Was ist der Unterschied zwischen zentralen Photovoltaikanlagen und verteilten Photovoltaikanlagen?

Mit der weltweiten Verbreitung sauberer Energie gewinnt die Photovoltaik (PV) als Stromerzeugungstechnologie zunehmend an Bedeutung. Derzeit gibt es zwei Hauptnutzungsmodelle: zentralisierte Photovoltaikanlagen und dezentrale Photovoltaikanlagen (PV). Dieser Artikel vergleicht und analysiert die Unterschiede und Vorteile dieser beiden Systeme anhand aktueller Daten und globaler Trends.

1. Definition und Maßstab

Zentralisierte PV-Systeme sind Großanlagen in abgelegenen Gebieten wie Wüsten oder Ödland, wo es reichlich Solarenergie gibt und die Grundstückskosten niedrig sind. Die installierte Leistung liegt zwischen einigen zehn und mehreren hundert Megawatt.

Bei verteilten PV-Systemen handelt es sich um mittelgroße bis kleine Anlagen, die sich typischerweise in der Nähe von Lastzentren wie Dächern, Fabriken oder Lagerhallen befinden und deren installierte Kapazitäten typischerweise zwischen Kilowatt und Megawatt liegen.

2. Netzanschluss und Übertragungsdistanz  

Dezentrale PV-Systeme sind über Niederspannungs- oder Mittelspannungsverteilungsnetze miteinander verbunden und ermöglichen so einen lokalen Stromverbrauch mit geringen Übertragungsverlusten.

Zentralisierte PV-Systeme sind an Hochspannungsübertragungsnetze angeschlossen und übertragen Strom über große Entfernungen mit höheren Übertragungsverlusten.

3. Investition, Bau und Instandhaltung  

Dezentrale PV-Systeme bieten Vorteile wie geringe Anfangsinvestitionen, kurze Amortisationszeiten, flexible Bereitstellung und einfache Wartung und können von Endbenutzern oder Dienstanbietern verwaltet werden.

Zentralisierte PV-Systeme erfordern erhebliche Investitionen und eine komplexe Infrastruktur (Umspannwerke, Wechselrichterräume, Schaltanlagen usw.) mit höheren Anforderungen an die technische Verwaltung.

4. Energieeffizienz und Netzstützung

Dezentrale Photovoltaik unterstützt den unmittelbaren lokalen Verbrauch, reduziert Übertragungsverluste und verbessert die Energieeffizienz.

Zentralisierte PV nutzt Skaleneffekte und überlegene Steuerungsmöglichkeiten, um die Blindleistungsregelung und die Netzfrequenzregelung effektiver zu unterstützen.

5. Technische Herausforderungen und Auswirkungen auf das Stromnetz

Die dezentrale Photovoltaik steht vor Herausforderungen wie Rückstromfluss, schnellen Leistungsschwankungen und Stabilitätsproblemen, die verbesserte Netzsteuerungssysteme erfordern.

Zentralisierte PV-Anlagen sind mit hohen Übertragungskosten, Übertragungsverlusten über große Entfernungen und strengen Netzanschlussanforderungen, einschließlich der Fähigkeit zur Durchschaltung von Niederspannungen (LVRT), konfrontiert.

6. Globale Bereitstellungstrends  

Ab 2023 übersteigt die installierte Leistung der dezentralen Photovoltaik in Australien (ca. 23,169 Megawatt) die der zentralisierten Photovoltaik (ca. 11,016 Megawatt) bei weitem, was die wachsende Dominanz der dezentralen Stromerzeugung unterstreicht.

In Brasilien betrug die installierte Gesamtkapazität an Photovoltaikanlagen Ende 2022 etwa 27 Gigawatt, wobei auf verteilte Photovoltaikanlagen etwa 18.8 Gigawatt und auf zentralisierte Photovoltaikanlagen etwa 8.2 Gigawatt entfielen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sowohl zentralisierte als auch dezentrale PV-Systeme jeweils ihre individuellen Vorteile und Nachteile haben. Das zentralisierte Modell zeichnet sich durch eine großflächige zentrale Steuerung und Netzunterstützung aus, während dezentrale Systeme Flexibilität, hohe lokale Effizienz und schnelle Renditen bieten. Die sich ergänzenden Rollen beider Systeme werden gemeinsam den globalen Übergang zu einer widerstandsfähigen, sauberen Energiezukunft vorantreiben.