PV-basierte Elektrifizierung der Wirtschaft: Entwurf und Optimierung von PV-Systemen zur Unterstützung der industriellen Elektrifizierung und zur Förderung der Teilnahme an Strommärkten (EUPI-PV Partnerschaft)

Erwartetes Ergebnis:

Große PV-Anlagen wie PV-Anlagen im Versorgungsmaßstab entwickeln sich hin zu Hochspannungsarchitekturen (>=3kV) mit dem Ziel, Verluste zu minimieren und die Systemeffizienz bei geringeren Kosten zu verbessern. Die Absicht ist, auch Speicher in solche (hybriden) PV-Systeme zu integrieren, die Flexibilität bieten. Es ist daher unerlässlich, einen Entwurf für die Implementierung von Hochspannungs-Groß-PV-Anlagen und die Entwicklung von Gleichstrom (DC)-Netzen um strategische Endverbraucher mit hohem Spannungsbedarf (Industriestandorte, Server, Ladestationen für Elektrofahrzeuge…) zu erstellen. Das Verständnis der Faktoren, die die Leistung und Wirtschaftlichkeit dieser Systemarchitekturen beeinflussen, wird Systemplanern helfen, die potenziellen Vorteile solcher hybriden Ressourcen zu bewerten, die eine zunehmende zukünftige industrielle Elektrifizierung unterstützen könnten. Eine weitere entscheidende Herausforderung, die angegangen werden muss, um das kontinuierliche Wachstum neuer Investitionen in Solar-PV zu gewährleisten, ist das zunehmende Auftreten von Null- oder Negativpreisen auf dem Strommarkt, die die Rentabilität des Betriebs von Solar-PV-Anlagen dramatisch beeinträchtigen. Um dieser Herausforderung zu begegnen, ist die PV-Beteiligung an Zusatzleistungen ein Weg nach vorn, der die Systembetriebskosten und die PV-Abregelung erheblich reduzieren und die Systemzuverlässigkeit und PV-Rentabilität verbessern würde. Die Kopplung/Bündelung mit anderen Erzeugungsanlagen oder Speicher-/Verbrauchsanlagen ist ebenfalls zu berücksichtigen.

Es wird erwartet, dass die Projektergebnisse zu allen folgenden erwarteten Ergebnissen beitragen, wie für den vorgeschlagenen Umfang (Hochspannungs-DC-PV-Systeme oder PV-Beteiligung an Strommärkten) angegeben:

Umfang 1: Hochspannungs-DC-PV-Systeme:

• Hocheffiziente PV-Systeme, optimale Nutzung des erzeugten PV-Stroms, Energieeinsparungen;
• Gesunkene Stromgestehungskosten (LCOE) und erschwinglicher Strom für industrielle Nutzer.

Umfang 2: PV-Beteiligung an Strommärkten:

• Erhöhte soziale Rentabilität von PV durch Beteiligung an Zusatzleistungen;
• Energieeffizienter, kostengünstiger und flexibler Beitrag von PV-Systemen zu den Energiemärkten.

Alle Vorschläge sollen die Umsetzung der gemeinsamen Forschungs- und Innovationsagenda für Solarenergie unterstützen.

Umfang:

Es wird erwartet, dass die Vorschläge mindestens einen der folgenden Bereiche abdecken:

Umfang 1: Hochspannungs-DC-PV-Systeme:

• Entwicklung höherer Spannungssystemarchitekturen und Bewertung des Effizienzvorteils;
• Entwicklung des Entwurfs für eine AC (Wechselstrom)/DC-Hybridlösung zur Verwaltung von Endverbraucherlasten, die hohe Effizienzgrade erreicht;
• Demonstration eines Hochspannungs-Hybrid-Systems >3kV, das in DC-Netzen für Industrieanlagen betrieben wird;
• Untersuchung der Auswirkungen höherer Spannung auf PV-Module.

Umfang 2: PV-Beteiligung an Strommärkten:

• Demonstration des integrierten Managements von PV-Generatoren für dynamische und/oder knotenbasierte Preisgestaltung;
• Bündelung von PV mit anderen Verbrauchs-/Produktionsanlagen zur Teilnahme an Ausgleichsmechanismen; Bewertung der Machbarkeit dieser Systeme und Demonstration von Geschäftsmodellen und Finanzierungsschemata;
• Demonstration von Zuverlässigkeit, beschaffungsgesteuerter Risikominderung und besserer Systemverfügbarkeit durch Digitalisierung.

Wann immer die erwartete Verwertung von Projektergebnissen die Entwicklung, Schaffung, Herstellung und Vermarktung eines Produkts oder Prozesses oder die Schaffung und Bereitstellung einer Dienstleistung beinhaltet, muss der Plan zur Verwertung und Verbreitung der Ergebnisse eine Strategie für diese Verwertung sowie einen soliden Business Case und eine fundierte Verwertungsstrategie enthalten. Der Verwertungsplan sollte vorläufige Pläne für Skalierbarkeit, Kommerzialisierung und Bereitstellung (Machbarkeitsstudie, Businessplan) enthalten, die die möglicherweise zu nutzenden Finanzierungsquellen (insbesondere den Innovationsfonds) angeben.

Dieses Thema implementiert die Co-Programmierung…