Brasi­liens Solar­boom wird gere­gelt

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Mit rund 21 Millionen Einwoh­nern ist Minas Gerais einer der größten und wirt­schaft­lich stärksten Bundes­staaten Brasi­liens. Hier befinden sich die wich­tigsten Indus­trie­zen­tren Brasi­liens: Bergbau, Stahl- und Auto­mo­bil­in­dus­trie sowie Lebens­mit­tel­ver­ar­bei­tung und Land­wirt­schaft haben in den letzten Jahren für ein stetiges Wirt­schafts­wachstum gesorgt. Der Netz­be­treiber CEMIG (Comp­anhia Ener­gé­tica de Minas Gerais S.A.), mit mehr als neun Millionen Kunden einer der größten Ener­gie­ver­sorger Südame­rikas, hat nicht nur mit diesem Wachstum, sondern auch mit geogra­fi­schen und klima­ti­schen Beson­der­heiten wie Regen- und Trocken­zeiten und starken Wetter­schwan­kungen zu kämpfen.

Im Jahr 2024 hat CEMIG zudem 4,2 Giga­watt Solar­strom instal­liert und ist damit Markt­führer im Bereich der dezen­tralen Strom­erzeu­gung in Brasi­lien. William Alves de Souza, der tech­ni­sche Leiter von CEMIG, sagt: „Die zuneh­mende dezen­trale Strom­erzeu­gung bringt große Heraus­for­de­rungen für die Verteil­netze mit sich. Die Aufrecht­erhal­tung der Strom­qua­lität inner­halb der Stan­dards ist zu einer natio­nalen Heraus­for­de­rung geworden.“

Stabi­lität vs. dezen­trale Erzeu­gung 

Souza ist nicht der Einzige, der sich diesen Heraus­for­de­rungen stellt. In den letzten Jahren hat Brasi­lien starke Anreize für den Ausbau von Photovoltaik-(PV-) Systemen geschaffen, insbe­son­dere durch das Net-Metering-Programm „Geração Distri­buída“. Dieses Programm ermög­licht es Haus­halten und Unter­nehmen, die erzeugte Energie in das lokale Strom­netz einzu­speisen. Im Gegenzug erhalten sie Gutschriften auf ihrer Strom­rech­nung. Dank dieser Förder­maß­nahmen und sinkender Photo­vol­taik-Kosten hat sich die dezen­trale Solar­energie in der größten Volks­wirt­schaft Südame­rikas rasant entwi­ckelt und nach Berech­nungen von Absolar, dem brasi­lia­ni­schen Verband für Photo­vol­taik-Solar­energie, bereits mehr als 36 Giga­watt an instal­lierter Leis­tung im dezen­tralen Sektor erreicht. 

Wie im Rest der Welt sind auch die brasi­lia­ni­schen Verteil­netze unidi­rek­tional aufge­baut und daher nicht dafür ausge­legt, große Mengen an unbe­stän­diger Solar­energie aufzu­nehmen. Die Folge einer zuneh­menden Anzahl dezen­traler Erzeu­gungs­ein­spei­sungen: Span­nungs­schwan­kungen, Über­las­tungen und Verlet­zungen des Span­nungs­bands. 

Renato Tana­so­vici, Vertriebs­leiter Süd- und Zentral­ame­rika, sind diese Probleme vertraut, und er kennt auch eine Lösung: „Trotz des hohen Solar­po­ten­zials beein­träch­tigen Wetter­schwan­kungen und inter­mit­tie­rende Bewöl­kung die Konsis­tenz der Strom­erzeu­gung. Daher müssen vor allem die Verteil­netze anpas­sungs­fä­higer und ihre Rege­lungs­me­cha­nismen robuster werden. Es besteht ein großer Bedarf an Steue­rungs­sys­temen, die in der Lage sind, die bidi­rek­tio­nalen Ener­gie­flüsse zu verwalten. Der rONT (regel­barer Orts­netz­trans­for­mator) ist eine effi­zi­ente Möglich­keit, diese Probleme zu lösen.“ Der rONT sei so konzi­piert, dass er Schwan­kungen bei Erzeu­gung und Last auto­ma­tisch ausre­gelt. Studien und Feld­ana­lysen hätten zudem gezeigt, dass unter bestimmten Bedin­gungen die Aufnah­me­ka­pa­zität um bis zu 50 Prozent erhöht werden kann. 

Argu­mente, die CEMIG-Tech­niker Souza, der ein Netz mit über 970.000 Verteil­trans­for­ma­toren verwaltet, über­zeugten: „Wir müssen unser Netz auf die dezen­trale Erzeu­gung vorbe­reiten und haben uns dazu verschie­dene Optionen ange­sehen wie beispiels­weise Span­nungs­regler. Jetzt testen wir ein viel­ver­spre­chendes Gerät: den rONT mit ECOTAP^® VPD^®. Im Jahr 2024 haben wir direkt mit zwei Pilot­pro­jekten begonnen. Bei der Auswahl der beiden Stand­orte für den gere­gelten Trans­for­mator, in den der Hersteller Trael den Rein­hausen-Schalter verbaut hat, haben die Netz­spe­zia­listen zwei völlig unter­schied­liche Versor­gungs­be­reiche ausge­wählt, bei denen es aufgrund von neuen PV-Einspei­sern immer wieder zu Verlet­zungen des Span­nungs­bands kam: Der erste Trans­for­mator versorgt 92 Kunden im Stadt­ge­biet von Uberaba, einer Stadt im Berg­werks­dreieck im Südwesten von Minas Gerais. Der zweite Trans­for­mator befindet sich im eher länd­li­chen Bocaiúva und versorgt nur einen gewerb­li­chen Abnehmer, der den Strom seiner instal­lierten PV-Anlage ins Verteil­netz einspeist. 

CEMIG-Anla­gen­ma­nager Souza dazu: „Beide unge­re­gelten Trans­for­ma­toren haben wir durch rONTs mit ECOTAP^® VPD^® III ersetzt. Die Instal­la­tion verlief so un-kompli­ziert wie die eines herkömm­li­chen Trans­for­ma­tors. Da es im System zu Ungleich­ge­wichten kommen kann, ist es wichtig, die rich­tige Span­nung zu wählen. Wir empfehlen deshalb, zuerst das Span­nungs­profil zu studieren, um das Gerät dann entspre­chend einstellen zu können.“

Betriebs­mittel mit großem Poten­zial

Für Rein­hausen-Manager Tana­so­vici spielt deshalb die Unter­stüt­zung der Versorger bei der Einfüh­rung dieses neuen Betriebs­mit­tels eine wich­tige Rolle: „MR hat bei der Auswahl der Para­meter unter­stützt und auch bei der ersten Inbe­trieb­nahme vor Ort. Es gab auch eine Schu­lung für die Tech­niker des Netz­be­trei­bers.“ Außerdem könnten Netz­be­treiber von der Zusam­men­ar­beit mit Herstel­lern, Forschungs­zen­tren und akade­mi­schen Einrich­tungen profi­tieren, um das notwen­dige Fach­wissen für die Imple­men­tie­rung, Über­wa­chung und Opti­mie­rung von rONT-Lösungen zu bekommen. 

Aus Sicht von Souza war die Entschei­dung pro rONT mit ECOTAP^® VPD^® eine gute Option: „Das größte Poten­zial sehen wir an Netz­punkten, wo es starke Span­nungs­schwan­kungen aufgrund von PV-Einspei­sungen gibt.“ Und dieses Poten­zial besteht weit über die Verteil­netze der CEMIG hinaus in ganz Brasi­lien und letzt­lich ganz Latein­ame­rika.

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