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Neuartige Wechselrichtertechnologien und Flexibilität in PV-Systemen (EUPI-PV Partnership)

Erwartetes Ergebnis:

Die Integration erneuerbarer und dezentraler Energieressourcen wie Photovoltaik (PV) und Energiespeicher in das Stromverteilungssystem erfordert fortschrittliche Leistungselektronik oder intelligente Wechselrichter, die Netzdienste wie Spannungs- und Frequenzregulierung, Ride-Through-Fähigkeiten, dynamische Stromeinspeisung und Anti-Islanding-Funktionen bieten können. Um diese Integration zu ermöglichen, ist es notwendig, neuartige intelligente Wechselrichtertechnologien zu entwerfen, robuste Steuerungsalgorithmen für eine bessere Wechselrichterfunktionalität zu entwickeln, die Wechselwirkungen zwischen mehreren intelligenten Wechselrichtern sowie zwischen Wechselrichtern und Verteilungssystemen von Versorgungsunternehmen zu bestimmen, die Entwicklung von Standards für intelligente Wechselrichterfunktionen zu unterstützen und die Auswirkungen intelligenter Wechselrichter auf Verteilungssysteme zu analysieren.

Es wird erwartet, dass die Projektergebnisse zu allen der folgenden Ziele beitragen werden:

  • Verbesserung des Energieertrags von PV-Anlagen durch intelligente Digitalisierung;
  • Optimale Nutzung der erzeugten Energie, Energieeinsparungen und verbesserte Gesamtenergieeffizienz;
  • Verbesserte Flexibilitätsdienste und Interoperabilität;
  • Die Umsetzung der gemeinsamen Forschungs- und Innovationsagenda für Solarenergie[1].

Umfang:

Von den Vorschlägen wird erwartet, dass sie:

  • Demonstration neuer Wechselrichtertechnologien mit höherer Leistungsdichte und Zuverlässigkeit zu niedrigeren Kosten (z.B. für Mittelspannungs-PV-Systeme), die neue Technologien für Leistungsbauelemente auf der Basis von Halbleitern mit großer Bandlücke (z.B. GaN, SiC) integrieren, die synthetische Trägheit und eine Reihe von Netzdienstleistungen liefern könnten;
  • Entwicklung von intelligenter (z.B. integrierter Zustands- und Gesundheitsüberwachung) und leistungsfähiger Wechselrichter-Hardware und -Firmware;
  • Stellen Sie die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) von Wechselrichtern sicher, indem Sie die Ursachen und Ausbreitungswege elektromagnetischer Interferenzen (EMI) optimal abmildern und die Konformität mit aktuellen und in der Entwicklung befindlichen Standards gewährleisten;
  • Verwendung von Hardware-in-the-Loop-Techniken für die Steuerung und Stromversorgung, um die Wechselwirkungen zwischen mehreren Wechselrichtern an mehreren gemeinsamen Kopplungspunkten zu bestimmen;
  • Demonstration einer integrierten Kommunikationsverbindung zwischen Wechselrichtern und anderen Komponenten (z. B. Batterie, PV-Module, Netz usw.) zur automatischen Erfassung ihrer Informationen (Seriennummer, Geolokalisierung usw.) und zur Unterstützung der Erstellung von digitalen Zwillingen und PV-Datenmodellen, um eine echte vorausschauende Überwachung der Stromerzeugung zu ermöglichen;
  • Bewerten Sie die Systemintegration und die Cybersicherheit und geben Sie gleichzeitig Hinweise für zukünftige Entwicklungen (z.B. Wiederverwendbarkeit) bei Hardware und Software.

Mit diesem Thema wird die ko-programmierte Europäische Partnerschaft für Innovation in der Photovoltaik (EUPI-PV) umgesetzt. Daher wird von den Projekten, die aus diesem Thema hervorgehen, erwartet, dass sie der Europäischen Partnerschaft für Innovation in der Photovoltaik (EUPI-PV) über die Ergebnisse berichten, um die Überwachung ihrer KPIs zu unterstützen.

[1] Arbeitsdokument der Kommissionsdienststellen „Gemeinsame Forschungs- und Innovationsagenda für Solarenergie mit den Mitgliedstaaten im Rahmen des Europäischen Forschungsraums (EFR)“

Erwartetes Ergebnis

Die Integration erneuerbarer und dezentraler Energieressourcen wie Photovoltaik (PV) und Energiespeicher in das Stromverteilungssystem erfordert fortschrittliche Leistungselektronik oder intelligente Wechselrichter, die Netzdienste wie Spannungs- und Frequenzregulierung, Ride-Through-Fähigkeiten, dynamische Stromeinspeisung und Anti-Islanding-Funktionen bieten können. Um diese Integration zu ermöglichen, ist es notwendig, neuartige intelligente Wechselrichtertechnologien zu entwerfen, robuste Steuerungsalgorithmen für eine bessere Wechselrichterfunktionalität zu entwickeln, die Wechselwirkungen zwischen mehreren intelligenten Wechselrichtern sowie zwischen Wechselrichtern und Verteilungssystemen von Versorgungsunternehmen zu bestimmen, die Entwicklung von Standards für intelligente Wechselrichterfunktionen zu unterstützen und die Auswirkungen intelligenter Wechselrichter auf Verteilungssysteme zu analysieren.

Es wird erwartet, dass die Projektergebnisse zu allen der folgenden Ziele beitragen werden:

  • Verbesserung des Energieertrags von PV-Anlagen durch intelligente Digitalisierung;
  • Optimale Nutzung der erzeugten Energie, Energieeinsparungen und verbesserte Gesamtenergieeffizienz;
  • Verbesserte Flexibilitätsdienste und Interoperabilität;
  • Die Umsetzung der gemeinsamen Forschungs- und Innovationsagenda für Solarenergie[1].

Umfang

Von den Vorschlägen wird erwartet, dass sie:

  • Demonstration neuer Wechselrichtertechnologien mit höherer Leistungsdichte und Zuverlässigkeit zu niedrigeren Kosten (z.B. für Mittelspannungs-PV-Systeme), die neue Technologien für Leistungsbauelemente auf der Basis von Halbleitern mit großer Bandlücke (z.B. GaN, SiC) integrieren, die synthetische Trägheit und eine Reihe von Netzdienstleistungen liefern könnten;
  • Entwicklung von intelligenter (z.B. integrierter Zustands- und Gesundheitsüberwachung) und leistungsfähiger Wechselrichter-Hardware und -Firmware;
  • Stellen Sie die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) von Wechselrichtern sicher, indem Sie die Ursachen und Ausbreitungswege elektromagnetischer Interferenzen (EMI) optimal abmildern und die Konformität mit aktuellen und in der Entwicklung befindlichen Standards gewährleisten;
  • Verwendung von Hardware-in-the-Loop-Techniken für die Steuerung und Stromversorgung, um die Wechselwirkungen zwischen mehreren Wechselrichtern an mehreren gemeinsamen Kopplungspunkten zu bestimmen;
  • Demonstration einer integrierten Kommunikationsverbindung zwischen Wechselrichtern und anderen Komponenten (z. B. Batterie, PV-Module, Netz usw.) zur automatischen Erfassung ihrer Informationen (Seriennummer, Geolokalisierung usw.) und zur Unterstützung der Erstellung von digitalen Zwillingen und PV-Datenmodellen, um eine echte vorausschauende Überwachung der Stromerzeugung zu ermöglichen;
  • Bewerten Sie die Systemintegration und die Cybersicherheit und geben Sie gleichzeitig Hinweise für zukünftige Entwicklungen (z.B. Wiederverwendbarkeit) bei Hardware und Software.

Mit diesem Thema wird die ko-programmierte Europäische Partnerschaft für Innovation in der Photovoltaik (EUPI-PV) umgesetzt. Daher wird von den Projekten, die aus diesem Thema hervorgehen, erwartet, dass sie der Europäischen Partnerschaft für Innovation in der Photovoltaik (EUPI-PV) über die Ergebnisse berichten, um die Überwachung ihrer KPIs zu unterstützen.

[1] Arbeitsdokument der Kommissionsdienststellen „Gemeinsame Forschungs- und Innovationsagenda für Solarenergie mit den Mitgliedstaaten im Rahmen des Europäischen Forschungsraums (EFR)“

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