6 minAntriebstechnikVeröffentlicht am 4. August 2008

Wie ABB PV-Anlagen und Batteriespeicher fit für die Energiewende macht

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Netzgekoppelte Photovoltaikanlagen und Batteriespeicher wachsen rasant. Über Rendite und Zuverlässigkeit entscheiden oft unscheinbare Komponenten wie Wechselrichter, Speicherumrichter und Kühlsysteme. Mit der Plattform Proteus zeigt ABB, wie Power-Conversion zum Erfolgsfaktor der Energiewende wird.

Startete die globale Solarstrom-Kurve um das Jahr 2000 nahe Null, wurde schon 2024 die Zwei-Terawatt-Marke überschritten. Laut Prognosen werden 2030 bereits sieben bis neun Terawatt erreicht. Mittel- bis langfristig wird sich der globale PV-Markt laut Marktstudien auf jährlich etwa 10 bis 20 Prozent Wachstum einpendeln. Aus gutem Grund: Strom aus Solarenergie ist günstig, sicher und bietet in fast allen Ländern der Welt eine rentable Ausbeute.

Dennoch lohnt es sich, genauer hinzuschauen. Denn auch bei PV-Anlagen können technische Details der Komponenten zu Nachteilen führen, die sich über die gesamte Nutzungsdauer hinweg auswirken. Ob Wirkungsgrad und Speicherfähigkeit, Netzintegration und Stabilität oder Lebensdauer und Wartungsintervalle: Betreiber und Versorger, die auf hohe Rentabilität und Zuverlässigkeit Wert legen, sind auf Partner mit umfangreichem Engineering-Know-how und langjähriger Erfahrung angewiesen. Das gilt besonders dort, wo Strom für das öffentliche Netz genutzt werden und Betreiber und Versorger auf Rentabilität und Zuverlässigkeit angewiesen sind.

Utility-scale Solar braucht starke Power-Conversion

Utility-scale Solar sind netzgekoppelte PV-Anlagen, die Strom nicht für den Eigenverbrauch, sondern für das öffentliche Versorgungsnetz erzeugen und dort als Kraftwerk auftreten. Mit dem Boom dieser Art der Stromerzeugung aus erneuerbaren Quellen wächst weltweit der Bedarf an effizienten Lösungen zur Umwandlung und Einspeisung elektrischer Energie ins Netz. Bewahrheiten sich die Prognosen zum weiteren Wachstum der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien nur annähernd, steigen die Anforderungen an Wechselrichter und Speicherumrichter.

Für Betreiber großer PV-Parks und Batteriespeicher bedeutet das: Neben der Modul- und Batteriequalität werden integrierte Power-Conversion-Plattformen zum strategischen Hebel, um ihren Ertrag, die Netzverträglichkeit und die Anlagenverfügbarkeit langfristig sicherzustellen. Wer heute investiert, muss also auch die Leistungselektronik und ihre Rolle im Gesamtsystem in den Blick nehmen.

Proteus: Durchgängiges Portfolio für Solar und Speicher

Mit über 120 Gigawatt installierter Power-Conversion-Kapazität in mehr als 70 Ländern verfügt ABB über jahrelange Erfahrung bei der Netzintegration und elektrischen Antriebssystemen in PV- und Speicherprojekten – von großen Versorgern über EPCs bis hin zu Projektentwicklern.

Für Betreiber ist entscheidend, dass sich Engineering-Kompetenz, Fertigung und lokale Serviceorganisationen nahtlos ergänzen. ABB kombiniert deshalb ihr Portfolio aus PV-Wechselrichtern, Konverterstationen für Batteriespeichersysteme (BESS) und Leitsystemen mit Engineering- und Service-Teams in allen wichtigen Regionen, um Projekte weltweit konsistent zu planen und umzusetzen.[MS4.1][AS4.2]

Auf der Intersolar 2026 hat ABB die Plattform Proteus vorgestellt, ein durchgängiges Portfolio für große PV-Anlagen und Batteriespeicher. Dazu gehören zentrale PV-Wechselrichter, bidirektionale BESS-Konverterstationen sowie übergeordnete Regelungs- und Kontrollsysteme, die gemeinsam eine vollständige Lösung für Solar- und Speicherparks bilden.
Hohe Effizienz der Energieumwandlung: Proteus-Systeme erreichen je nach Ausführung Wirkungsgrade von bis zu 99,45 Prozent und tragen so unmittelbar dazu bei, den Energieertrag über die gesamte Lebensdauer zu maximieren. Die Gesamtoberschwingungsverzerrung (THDi) liegt deutlich unter einem Prozent, was eine netzverträgliche Einspeisung ermöglicht und die thermische Belastung angeschlossener Komponenten reduziert.

Noch mehr Power-Conversion-Kompetenz durch die Übernahme von Gamesa Electric

Um ihre Stellung im Markt für leistungsstarke Umrichterlösungen weiter auszubauen, hat ABB den Bereich Leistungselektronik von Gamesa Electric übernommen. Mit der Integration kommen ein umfangreiches Portfolio an Umrichtern für Windenergieanlagen mit doppelt gespeistem Asynchrongenerator, Utility-scale-Solarwechselrichtern und -Konvertern für industrielle Batterie-Energiespeichersysteme sowie mehrere hundert Mitarbeitende und zusätzliche Produktions- und Service-Standorte hinzu, unter anderem in Spanien, Indien, China, den USA und Australien.

Für Betreiber hat das sowohl technologische als auch organisatorische Vorteile: Die erweiterte installierte Basis an Umrichtern und das gewachsene Ingenieurs- und Servicenetz unterstützen langfristig Wartung, Modernisierung und Projektabwicklung über alle wichtigen Regionen hinweg.

PV-Zentralwechselrichter: Hoher Wirkungsgrad, saubere Einspeisung

Für große netzgekoppelte PV-Anlagen setzt ABB auf Proteus-Zentralwechselrichter, die speziell für hohe Leistungen und anspruchsvolle Umgebungsbedingungen entwickelt wurden. Die Geräte verbinden hohe Umwandlungswirkungsgrade mit einem optimierten thermischen Design, das die Elektronik vor Überlastung schützt und dennoch kompakte Anlagenlayouts ermöglicht.

Eine besondere Rolle spielt dabei die begrenzte Einspeisung von Oberschwingungen: Tests zeigen, dass die Wechselrichter die Grenzwerte zentraler Normen wie IEEE 519, IEEE 1547 und IEC 61000-3-2 deutlich unterschreiten. In simulierten PV-Großanlagen mit Leistungen im Bereich von 50 bis 220 Megawatt führen die niedrigen Oberschwingungen zu messbaren Mehrerträgen, die sich je nach Szenario in zusätzlichen Erlösen pro Megawatt Leistung und Jahr niederschlagen.

Batteriespeicher mit Proteus BESS: Netzdienliche Flexibilität

Maximale Flexibilität ermöglichen PV-Anlagen erst in der Kombination mit BESS. Mit Proteus BESS adressiert ABB die wachsende Nachfrage nach diesen Speichersystemen, die Stromerzeugung und Verbrauch über intelligente Power-Conversion-Lösungen miteinander verbinden. Die bidirektionalen Konverterstationen erlauben das Laden und Entladen von Speichern und sind so ausgelegt, dass sie auch anspruchsvolle Betriebsfälle wie schnelle Lastwechsel und hohe Zyklenzahlen sicher beherrschen.

Ein wichtiger Unterschied zu klassischen Umrichtern: Der Proteus PCS-E BESS integriert fortschrittliche Funktionen wie Grid-forming und Black-start[MS5.1] (Schwarzstart), sodass Speicherparks nicht nur auf Netzsignale reagieren, sondern in bestimmten Szenarien eigenständig Spannung und Frequenz aufbauen und Inselnetze stabilisieren können. In Verbindung mit geeigneten Regelalgorithmen lassen sich primäre Primary Frequency Response (Frequenzantworten) und Voltage Support (Spannungsunterstützungen[MS6.1]) bereitstellen, was insbesondere in schwachen Netzen oder autonomen Stromsystemen eine hohe betriebliche Resilienz schafft.

Hybridkühlung: Kühlkonzepte als Schlüssel zur Zuverlässigkeit

Neben der reinen Umwandlungseffizienz entscheiden Kühlkonzepte maßgeblich darüber, wie zuverlässig Leistungselektronik in PV- und BESS-Anlagen über Jahrzehnte hinweg arbeitet. ABB hat hierzu für Utility-scale-Wechselrichter und -Konverter ein hybrides Kühlkonzept entwickelt, das Flüssigkeits- und Luftkühlung intelligent kombiniert.

Diese Hybridkühlung erreicht eine deutlich höhere Wärmeabfuhr als rein luftgekühlte Systeme und ermöglicht den Betrieb der Geräte bei Umgebungstemperaturen von bis zu 60 Grad Celsius ohne Leistungsreduzierung. Konventionelle Lösungen müssen dagegen bereits bei niedrigeren Temperaturen abregeln. Typischerweise liegen die Wartungsintervalle für solche hybriden Systeme im Bereich von fünf bis zehn Jahren, verglichen mit ein bis drei Jahren bei vergleichbaren luftgekühlten Anlagen. Betriebs- und Servicekosten werden so über die gesamte Lebensdauer hinweg spürbar reduziert.

Mehr Lebensdauer, weniger Wartung, bessere Erfolgsbilanz

Für Betreiber ist die geplante Lebensdauer eines Systems ein zentraler wirtschaftlicher Faktor. Die Proteus-Plattform ist auf einen Servicelebenszyklus von rund 30 Jahren ausgelegt und wird durch umfassende Lifecycle-Services flankiert, die Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit gegenüber marktüblichen Benchmarks erhöhen. Die Kombination aus robuster Mechanik, optimierter Kühlung und sorgfältig ausgewählten Komponenten trägt dazu bei, ungeplante Stillstände zu minimieren.

Die Erfolgsbilanz der Kühlsysteme von ABB unterstreicht diese Ausrichtung: PV- und BESS-Anwendungen mit über elf Gigawatt Leistung wurden mit den fortschrittlichen Kühlsystemen ausgerüstet, darunter das hybride CoolBrid-System zur gezielten Kühlung von thermisch besonders belasteten Baugruppen. Betreiber großer Solar- und Speicherparks erhalten damit eine Technologie, die in zahlreichen Klimazonen und Anwendungsfällen erprobt wurde – ein wichtiger Aspekt bei der Bewertung von Lebenszyklusrisiken.

Zukunftssichere PV- und Speicherprojekte für Anlagenbetreiber

Die Energiewende stellt Betreiber von PV- und Batteriespeicheranlagen vor die Aufgabe, Projekte nicht nur möglichst effizient, sondern auch netzdienlich und robust aufzusetzen. Mit der Proteus-Plattform bietet ABB ein Portfolio, das hohe Energieerträge, netzverträgliche Einspeisung, systemdienstleistungsfähige Speicherlösungen und langfristige Betriebssicherheit in einem Gesamtkonzept vereint.

Wer die technischen Details von Wirkungsgrad, Oberschwingungen, Kühlung und Servicekonzepten in seine Projektplanung einbezieht, kann die wirtschaftliche Leistungsfähigkeit seiner Anlagen über den gesamten Lebenszyklus hinweg deutlich beeinflussen. Mit ABB verfügen Betreiber über eine Partnerin, die Engineering-Tiefe und globale Erfahrung in Utility-scale-Solar- und Speicheranwendungen zusammenführt