Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. (SFV)

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vom 17.08.2014, aktualisiert am 29.09.2014, Wolf von Fabeck - RA Dr. Patrick Schweisthal:

Installierte Leistung und Netzintegration der PV nach dem EEG 2014

AC statt DC - Eine Bremse weniger für PV-Anlagen mit Speicher

Eine Eine Zusammenfassung findet sich am Schluss des Beitrages

Zur juristischen Vertiefung siehe: AC statt DC - Ein Fachbeitrag von Rechtsanwalt Dr. Patrick Schweisthal.

 

Seit dem 1. August 2014 ist das neue EEG in Kraft. Es hat sich die verbesserte Netzintegration der Erneuerbaren Energien auf die Fahne geschrieben. Wir stellen die Frage, ob die dazu gehörigen Bestimmungen bereits berücksichtigt werden.

Eine wichtige Frage bei der Netzintegration ist die Frage nach der Größenordnung der zu integrierenden Technik. Qantitative Grobabschätzungen ergeben die Notwendigkeit, sowohl Windenergie als auch Solarenergie zu nutzen, Windenergie hat im Winterhalbjahr ihren Leistungsschwerpunkt. Solarenergie hat ihren Leistungsschwerpunkt dagegen im Sommerhalbjahr. Die sommerliche Leistung der Photovoltaik ist unverzichtbar, weil damit die sommerliche Schwäche der Windenergie ausgeglichen werden kann.

Ohne auf Details einzugehen, seien hier zwei Größenangaben für die zu integrierende Solarenergie genannt: Prof. Quaschning von der HTW Berlin geht von mehr als 200 Gigawattpeak (GWp) aus; der Solarenergie-Förderverein Deutschland (SFV) nennt sogar noch deutlich höhere Werte.

Netztechniker, die angesichts solcher Forderungen darüber nachdenken, wie sie die Stromnetze für eine Einspeisung von sagen wir 200 Gigawatt Solar-Wechselstrom fit machen können, sehen erhebliche Probleme bei fluktuierenden Leistungen mit derart hohen Spitzenwerten. Sie stimmen deswegen einer Begrenzung der PV-Einspeiseleistung auf 52 GW zu - wie sie das EEG 2014 und bereits das EEG 2012 mit der PV-Novelle vorsehen. Dabei denken sie natürlich an eine Begrenzung der Wechselstromleistung, denn es geht um das Wechselstromnetz.

Was sie mit dieser Begrenzung erreichen wollen, ist eine Begrenzung der Ströme, die das Stromnetz transportieren soll. Es geht den Netztechnikern dabei nur um die Leistung, die von den Solaranlagen in das Verteilnetz übertreten kann und von dort ggf. über die Mittelspannungsnetze bis ins Höchstspannungsnetz weitergegeben werden soll.

Die Sorgen der Netztechniker beruhen allerdings auf einem Missverständnis. Weder Prof. Quaschning, noch der SFV wollen Wechselstrom-Spitzenleistungen der Größenordnung von 200 GW in das Stromnetz drücken, sondern denken über eine Vergleichmäßigung der Einspeisung nach.

Vergleichmäßigung der eingespeisten Leistung

Was bei einer PV-Anlage schon auf der DC-Seite an solarer Strahlungsenergie für den Verbrauch verwendet oder zur Zwischenspeicherung vorläufig entnommen wird, senkt die Einspeisungsleistung. Eine Senkung der Einspeisungsleistung zur Zeit der mittäglichen Solarleistungsspitze "glättet" die fluktuierende Einspeisung. Auch eine spätere Zuführung zwischengespeicherter Solarenergie zum richtigen Zeitpunkt - z.B. am Abend - dient der Vergleichmäßigung der Einspeisung und damit der "Netzintegration" der Photovoltaik.

Eine moderne PV-Anlage, die diese Aufgabe leisten kann, enthält nicht nur südwärts ausgerichtete Solarmodule im idealen Neigungswinkel, sondern möglicherweise auch Solarmodule mit anderen Ausrichtungen und Neigungen, sowie Speicherbatterien und elektronische Regler. Für diese moderne Konfiguration von Solarmodulen, Speichern und elektronischen Einspeisungsobergrenzreglern können erheblich kleinere Wechselrichter eingesetzt werden, deren Ausgangsleistungen bei 30% der Peakleistung (und bei Verwendung von Langzeitbatterien sogar noch deutlich niedriger) liegen. Die niedrige Ausgangsleistung der Wechselrichter ist ein Garant dafür, dass die betreffende PV-Anlage keine höhere Leistung einspeisen kann. Sie leistet einen zuverlässigen Beitrag zur Netzintegration.

§ 2 Absatz 1 Satz 2 EEG 2014 erhebt die Netzintegration zum "Grundsatz des Gesetzes". Die Rede ist sogar von einer "Transformation des gesamten Energieversorgungssystems" also von einer umfassenden Umformung, die wie wir bald sehen werden, erhebliche Konsequenzen hat.

Netzintegration und Transformation

Auszug aus EEG 2014

§ 2 Grundsätze des Gesetzes
(1) Strom aus erneuerbaren Energien und aus Grubengas soll in das Elektrizitätsversorgungssystem integriert werden. Die verbesserte Markt- und Netzintegration der erneuerbaren Energien soll zu einer Transformation des gesamten Energieversorgungssystems beitragen. ..

So soll vorliegend die Frage untersucht werden, ob die technische Möglichkeit zur Verteilung der mittäglichen Spitzenlast auf alle Stunden des Tages durch das neue Gesetz gedeckt ist und wie in diesem Fall die "installierte Leistung" einer solchen modernisierten Anlage definiert ist.

Begriff der Installierten Leistung

Hier stehen sich zwei Auffassungen gegenüber:

Die bisher herrschende Auffassung geht davon aus, dass die "Peakleistung", d.h. die in Wattpeak gemessene Spitzenleistung der Solarmodule unter Standardtestbedingungen als "installierte Leistung" gezählt werden muss.

Die nachfolgend vertretene moderne Auffassung geht davon aus, dass die von einer fertig installierten PV-Anlage aus dem Wechselrichter unmittelbar in das Wechselstromnetz abgebbare Höchstleistung als "installierte Leistung" zählt.

Die erhebliche Bedeutung der Frage, welche Auffassung jetzt und in Zukunft gültig ist, ergibt sich insbesondere aus § 31 Absatz 1 und Absatz 6 EEG 2014, in denen der jährliche Zubau und der insgesamt noch geduldete Zubau genannt werden. Absatz 1 nennt als obere Ausbaugrenze eine "installierte Leistung" von "2600 Megawatt pro Jahr" und in Absatz 6 eine insgesamt "installierte Leistung" von "52000 Megawatt":

Von Interesse ist außerdem die Auswirkung der neu zu bestimmenden installierten Leistung auf die monatliche Absenkung der Förderung nach § 31 Absatz 2 und 3, auch bekannt unter dem Stichwort "atmender Deckel".

Zum Zielkorridor, zum atmenden Deckel und zum absoluten Deckel

Auszug aus EEG 2014

§ 31
Absenkung der Förderung für Strom aus solarer Strahlungsenergie
(1) Der Zielkorridor für den Brutto-Zubau von Anlagen zur Erzeugung von Strom aus solarer Strahlungsenergie beträgt 2 400 bis 2 600 Megawatt pro Jahr.
(2) Die anzulegenden Werte nach § 51 verringern sich ab dem 1. September 2014 monatlich zum ersten Kalendertag eines Monats um 0,5 Prozent gegenüber den in dem jeweils vorangegangenen Kalendermonat geltenden anzulegenden Werten. Die monatliche Absenkung nach Satz 1 erhöht oder verringert sich jeweils zum 1. Januar, 1. April, 1. Juli und 1. Oktober jedes Jahres nach Maßgabe der Absätze 3 und 4.
(3) Die monatliche Absenkung der anzulegenden Werte nach Absatz 2 Satz 2 erhöht sich, wenn der nach § 26 Absatz 2 Nummer 3 veröffentlichte Brutto-Zubau*) von Anlagen zur Erzeugung von Strom aus solarer Strahlungsenergie in dem gesamten Bezugszeitraum nach Absatz 5 den Zielkorridor nach Absatz 1
1. um bis zu 900 Megawatt überschreitet, auf 1,00 Prozent,
2. um mehr als 900 Megawatt überschreitet, auf 1,40 Prozent,
3. um mehr als 1 900 Megawatt überschreitet, auf 1,80 Prozent,
4. um mehr als 2 900 Megawatt überschreitet, auf 2,20 Prozent,
5. um mehr als 3 900 Megawatt überschreitet, auf 2,50 Prozent oder
6. um mehr als 4 900 Megawatt überschreitet, auf 2,80 Prozent.
(...)

*) Anmerkung zum Begriff "Brutto-Zubau": Dieser Begriff wird in der Begründung zu § 3 EEG 2014 Entwurf Ende März wie folgt erläutert: "(...) Dies bedeutet, dass nur darauf abgestellt wird, wie viel installierte Leistung in einem Jahr in Betrieb geht, unabhängig davon, ob im gleichen Zeitraum Anlagen stillgelegt oder zurückgebaut werden."

(....)

"(6) Wenn die Summe der installierten Leistung geförderter Anlagen zur Erzeugung von Strom aus solarer Strahlungsenergie erstmals den Wert 52000 Megawatt überschreitet, verringern sich die anzulegenden Werte nach § 51 zum ersten Kalendertag des zweiten auf die Überschreitung folgenden Kalendermonats auf null. (...)

Die hier genannten Bedingungen sind abhängig von der korrekten Ermittlung der "installierten Leistung" von PV-Anlagen. Diese ergibt sich direkt aus dem Gesetzestext im EEG 2014 unter § 5 Nr. 22, der sich mit dem gleichen Wortlaut im EEG 2012 zuzüglich PV-Novelle unter § 3 Nr. 6 findet.

Installierte Leistung

Auszug aus EEG 2014 (im Wortlaut übereinstimmend mit EEG 2012 inklusive PV-Novelle)

§ 5 Begriffsbestimmungen

22. "installierte Leistung“ einer Anlage die elektrische Wirkleistung, die die Anlage bei bestimmungsgemäßem Betrieb ohne zeitliche Einschränkungen unbeschadet kurzfristiger geringfügiger Abweichungen technisch erbringen kann

Der Text spricht nicht davon, was die Solarmodule erbringen können oder was der Wechselrichter erbringen kann, sondern was "eine Anlage" erbringen kann.

Und woraus "die technisch betriebsbereite Anlage" besteht, sagt uns § 5 Nr. 21 EEG 2014. unter dem Stichwort "Inbetriebnahme"

Unter dem Stichwort "Inbetriebnahme" geht es primär um die Ermittlung des Zeitpunkts, zu dem die PV-Anlage in Betrieb genommen wird. Erst wenn von einer betriebsfertigen Anlage zum ersten mal Strom geliefert wird, kann es sich um eine Inbetriebnahme handeln. Zur Festlegung des Inbetrienahmezeitpunkts ergibt sich also zwingend die Notwendigkeit, konkret zu beschreiben, was zu einer technisch betriebsbereiten Anlage gehört.

Technische Betriebsbereitschaft

Auszug aus EEG 2014

§ 5 Begriffsbestimmungen

21. „Inbetriebnahme“ die erstmalige Inbetriebsetzung der Anlage nach Herstellung ihrer technischen Betriebsbereitschaft ausschließlich mit erneuerbaren Energien oder Grubengas; die technische Betriebsbereitschaft setzt voraus, dass die Anlage fest an dem für den dauerhaften Betrieb vorgesehenen Ort und dauerhaft mit dem für die Erzeugung von Wechselstrom erfor­derlichen Zubehör installiert wurde; der Austausch des Generators oder sonstiger technischer oder baulicher Teile nach der erstmaligen Inbetriebnahme führt nicht zu einer Änderung des Zeitpunkts der Inbetriebnahme,

Das heißt, der Wechselrichter ist "dauerhaft erforderliches Zubehör der Anlage" und darf wegen des Wortes "dauerhaft" später bei "bestimmungsgemäßen Betrieb" nicht wieder weggelassen werden. Der Erzeugungsvorgang in der Anlage ist somit erst mit der Bereitstellung von Wechselstrom für das Stromnetz abgeschlossen. Der Output der Photovoltaikanlage, also deren installierte Leistung, kann somit nur die Ausgangsleistung des Wechselrichters - also seine Nennleistung - sein. Damit hat sich die moderne Definition der installierten Leistung im Gesetz durchgesetzt.

Selbst wenn man den Wechselrichter nicht als Teil der Anlage ansieht, ändert das nichts am Ergebnis, denn bei bestimmungsgemäßen Betrieb ruft der Wechselrichter keine höhere DC-Leistung aus den Solarmodulen ab, als er selber dauerhaft verarbeiten kann.

Konsequenzen

Gestaltungsrecht des Anlagenbetreibers

Die oben begründete Definition der installierten Leistung räumt dem Betreiber einer Photovoltaikanlage folgerichtig ein freies Gestaltungsrecht zur Bestimmung der installierten Leistung durch die Auswahl des Wechselrichters und durch die Ausrichtung der Solarmodule ein: Es kommt bei der Bestimmung der installierten Leistung schließlich allein auf die Einspeisungsleistung an, die die Anlage nach ihrer technischen Auslegung erbringen kann. Es ist für den Begriff der installierten Leistung nicht von Bedeutung, welche und wie viele Solarmodule, Speicher und Verbraucher gleichstromseitig an den Wechselrichter angeschlossen sind, wenn die Nennleistung des Wechselrichters die installierte, ans Netz abgebbare Leistung der Anlage insgesamt technisch nach oben begrenzt.

Stünde dem Betreiber der Photovoltaikanlage dieses Gestaltungsrecht nicht zu, wäre er gegenüber den Betreibern anderer EEG-Anlagen wie Biogas- und Windkraftanlagen, die die Größe ihres Generators unabhängig von der Gasproduktion oder dem Rotordurchmesser wählen können, unangemessen benachteiligt.

Unseres Erachtens ändert sich die installierte Leistung einer PV-Anlage nicht, wenn sie bei gleicher Wechselrichterleistung so mit Modulen und Speichern nachgerüstet wird, dass sie rund um die Uhr mit voller Wechselrichter-Nennleistung einspeisen kann. Ohne zusätzliche Netzbelastung kann auf diese Weise mehr Solarstrom eingespeist werden.

Eine weitere Gestaltungsmöglichkeit bietet § 9 Absatz 2 EEG 2014 den Betreibern von Anlagen zur Erzeugung von Strom aus solarer Strahlungsenergie mit einer installierten Leistung von höchstens 30 Kilowatt ausdrücklich an. Sie können sich der Pflicht zum Einbau von technischen Einrichtungen, mit denen der Netzbetreiber jederzeit 1. die Einspeiseleistung bei Netzüberlastung ferngesteuert reduzieren kann und
2. die Ist-Einspeisung abrufen kann, dadurch entledigen, indem sie am Verknüpfungspunkt ihrer Anlage mit dem (öffentlichen) Netz die maximale Wirkleistungseinspeisung auf 70 Prozent der installierten Leistung begrenzen. Mit anderen Worten - die Anlagenbetreiber müssen nicht abregeln, sondern sie dürfen wechselstromseitig die Leistung abschöpfen, die 70 Prozent der installierten Leistung übersteigt. Sie müssen erst am Verknüpfungspunkt die Begrenzung einhalten.


Auszug aus EEG 2014
§9 Technische Vorgaben
(1) Anlagenbetreiber und Betreiber von KWK-Anlagen müssen ihre Anlagen mit einer installierten Leistung von mehr als 100 Kilowatt mit technischen Einrichtungen ausstatten, mit denen der Netzbetreiber jederzeit 1. die Einspeiseleistung bei Netzüberlastung ferngesteuert reduzieren kann und
2. (...)
(2) Betreiber von Anlagen zur Erzeugung von Strom aus solarer Strahlungsenergie
1. (...)
2. mit einer installierten Leistung von höchstens 30 Kilowatt müssen
a) die Pflicht nach Absatz 1 Satz 1 Nummer 1 oder Absatz 1 Satz 2 Nummer 1 erfüllen oder
b) am Verknüpfungspunkt ihrer Anlage mit dem Netz die maximale Wirkleistungseinspeisung auf 70 Prozent der installierten Leistung begrenzen

Diese Bestimmung an anderer Stelle des EEG 2014 demonstriert deutlich die Absicht des Gesetzgebers, nicht die Menge an installierten Solarmodulen zu begrenzen, sondern die technischen Probleme, die sich aus der hohen Spitzenleistung der Solarenergie für das Netz ergeben können. Es geht ihm, wie bereits in §2 EEG betont, um die Netzintegration der Erneuerbaren Energien.

 

Zusammenfassung - Konsequenzen für das Anlagenregister

Bei konventionellen Solaranlagen, deren Solarmodule üblicher Weise nach Süden ausgerichtet wurden, liegt kein erheblicher Unterschied zwischen der Peakleistung der Solarmodule und der Nennleistung der Wechselrichter vor. Wenn allerdings immer mehr PV-Anlagenbetreiber die gegebenen Möglichkeiten zur Vergleichmäßigung ihrer Netzeinspeisung ergreifen, was im Sinne der Netzintegration zu wünschen ist, so werden zukünftig immer häufiger die tatsächlich einspeisbaren maximalen Wechselstrom-Wirkleistungen weit unter den Gleichstrom-Peakleistungen der Solarmodule liegen.
Dementsprechend müsste das Anlagenregister die installierte Leistung von Photovoltaikanlagen zukünftig nach der Wechselrichternennleistung erfassen. Die bisherige Vereinfachung durch Erfassung der Modulnennleistung würde bei weiterem PV-Anlagen-Zubau sonst zu immer unrealistischeren Daten für die Netzauslastung führen.

Es ist an der Zeit, dass die Bundesnetzagentur ihr Anlagengeregister nicht nur für Wind-, Biomasse-, Geothermie und Wasserkraftanlagen, sondern auch für PV-Anlagen konsequent nach den Vorgaben des EEG führt. Dazu müsste sie allerdings von den PV-Anlagenbetreibern die Meldung der AC-Nennleistung der Wechselrichter, nicht aber der DC-Peak-Leistung der PV-Solarmodule verlangen.



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