Die Auswirkungen der Photovoltaik-Stromerzeugung auf das Stromnetz

Die Photovoltaik-Stromerzeugung hat als neue Energiequelle einen erheblichen Beitrag zur täglichen Stromversorgung geleistet, traditionelle Energie eingespart und die Umwelt geschont. Im Vergleich zu herkömmlichen thermischen Stromerzeugungssystemen bietet es viele Vorteile, wie z. B. kein Risiko der Ressourcenerschöpfung, Sicherheit und Zuverlässigkeit, keine Umweltverschmutzung oder Schäden, keine geografischen Einschränkungen bei der Ressourcenverteilung, hohe Energiequalität, kurze Energiegewinnungszeit und keine Notwendigkeit großer menschlicher und materieller Ressourcen für den Bau. Allerdings hat die Photovoltaik-Stromerzeugung als eine aufstrebende Form der Stromerzeugung während ihrer Integration in das Netz immer noch gewisse Auswirkungen auf den Netzbetrieb, vor allem in folgenden Aspekten:

1. Es hat einen gewissen Einfluss auf den Betrieb und die Steuerung des Stromnetzes.

Photovoltaische Stromerzeugungsanlagen verfügen über zentrale und dezentrale Netzanbindungsmethoden. Unter zentraler Netzanbindung versteht man die direkte Übertragung des durch Photovoltaik erzeugten Stroms an das Stromnetz zur Weiterleitung und Nutzung. Diese Methode eignet sich hauptsächlich für große Photovoltaik-Kraftwerke, beispielsweise großflächige Photovoltaik-Stromerzeugungsanlagen auf Autobahnen. Dezentraler Netzanschluss bedeutet, dass der erzeugte Strom nicht direkt ins Netz eingespeist wird; Der erzeugte Strom wird in einer Last gespeichert und bei Bedarf über das Netz eingespeist. Dies wird üblicherweise in städtischen Gebieten eingesetzt, insbesondere in in Gebäude integrierten Photovoltaiksystemen, wie z. B. Photovoltaik-Stromerzeugungsanlagen auf Dächern. Darüber hinaus nutzt die Photovoltaik-Stromerzeugung hauptsächlich Sonnenlicht und wird daher stark vom Wetter beeinflusst, was zu einer instabilen Stromerzeugung führt. Die unterschiedlichen Netzanschlussmethoden von Photovoltaik-Stromerzeugungssystemen und die Instabilität der Stromerzeugung erhöhen die Anzahl der Stromquellen im Netz, nachdem der von Photovoltaikgeräten erzeugte Strom an das Netz angeschlossen wird. Darüber hinaus sind die Verteilung und Anzahl dieser Stromquellen unvorhersehbar, was die Steuerung der Stromquellen und den Netzbetrieb schwieriger macht.

2. Es hat einen gewissen Einfluss auf die Einheitlichkeit des Stromnetzbetriebs.

Da Photovoltaik-(PV)-Stromerzeugungssysteme und herkömmliche Stromerzeugungssysteme unterschiedliche Energiequellen nutzen und Strom auf unterschiedliche Weise erzeugen, kann der Zeitpunkt von Stromausfällen nicht synchronisiert werden. Während die herkömmliche Stromerzeugung läuft, kann es sein, dass die PV-Stromerzeugung aufgrund der Wetterbedingungen nicht in Betrieb ist, oder dass sie in Betrieb ist, während bei der herkömmlichen Stromerzeugung ein Stromausfall auftritt. Daher gibt es keine Einheitlichkeit zwischen den beiden. Wenn eine PV-Stromerzeugungsanlage Strom in das Netz einspeist, während die herkömmliche Stromerzeugung ausfällt, kommt es zu einem „Inseleffekt“, was bedeutet, dass sie zu einer isolierten Stromquelle wird, die das umgebende Netz mit Strom versorgt. Sobald das Netz wieder mit Strom versorgt wird, erzeugt es einen großen Einschaltstrom, der elektrische Geräte und Einrichtungen beschädigt und möglicherweise zu Verletzungen oder zum Tod des Wartungspersonals führt, das das Netz repariert.

3. Auswirkungen auf die Netzbetriebskosten.

Nachdem Photovoltaik-Stromerzeugungsgeräte (PV) Sonnenenergie empfangen und Strom erzeugen, werden diese über Wechselrichter an das nationale Stromnetz angeschlossen. Das Netzsystem muss seine Kapazität zur Speicherung und Umwandlung dieser Energie erhöhen, um PV-Strom zu ermöglichen. Insofern erhöht die PV-Stromerzeugung den Energieverbrauch der Netzgeräte und erhöht so die Wirtschaftlichkeit des Netzes. Darüber hinaus erhöht die Netzanbindung von PV-Anlagen die Auslastung des Netzes, sodass für den Betrieb des Netzes eine große Anzahl an technischem Personal erforderlich ist, was auch die Betriebskosten des Netzes erhöht.

4. Auswirkungen auf Spannung und Stromqualität

Bevor der von Photovoltaik-(PV)-Stromerzeugungsgeräten erzeugte Strom in das Netz eingespeist wird, ist die Stromform des Netzes einzigartig und stabil, was eine einfache Steuerung ermöglicht. Sobald jedoch der von PV-Anlagen erzeugte Strom an das Netz angeschlossen wird, wird die aktuelle Form des Netzes vielfältiger. Darüber hinaus wird der von PV-Geräten erzeugte Strom selbst von den Wetterbedingungen beeinflusst, was zu einer instabilen Stromerzeugung führt. Diese Auswirkungen bleiben nach dem Netzanschluss bestehen, wirken sich auf den Strom des Netzes aus und machen es instabil und schwer kontrollierbar. Große-PV-Stromerzeugungsanlagen erzeugen eine hohe Leistung und haben erhebliche Auswirkungen auf das Netz; Wetterbedingungen führen jedoch unweigerlich zu Spannungsschwankungen. Da der von PV-Anlagen erzeugte Strom außerdem Gleichstrom (DC) ist, entstehen bei der Umwandlung durch den Wechselrichter vor der Einspeisung in das Netz Oberschwingungen, die sich ebenfalls auf das Netz auswirken.

5.Auswirkungen auf die zukünftige Entwicklung des Stromnetzes.

Mit zunehmender Reife der Photovoltaik-Stromerzeugung und der Erweiterung ihrer Baufläche werden sich Last und Rückleistung ändern, was es für das bestehende Stromnetz schwierig macht, die Nachfrage zu decken. Dies erfordert eine Neuplanung auf der Grundlage der tatsächlichen Bedingungen und eine Neubewertung des Betriebs des Stromnetzes. Dies erhöht den Kapitaleinsatz des Stromnetzes, die Arbeitsbelastung des relevanten Personals und die Betriebskosten.