Plug & Play PV-Anlagen
Im Projekt wird das Potenzial für Plug & Play PV-Systeme in der Schweiz erstmalig eruiert. Basierend auf Betriebsszenarien und Geräteanalysen werden Anforderungen (Leistung, Sicherheit, Prozesse) für eine künftige Nutzung empfohlen.
Steckbrief
- Lead-Departement Technik und Informatik
- Institut(e) Institut für Energie- und Mobilitätsforschung IEM
- Forschungseinheit(en) IEM / Photovoltaiksysteme
- Strategisches Themenfeld Themenfeld Nachhaltige Entwicklung
- Förderorganisation Schweizerische Eidgenossenschaft (Bundesverwaltung)
- Laufzeit (geplant) 01.09.2023 - 31.12.2025
- Projektverantwortung Prof. Dr. Christof Bucher
- Projektleitung David Joss
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Projektmitarbeitende
Theo Zwahlen
Luciano Borgna
Sebastian Tobias Koch
Donat Hess
Alexander Erber -
Partner
Bundesamt für Energie BFE
Meteotest (Konsortium)
Verband Schweizerischer Elektrokontrollen VSEK (Konsortium)
Electrosuisse (Konsortium)
Eidgenössisches Starkstrominspektorat ESTI (Advisory Group)
Verband Schweizerischer Elektrizitätsunternehmen VSE (Advisory Group)
BKW (Advisory Group)
Energiegenossenschaft Schweiz (Advisory Group)
Hassler Energia (Advisory Group)
Solarblitz (Advisory Group) - Schlüsselwörter Plug & Play PV, Plug’n’Play Solar, Balkonsolar, Balkonkraftwerk, Stecker-Solar, Steckersolargeräte
Ausgangslage
Plug & Play Photovoltaiksysteme werden immer beliebter. Da es sich dabei nicht um installierte Anlagen, sondern um Verbraucherprodukte handelt, ist ihre rechtliche Behandlung eine Herausforderung. Es gibt keine verbindlichen technischen Vorgaben für diese Produktekategorie bezüglich Sicherheit und Personenschutz. Die Marktprozesse von der Anmeldung bis zur Vergütung der produzierten Energie sind noch nicht standardisiert. Ebenso ist das Potenzial solcher Balkonanlagen für die Schweiz noch nicht bekannt. Schliesslich blieb die Frage ob, eine höhere Leistung als bislang 600W pro Bezügerstromkreis künftig legitim wäre, bislang unbeantwortet.
Vorgehen
Mittels einer Stichproben-basierten Studie unter Nutzung von offenen Daten und Geoinformationssystemen wird das Potenzial von Plug & Play PV-Systemen in der Schweiz eruiert. Die vorhandenen Empfehlungen, Weisungen, Normen und Regelwerke werden für die Schweiz als auch im internationalen Kontext gesammelt und als Basis für die weiteren Arbeiten verwendet. Sicherheitsrelevante Aspekte werden in einer Betriebs- und Fehlerszenarienanalyse betrachtet und fliessen zusammen mit Erkenntnissen aus Labortest schliesslich in eine Empfehlung für die künftige regulatorische Ausgestaltung ein. Diese soll nebst Sicherheitsforderungen und klaren Aussagen zur maximalen Anschlussleistung auch einen Vorschlag für praxistaugliche Marktprozesse im Zusammenhang mit Plug & Play PV-Systemen beinhalten.
Ergebnisse
Das Potenzial für Plug & Play PV-Systeme wird auf rund 1 TWh geschätzt. Dies entspricht dem durchschnittlichen Stromverbrauch von zirka 200'000 Haushalten. 37% der Energie wird von den Systemen im Winter produziert. Die Ergebnisse wurden an der EUPVSEC 2024 publiziert und sind untenstehend abrufbar. Statistische Auswertungen von handelsüblichen Wechselrichtern zeigen, dass rund 2/3 der Geräte keine elektrisch leitende Verbindung von der Modul- zur Netzseite aufweisen. 68% der Stichprobe (n=292) haben eine galvanische Trennung, wobei bei 59% in den Datenblättern explizit ein Hochfrequenztransformator genannt wird. Diese Konstruktionsart lässt prinzipbedingt keine DC-Fehlerstromanteile auf der Netzseite zu, weshalb theoretisch auf den bislang geforderten Fehlerstromschutzschalter Typ B verzichtet werden könnte. Die weiteren Untersuchungen sollen zeigen, welche Schutzmassnahmen vom Konsortium schliesslich als geeignet für Plug & Play PV-Systeme erachtet werden. Ein Blick auf umliegende Länder zeigt, dass sich Punkto Steckersolargeräten einiges an Regeln und Voraussetzungen ändert. Der europaweite Trend deutet auf eine Erhöhung der netzseitigen Einspeiseleistung auf 800 WAC und auf einfachere Prozesse zum Anschluss und der Nutzung dieser Systeme hin. Diese Zwischenergebnisse sind ein Auszug aus zurzeit noch projektinternen Arbeitsdokumenten. Der Projekt-Zwischenbericht mit weiteren öffentlichen Informationen ist unten verlinkt oder kann unter Aramis eingesehen werden.
Ausblick
In der aktuellen Phase des Projektes werden Labortests an handelsüblichen Modulwechselrichtern durchgeführt. Gegenstand der Untersuchungen sind die Sicherheitsfunktionen der Geräte. Die Resultate dieser Tests wie auch die Erkenntnisse aus den vorgängigen Analysen sollen 2025 in ein Grundlagendokument einfliessen, welches als Basis für die geplante Schweizer Guideline (SNG) genutzt werden soll. Zudem wird es eine Ausweitung der Potenzialabschätzung für balkonfremde Plug & Play PV-Systeme innerhalb dieses Projekts geben. Es wird erwartet, dass die Resultate per Mitte 2025 vorliegen.
