In Netzen, die zunehmend von erneuerbaren Energien dominiert werden, erweist sich die netzbildende Technologie als entscheidendes Instrument zur Aufrechterhaltung der Stabilität und Sicherstellung eines zuverlässigen Betriebs des Stromsystems. In diesem Interview mit ESS News erklärt Rui Sun, stellvertretender Geschäftsführer von Sungrow für das Grid Technology Center, wie netzbildende Technologie funktioniert, warum sie wichtig ist und wo die Technologie bereits ihren Wert beweist. Er erläutert technische Herausforderungen, regulatorische Lücken und warum netzbildende Technologie bald zum neuen Industriestandard werden könnte.

Einer der Gründe, warum wir dieses Gespräch begonnen haben, war das Papier, das Sungrow zur netzbildenden Technologie veröffentlicht hat. Könnten Sie uns erklären, warum Sie es veröffentlicht haben und was es abdeckt?

Natürlich. Wir haben das Papier veröffentlicht, um die Einblicke und technischen Fortschritte zu teilen, die wir in netzbildender Technologie gemacht haben. Da mehr wechselrichterbasierte Ressourcen weltweit an Stromsysteme angeschlossen werden, erkannten wir die Notwendigkeit, einen klaren Überblick darüber zu geben, was netzbildend tatsächlich beinhaltet – nicht nur als Kontrollkonzept, sondern als mehrschichtige Integration von Hardware, Software und Systemtechnik. Das Papier hebt hervor, wie wir die grundlegenden Verhaltensweisen von Synchrongeneratoren, wie Trägheit und Dämpfung, replizieren, während wir die Flexibilität der Leistungselektronik beibehalten. Es ist auch ein Beitrag zum branchenweiten Verständnis und zur Zusammenarbeit.

Wie lange wird die Netzbildung bereits entwickelt, und wie sah der Weg für Sungrow aus?

Das Konzept reicht ein oder zwei Jahrzehnte zurück. Die Industrie arbeitet an seiner Umsetzung, und verschiedene Hersteller können leicht unterschiedliche Ansätze verfolgen. Bei Sungrow hat sich unsere Reise darauf konzentriert, eine solide technologische Grundlage zu schaffen, die die Physik der traditionellen Stromerzeugung mit den Vorteilen moderner Wechselrichtersysteme vereint. Das umfasst alles von Frequenzregelung und Kurzschlussschutz bis hin zu thermischem Management und mehrschichtigen Kontrollarchitekturen. Unser Ziel war immer, Stabilität, Skalierbarkeit und Interoperabilität für komplexe Stromsysteme zu bringen – netzgekoppelt und autark.

Wenn wir von netzunabhängig sprechen, würden Sie sagen, dass dort diese Technologie erstmals Fuß gefasst hat?

Ja, das ist korrekt. Viele frühe Implementierungen waren in netzunabhängigen oder inselbetriebenen Systemen – Umgebungen, in denen die Aufrechterhaltung von Spannungs- und Frequenzstabilität ohne ein zentrales Netz besonders herausfordernd ist. Aber jetzt sehen wir die gleichen Bedürfnisse in netzgekoppelten Umgebungen wachsen, insbesondere da der Anteil erneuerbarer Energien zunimmt und konventionelle Synchrongeneratoren ausgemustert werden.

Wie vergleichen sich netzbildende Wechselrichter mit synchronen Generatoren in Bezug auf die Störungsreaktion in der Praxis?

Funktional zielen netzbildende Wechselrichter darauf ab, das Spannungsquellenverhalten von Synchronmaschinen nachzubilden. Sie bieten trägheitsähnliche Reaktionen, Frequenzregelung, Spannungsregelung und sogar Fehlerdurchfahrt. Der Unterschied liegt in der Hardware: Synchrongeneratoren sind elektromechanisch, während Wechselrichter softwarebasierte Geräte sind. Das bedeutet, dass wir Steuerungsstrategien sorgfältig entwerfen – und manchmal die Hardware verbessern – müssen, um ähnliche Reaktionen zu erreichen. Beispielsweise haben wir effizientere Kühlsysteme und Zellausgleichsschemata entwickelt, um das häufige Zyklieren zu bewältigen, das netzbildende Betrieb mit sich bringt.

Wie verhalten sich die Kosten im Vergleich zu Synchrongeneratoren, insbesondere unter Berücksichtigung von Betrieb und Wartung?

Synchrone Maschinen erfordern aufgrund beweglicher Teile und Antriebssysteme eine hohe Wartung. Unsere Wechselrichtersysteme – sowohl für PV- als auch für Energiespeicheranwendungen – sind modular, haben keine beweglichen Teile und sind einfacher zu überwachen und aufzurüsten. Die Möglichkeit, Funktionalitäten über Firmware-Updates neu zu programmieren, ist ein wesentlicher Vorteil. Langfristig bieten netzbildende Wechselrichter eine kosteneffektivere und flexiblere Lösung, insbesondere wenn sich Anforderungen ändern.

Was sind die aktuellen Hindernisse für eine breitere Einführung – technische, regulatorische oder wirtschaftliche?

Alle drei in gewissem Maße. Technisch gesehen ist es komplexer, netzbildende Systeme zu implementieren und zu skalieren. Die regulatorischen Umgebungen sind fragmentiert, obwohl sich das verbessert. Wirtschaftlich ist es weniger ein Problem. Netzbildende Wechselrichter bieten langfristigen Wert durch geringeren Wartungsaufwand, höhere Flexibilität und Firmware-Upgrades. Inzwischen arbeiten die Hersteller daran, die Kosten der Technologie durch zunehmende Reife zu senken. Eine der größten Herausforderungen ist die Betriebserfahrung – dies ist noch eine relativ neue Technologie, und wir benötigen mehr Zeit und Daten, um Vertrauen in der gesamten Branche aufzubauen.

Wie unterschiedlich sind die regulatorischen Anforderungen in verschiedenen Märkten für netzbildende Technologie?

Sie unterscheiden sich deutlich. China hat beispielsweise Vorschriften zur Frequenzreaktion und zum Kurzschlussverhalten erlassen. Deutschland wird ab 2026 Trägheitsdienste fordern. Das britische Netzcode enthält spezifische Bestimmungen zur netzbildenden Leistung. Australien ist in vielen Aspekten führend, mit detaillierten Leistungsrichtlinien und einem Testrahmen. Nordamerika holt auf, insbesondere in Bundesstaaten wie Texas. Obwohl die Anforderungen variieren, gibt es gemeinsame Themen – Frequenz- und Spannungsstabilität, Oberschwingungskontrolle und die Fähigkeit, Fehler unter schwachen Netzverhältnissen zu überstehen. Deshalb entwickeln wir unsere Systeme mit einer flexiblen, aber robusten Kontrollschicht, die für verschiedene Märkte angepasst werden kann.

Gibt es Herausforderungen bei der großflächigen Bereitstellung von netzbildender Technologie?

Ja, insbesondere im Parallelbetrieb. Jeder Wechselrichter arbeitet als unabhängige Spannungsquelle, daher ist die Koordination ohne Instabilität komplex. Wir lösen dies durch fortschrittliche virtuelle Impedanz- und Synchronisationstechniken, um elektrische Distanz und Lastverteilung zu steuern. Außerdem müssen wechselrichterbasierte Systeme Kurzschluss- und Überlastanforderungen erfüllen – Bereiche, in denen traditionelle Generatoren aufgrund ihrer mechanischen Masse als vorteilhaft galten. Wir haben robuste Hardware entwickelt, um diese Herausforderungen zu meistern, und dies in großen Installationen bewiesen. Letztendlich ist es ein faires Spiel für verschiedene Erzeugungsformate.

Erwarten Sie, dass netzbildende Technologien netzfolgende vollständig ersetzen, oder gibt es eine optimale Mischung?

Das ist eine großartige Frage. Derzeit gewinnt die netzbildende Technologie rasch an Bedeutung, da wir mehr Netzstabilität benötigen. Wie wir bei Vorfällen wie dem Stromausfall in Spanien gesehen haben, hätten mehr netzbildende Ressourcen online sein können, um die Auswirkungen zu mildern. Obwohl einige für einen hybriden Ansatz plädieren, glauben wir, dass netzbildende Technologie zum Standard für neue Projekte werden wird – insbesondere da Systembetreiber zu strengeren Anforderungen übergehen. Wirtschaftlich gesehen ist sie noch mit einem Aufschlag verbunden, aber die Funktionalität und Zukunftssicherheit rechtfertigen die Investition. Mit der Zeit könnte sich die Mischung in Richtung Dominanz der netzbildenden Technologie verschieben.

Könnten Sie eines Ihrer großen Projekte mit netzbildender Technologie hervorheben?

Absolut. Ein gutes Beispiel ist das Mikronetz des Amaala-Resorts in Saudi-Arabien. Es handelt sich um ein komplexes Inselnetz, das PV, Batteriespeicher und sogar Notstromgeneratoren kombiniert. Wir haben 125 MW PV-Wechselrichter und 160 MW/760 MWh Energiespeicher für dieses Projekt geliefert. Es arbeitet vollständig netzunabhängig, was bedeutet, dass die Anforderungen an die Systemstabilität sehr hoch sind. Grid-Forming-Technologie verwaltet Frequenz, Spannung und Stromteilung über mehrere Quellen hinweg. Es ist ein Beispiel dafür, wie intelligente Steuerung zuverlässige, nachhaltige Energie in abgelegenen Umgebungen ermöglichen kann.

Gibt es sonst noch etwas, das Sie als Mitnahme mitteilen möchten?

Netzbildung ist nicht mehr experimentell – sie ist da und funktioniert. Wir haben sie auf mehreren Kontinenten eingesetzt, einschließlich anspruchsvoller Umgebungen. Die Branche bewegt sich zu intelligenteren, stabileren Systemen, und netzbildende Technologien sind ein kritischer Teil dieses Übergangs. Wir begrüßen die Zusammenarbeit mit Regulierungsbehörden, Entwicklern, Betreibern und der Wissenschaft, um diese Technologie weiter voranzutreiben.

Quelle: pv magazine ESS News