Stromversorgung So erhöhen Combiner-Boxen die Verfügbarkeit von PV-Anlagen

Der Generatoranschlusskasten ist mit nur 0,5% der Gesamtkosten eines Solarkraftwerks scheinbar eine Nebensache. Jedoch garantiert er mit seinen Funktionen die sichere Verfügbarkeit einer PV-Anlage.

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Mit seinen Funktionen Anschließen, Messen und Schützen ist der Generatoranschlusskasten (GAK; engl. Combiner Box) das entscheidende Bindeglied zwischen wirtschaftlicher Auslegung und langjähriger Verfügbarkeit der PV-Anlage. Wie dieser Spagat zwischen Kosten und Funktionalität der Anlage umgesetzt werden kann, zeigt nachfolgend dieser Beitrag.

Bei der elektrotechnischen Ausstattung eines PV-Kraftwerks bildet der GAK das entscheidende Element. Hier liegen die Grundsteine für Verfügbarkeit und Effizienz. Neben den Funktionen Sammeln und Schützen dient der Generatoranschlusskasten als wichtiger Baustein im Gesamtkonzept des übergeordneten Park-Management, wo er als Datensammler und Überwachungsstation fungiert.

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Auf der Basis von Stromlieferverträgen und Verbindlichkeiten des Kraftwerk-Besitzers gegenüber dem Netzbetreiber werden alle Informationen aus dem PV-Kraftwerk zusammengeführt, um an zentraler Stelle Entscheidungen über Performance und Leistungsfähigkeit der Anlage zu treffen. Ohne die Integration von Informations- und Überwachungstechnik ist auf lange Sicht ein wirtschaftlicher Betrieb des Kraftwerks kaum möglich.

Die notwendige technische Abstimmung zwischen dem Anschluss und Schutz von DC-Leitungen sowie der String-Monitoring-Technik im GAK sind von großer Bedeutung (Bild 1). Die überlagerte Steuerungstechnik in Form der SPS benötigt möglichst granulare und verlässliche Informationen aus der Anlage unter nahezu Echtzeit-Bedingungen. Der Verzicht auf Qualität beim GAK kann die Verfügbarkeit und Liefertreue von PV-Anlagen erheblich beeinträchtigen; stundenlange Fehlersuche und hohe Instandhaltungskosten sind dann unangenehme Begleiterscheinungen.

Mängelbehaftete PV-Anlagen und Generatoranschluss kasten

Eine Umfrage der Zeitschrift „Photon“ hat gezeigt, dass Sachverständige 70% der deutschen PV-Anlagen als mängelbehaftet bewerten. Durch Montagefehler wird der prognostizierte Ertrag und damit der Return On Invest einer PV-Anlage erst zeitverzögert erreicht, und die erwartete Rückzahlung durch die Einspeise-Vergütung wird dann nicht erzielt. Der GAK wird häufig erst als letzte Komponente in der Investitionskette der einzelnen Elemente bestellt, die PV-Module, Modulrahmen und Wechselrichter kommen vorher.

Häufig wird der GAK ausschließlich unter Kostenaspekten ausgewählt, Qualität und Langlebigkeit spielen dann eine untergeordnete Rolle. Dem Engineering des GAK wird nur wenig Beachtung geschenkt, das betrifft sowohl die richtige Auslegung von Sicherungen zur Begrenzung von Rückströmen als auch den Anlagenschutz bei den geringen Kurzschlussströmen der einzelnen Strings.

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