Die betroffenen Module wurden im Jahr 2011 ausgeliefert und in verschiedenen Projekten verbaut. Ende des Jahres 2014 bemerkten dann Mitarbeiter des verantwortlichen Betriebsführers in der Leitwarte einen „uncharakteristischen Leistungsabfall“ in einigen Wechselrichterstationen. „Das wirkt wie PID“, so die erste Vermutung der Mitarbeiter. Nach stichprobenartigen Messungen und einigen Elektrolumineszensaufnahmen bestätigte sich der Verdacht dann auch.
Es zeigte sich, dass der PID-Effekt nur bei bestimmten Modulchargen eines bestimmten Herstellers auftrat. Der Betriebsführer, der sich bei uns gemeldet hat, kontrolliert Module dieses Herstellers mit einer Gesamtleistung von rund 200 Megawatt. Nachdem der Hersteller über die Leistungsminderung informiert wurde, nahm er zeitnah eigene Messungen vor. Die Messergebnisse wurden dann auch offen und transparent kommuniziert, erklärt der Betriebsführer. Ein entsprechender PID-Effekt konnte demnach bei etwas mehr als 20 Prozent der überwachten Wechselrichterstationen festgestellt werden. Davon waren insgesamt drei Solarparkbetreiber betroffen.
Wechselrichterhersteller stellt sich quer
In diesem Fall hatten die Betreiber Glück und einen Hersteller, der ihr Anliegen ernst nahm. Nach Angaben des Betriebsführers hat sich der Hersteller umgehend dazu bereiterklärt, gemeinsam mit Betreiber und Betriebsführer Gegenmaßnahmen einzuleiten. Doch wie konnten diese aussehen?
Die Komplikationen machte in diesem Fall nicht der Modulhersteller, sondern der Wechselrichterhersteller. Zunächst haben die Beteiligten nämlich darüber nachgedacht, sogenannte Anti-PID-Boxen in die DC-Stromkreise der betroffenen Stränge zu integrieren. Solche Geräte legen während der Nacht eine umgekehrte Spannung an die Photovoltaikmodule eines Strangs. Dadurch kann eine fortschreitende Leistungsminderung verhindert werden. Es ist damit theoretisch auch möglich, dass der PID-Effekt teilweise oder vollständig rückgängig gemacht wird, die Module also praktisch wieder heilen. Das Problem mit dieser Lösung bestand allerdings darin, dass der Wechselrichterhersteller nicht einverstanden war. Er hatte keine entsprechende Lösung aus eigener Herstellung im Angebot. Für Fehler, die durch Anti-PID-Boxen eines anderen Herstellers entstehen, wollte er keine Garantie übernehmen.
Die Vertragspartner einigten sich daher auf eine andere Lösung: Modulstränge, die an den betroffenen Wechselrichterstationen angeschlossen waren, wurden geerdet. Auch durch eine Erdung kann eine Verschlimmerung des PID-Effekts verhindert werden. Der Betriebsführer berichtet zudem, dass nach drei Monaten bereits Heilungsprozesse messbar seien, die die bisherige PID-bedingte Degradation teilweise rückgängig machen.
Erdung und Arbeitssicherheit
Die Erdung der Stränge war aufgrund der galvanischen Trennung von DC- und AC-Stromkreis im Wechselrichter zwar technisch möglich, brachte aber eine andere Herausforderung mit sich. Durch die Erdung können Isolationsfehler wie beispielsweise ein ungewünschter Erd-Kurzschluss nicht ohne Weiteres identifiziert und repariert werden. Bei sehr hohen Strömen schaltet sich der Wechselrichter zwar ab, der Kurzschluss wird aber nicht geschlossen, weil der DC-Generator weiterhin in den Kurzschluss einspeisen kann. Ohne Erdung handelt es sich um ein isoliertes und überwachtes DC-Netz mit Zwei-Fehler-Sicherheit, erklärt der Betriebsführer. Mit der Erdung bestehe nur noch eine Ein-Fehler-Sicherheit.
Um dieser potenziellen Gefahr zu begegnen, entschieden sich Betreiber und Betriebsführer für die Installation einer Sicherheitsschaltung. Diese sorgt dafür, dass der Park automatisch in den nicht geerdeten und überwachten Zustand übergeht, sobald jemand die Einbruchmeldeanlage des Parks unscharf schaltet und die Anlage betritt. Die Sicherheitsschaltung ist zudem in das Monitoringsystem der Anlage eingebunden.
Im Gegensatz zur Erdung selbst wurden die Kosten für die Sicherheitsschaltung nicht vom Modulhersteller übernommen. Diese Kosten mussten dann die Eigner der Parks tragen. „Das war im Prinzip der einzig unschöne Punkt in der Diskussion mit dem Hersteller“, sagt ein Sprecher des Betriebsführers. Ansonsten waren sowohl der Eigner des Parks als auch der Betriebsführer mit der Abwicklung des Problems vonseiten des Herstellers sehr zufrieden. (Mirco Sieg)
Kasten: Beteiligen Sie sich an unserer neuen PID-Umfrage
Mindestens 160 Megawatt sind nach den Angaben von Betriebsführern in Deutschland von potenzialinduzierter Degradation betroffen. Das war das Ergebnis der pv magazine Umfrage vom Januar 2015, bei der wir uns an Unternehmen wandten, die zusammen 2,6 Gigawatt Leistung in der Betreuung haben (ausführliche Ergebnisse und Diskussion siehe pv magazine März 2015). Diese Umfrage wiederholen wir im Dezember. Wir möchten so objektiv wie möglich erfahren, wie relevant PID ist. Bitte beteiligen Sie sich, wenn Sie ein Betriebsführer, Investor oder TDD-Anbieter (TDD: Technical Due Diligence) sind. Das ist wichtig, auch, wenn Ihnen PID bisher nicht begegnet ist. Wir können nur dann eine Aussage treffen, wenn die Datenbasis groß genug ist. Schicken Sie eine kurze E-Mail an:michael.fuhs@pv-magazine.com
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