TY - THES

T1 - Analyse der notwendigen Niederspannungsnetzentwicklung bei Ausschöpfung der Photovoltaik-Dachflächenpotenziale

AU - Murbacher, Anna

N1 - nicht gesperrt

PY - 2024

Y1 - 2024

N2 - Der Anstieg an Erzeugern aus Erneuerbaren Energien stellt Netzbetreiber in Österreich vor die Herausforderung, die zusätzlichen Leistungen in die bestehende Infrastruktur zu integrieren. Dabei spielt die Photovoltaik eine wesentliche Rolle, aufgrund der aktuellen Vielzahl an möglichen Förderungen und der damit einhergehenden Option dem Anstieg von Strom- und Gaspreisen entgegenzuwirken. Die Integration von PV-Anlagen in das vorhandene Verteilernetz führt zu einem beträchtlichen Aufwand in der Beurteilung geeigneter Anschlusspunkte. Die vorliegende Masterarbeit untersucht das Potenzial der Photovoltaik auf den Dächern im Land Salzburg, insbesondere im Versorgungsgebiet des Verteilernetzbetreibers Salzburg Netz GmbH. Basierend auf der Globalstrahlung je Dachfläche wird die potenzielle Leistung für die Einspeisung ins Niederspannungsnetz berechnet. Um die Versorgung für die Zukunft sicherzustellen, wird anhand des Potenzials der Handlungsbedarf in der Niederspannungsnetzebene aufgezeigt. Die zentralen Forschungsfragen sind die Auswirkungen des Dachflächenpotenzials auf das Niederspannungsnetz und die notwendigen Veränderungen zur Einbindung der zukünftig anfallenden Einspeiseleistungen. Um diese zu beantworten, wird die derzeitige Auslastung durch die Analyse von Messdaten für das aktuelle Niederspannungsnetz im Programm MATLAB® bestimmt. Dies gibt Einblicke in den Ausgangszustand in der Niederspannung. Durch die Bestimmung des PV-Potenzials für Dachflächen mithilfe von Werten aus dem Solarkataster für Salzburg sowie untersuchten Literatur kann eine Vorhersage für künftige Einspeiselasten abgegeben werden. Die Wiederholung der Kapazitätsberechnung und die Feststellung von Engpässen ermöglicht es, durch die strategische Netzplanung und die Erstellung von beispielhaften Ortsnetzen das Potenzial für den Ausbau des Niederspannungsnetzes im Versorgungsgebiet der Salzburg Netz GmbH zu ermitteln. Die Ortsnetze werden durch Lastflussberechnungen in NEPLAN® modelliert und der wirtschaftliche Aufwand verschiedener Ausbaustrategien bewertet. Die Analyse des PV-Dachflächenpotenzials zeigt eine Verachtfachung der derzeitigen Leistung im Niederspannungsnetz der Salzburg Netz GmbH. Dies führt zu einer erhöhten Auslastung bei den Transformatoren, die den Energietransport zwischen Mittel- und Niederspannungsnetz sicherstellen. Bei knapp einem Fünftel der Transformator-Stationen im Niederspannungsnetz muss mindestens ein zusätzlicher Transformator gebaut werden, um die Leistung übertragen zu können. Die Modellierung von Ortsnetzen, bei denen zumindest ein Tausch des Transformators notwendig ist, um die Leistung zu übertragen, zeigt die verschiedenen Möglichkeiten des Ausbaus und die Schwierigkeit der Standortsuche für zusätzliche Stationen. Bei der wirtschaftlichen Betrachtung dieser Ortsnetze sticht besonders der Einsatz von regelbaren Ortsnetztransformatoren (rONT) positiv heraus. Ähnliches gilt für den kombinierten Einsatz von rONT und Längsregler, der sich ebenfalls in einem Ortsnetz als die wirtschaftlichste Lösung erweist. Währenddessen führt die Verlegung von Parallelkabeln bei einer derart großen Zunahme an Leistung zu einem hohen Kostenaufwand.

AB - Der Anstieg an Erzeugern aus Erneuerbaren Energien stellt Netzbetreiber in Österreich vor die Herausforderung, die zusätzlichen Leistungen in die bestehende Infrastruktur zu integrieren. Dabei spielt die Photovoltaik eine wesentliche Rolle, aufgrund der aktuellen Vielzahl an möglichen Förderungen und der damit einhergehenden Option dem Anstieg von Strom- und Gaspreisen entgegenzuwirken. Die Integration von PV-Anlagen in das vorhandene Verteilernetz führt zu einem beträchtlichen Aufwand in der Beurteilung geeigneter Anschlusspunkte. Die vorliegende Masterarbeit untersucht das Potenzial der Photovoltaik auf den Dächern im Land Salzburg, insbesondere im Versorgungsgebiet des Verteilernetzbetreibers Salzburg Netz GmbH. Basierend auf der Globalstrahlung je Dachfläche wird die potenzielle Leistung für die Einspeisung ins Niederspannungsnetz berechnet. Um die Versorgung für die Zukunft sicherzustellen, wird anhand des Potenzials der Handlungsbedarf in der Niederspannungsnetzebene aufgezeigt. Die zentralen Forschungsfragen sind die Auswirkungen des Dachflächenpotenzials auf das Niederspannungsnetz und die notwendigen Veränderungen zur Einbindung der zukünftig anfallenden Einspeiseleistungen. Um diese zu beantworten, wird die derzeitige Auslastung durch die Analyse von Messdaten für das aktuelle Niederspannungsnetz im Programm MATLAB® bestimmt. Dies gibt Einblicke in den Ausgangszustand in der Niederspannung. Durch die Bestimmung des PV-Potenzials für Dachflächen mithilfe von Werten aus dem Solarkataster für Salzburg sowie untersuchten Literatur kann eine Vorhersage für künftige Einspeiselasten abgegeben werden. Die Wiederholung der Kapazitätsberechnung und die Feststellung von Engpässen ermöglicht es, durch die strategische Netzplanung und die Erstellung von beispielhaften Ortsnetzen das Potenzial für den Ausbau des Niederspannungsnetzes im Versorgungsgebiet der Salzburg Netz GmbH zu ermitteln. Die Ortsnetze werden durch Lastflussberechnungen in NEPLAN® modelliert und der wirtschaftliche Aufwand verschiedener Ausbaustrategien bewertet. Die Analyse des PV-Dachflächenpotenzials zeigt eine Verachtfachung der derzeitigen Leistung im Niederspannungsnetz der Salzburg Netz GmbH. Dies führt zu einer erhöhten Auslastung bei den Transformatoren, die den Energietransport zwischen Mittel- und Niederspannungsnetz sicherstellen. Bei knapp einem Fünftel der Transformator-Stationen im Niederspannungsnetz muss mindestens ein zusätzlicher Transformator gebaut werden, um die Leistung übertragen zu können. Die Modellierung von Ortsnetzen, bei denen zumindest ein Tausch des Transformators notwendig ist, um die Leistung zu übertragen, zeigt die verschiedenen Möglichkeiten des Ausbaus und die Schwierigkeit der Standortsuche für zusätzliche Stationen. Bei der wirtschaftlichen Betrachtung dieser Ortsnetze sticht besonders der Einsatz von regelbaren Ortsnetztransformatoren (rONT) positiv heraus. Ähnliches gilt für den kombinierten Einsatz von rONT und Längsregler, der sich ebenfalls in einem Ortsnetz als die wirtschaftlichste Lösung erweist. Währenddessen führt die Verlegung von Parallelkabeln bei einer derart großen Zunahme an Leistung zu einem hohen Kostenaufwand.

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