird.
Die verschiedenen Nachführkonzepte – astronomische oder sensorgeführte – sind ein Anwendungsgebiet der speicherprogrammierbaren Steuerung AC 500. Die AC500 übernimmt dabei vielfältige Aufgaben. Die Berechnung des Sonnenverlaufs unabhängig von der aktuellen Bewölkung zählen ebenso dazu wie das sichere Positionieren bei Ereignissen wie beispielsweise Sturm. Sie erfasst sämtliche digitalen und anlogen Sensoren und wertet sie aus und steuert Frequenzumrichter, Schaltgeräte und Motoren. Auch das Speichern wichtiger Ereignisse beziehungsweise Betriebszustände übernimmt sie. Neben solchen intelligenten Systemen liefert der Hersteller die notwendigen Schalttechnikkomponenten wie Netzbetrieb, Motorschutzschalter, Schütze, Automaten für die Solarenergiegewinnung. Das Unternehmen bietet ein komplettes Sortiment an Schalt- und Schutzgeräten sowohl für die Gleichspannungs- als auch die Wechselspannungsseite des Wechselrichters an.
So wird die Eingangsseite (Gleichstrom) des Wechselrichters je nach Spannung, Strom und Applikation entweder über einen Gleichspannungs-Leistungsschalter oder über Hochleistungs-Sicherungsautomaten und Freischalter geschaltet. Auf der Ausgangsseite (Wechselstrom) werden die NH-Sicherungs-Lasttrenner und Schaltschütze zur Einspeisung ins Energieversorgungsnetz verwendet. Die Bedienung der Wechselrichter erfolgt über Befehls- und Meldegeräte der „Combiline“-Familie.
In den Stringsammlern und im Wechselrichter selber werden ABB-Klemmen eingesetzt. Handelt es sich bei dem Wechselrichter um ein trafoloses Gerät ohne galvanische Trennung zur DC-Seite, sind allstromsensitive Fehlerstrom-Schutzschalter zwingend erforderlich. Zum Schutz gegen Überspannungen kommen sowohl auf der DC- als auch auf der AC-Seite des Wechselrichters Überspannungsableiter zum Einsatz.
Solarwechselrichter: Effizienz und Zuverlässigkeit im Fokus
Während die Photovoltaik früher typischerweise zur Versorgung von Anwendungen außerhalb des Netzes eingesetzt wurde, werden mittlerweile verstärkt große Photovoltaikanlagen speziell zur Einspeisung von Strom in das öffentliche Netz gebaut. Für die Anbindung dieser Anlagen sind effiziente, zuverlässige und kostengünstige Wechselrichter erforderlich.
Der neue Solarwechselrichter, der Zentralwechselrichter PVS800, ist sowohl für den Einsatz in großen Freiflächenanlagen als auch für Photovoltaikanlagen auf den Dächern von Industrie- und Gewerbegebäuden ausgelegt. Die modularen Wechselrichter wandeln den von den Solarzellen erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom um, der dann ins Netz gespeist werden kann. Zurzeit ist der PVS800 mit Nennausgangsleistungen von 100, 250 und 500 kW erhältlich.
Der Markt für Photovoltaikanwendungen ist äußerst anspruchsvoll. Da Kosten und Zuverlässigkeit eine bedeutende Rolle für die Rentabilität dieser Anwendungen spielen, müssen die Wechselrichter nicht nur ein Höchstmaß an Zuverlässigkeit bieten, sondern gleichzeitig auch kosten- und energieeffizient, kompakt, langlebig und leicht zu installieren sein. Darüber hinaus müssen sie unter extremen Umweltbedingungen arbeiten und beträchtlichen Temperatur- und Luftfeuchtigkeitsschwankungen standhalten können. Zur Erfüllung dieser Anforderungen hat ABB auf bewährte Konzepte und die umfangreiche Erfahrung des Unternehmens auf dem Gebiet der Umrichtertechnik zurückgegriffen.
Vorbereitet für länder- spezifische Anforderungen
Um Energie in das Netz einspeisen zu können, muss die Anlage strengen Anforderungen genügen. Dies spiegelt sich in den integrierten Sicherheits- und Schutzmerkmalen des Wechselrichters auf der Wechselstrom- und Gleichstromseite sowie in der integrierten Leistungsfaktorkompensation wider. Der Wechselrichter verfügt über einen gleich- und wechselstromseitigen Überspannungsschutz und eine Netzüberwachungstechnologie, die auf spezielle länderspezifische Anforderungen hin optimiert werden kann. Darüber hinaus ist der PVS800 dank seiner Blindleistungskompensations-, Leistungsminderungs- und Netzausfall-Überbrückungs-Funktionen in der Lage, derzeitige und zukünftige Anforderungen an die Netzunterstützung zu erfüllen. Diese ermöglichen beispielsweise die Unterstützung des Netzes bei Instabilität.
Die vermehrte Einspeisung von Strom aus Photovoltaikanlagen ist auch mit neuen Herausforderungen für die Verteilnetze und die Netzbetriebsführung verbunden. So werden zum Beispiel fortschrittlichere Regelungsstrategien benötigt. Die Antwort hierauf sind intelligente Netze. Auch für den Einsatz in solchen intelligenten Netzen eignen sich die Solarwechselrichter von ABB.
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