DE102014101406A1

DE102014101406A1 - Steuereinrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Photovoltaikanlage

Info

Publication number: DE102014101406A1
Application number: DE102014101406.5A
Authority: DE
Inventors: Thomas Hattert; Jan Bader
Original assignee: SMA Solar Technology AG
Current assignee: SMA Solar Technology AG
Priority date: 2014-02-05
Filing date: 2014-02-05
Publication date: 2015-08-06

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Photovoltaikanlage, aufweisend mindestens einen Photovoltaikgenerator (10), der mit einer Verstelleinrichtung (14) zur Einstellung einer geographischen Ausrichtung (φ) des Photovoltaikgenerators (10) gekoppelt ist, und der mit mindestens einem elektrischen Energiewandler verbunden ist, über den ein elektrischer Arbeitspunkt des Photovoltaikgenerators (10) einstellbar ist, wobei – in einem ersten Betriebszustand bei einer ersten geographischen Ausrichtung (φ1) und bei einem ersten elektrischen Arbeitspunkt eine erste Leistung (P1) in ein Energieversorgungsnetz (40) eingespeist wird und – in einem zweiten Betriebszustand eine von der ersten Leistung (P1) abweichende zweite Leistung (P2) bei einer zweiten geographischen Ausrichtung (φ2) in das Energieversorgungsnetz (40) eingespeist wird. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass bei einem Wechsel von dem ersten in den zweiten Betriebszustand eine Änderung der von der Photovoltaikanlage eingespeisten Leistung (P) von der ersten Leistung (P1) zu der zweiten Leistung (P2) in einem ersten Teilschritt dadurch erfolgt, dass der elektrische Arbeitspunkt des Photovoltaikgenerators (10) durch den elektrischen Energiewandler verändert wird, und dass in einem zweiten Teilschritt der Photovoltaikgenerator (10) durch die Verstelleinrichtung (14) in seiner geographische Ausrichtung (φ) zur Sonne verändert wird, bis der Photovoltaikgenerator (10) in dem zweiten Betriebszustand bei der zweiten geographischen Ausrichtung (φ2) und bei einem zweiten elektrischen Arbeitspunkt arbeitet, wobei eine sich durch die Veränderung der geographische Ausrichtung (φ) ändernde Leistungscharakteristik des Photovoltaikgenerators (10) durch ein Nachführen des elektrischen Arbeitspunkts des Photovoltaikgenerators (10) bis in den zweiten elektrischen Arbeitspunkt zumindest teilweise kompensiert wird. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Steuervorrichtung für eine Photovoltaikanlage zur Durchführung des Verfahrens.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Photovoltaikanlage, die mindestens einen Photovoltaikgenerator aufweist, der mit einer Verstelleinrichtung zur Einstellung seiner geografischen Ausrichtung gekoppelt ist. Die Photovoltaikanlage weist weiterhin mindestens einen elektrischen Energiewandler auf, mit dem der Photovoltaikgenerator verbunden ist und über den ein elektrischer Arbeitspunkt des Photovoltaikgenerators einstellbar ist. In einem ersten Betriebszustand des Photovoltaikgenerators wird bei einer ersten geografischen Ausrichtung und bei einem ersten elektrischen Arbeitspunkt eine erste Leistung in ein Energieversorgungsnetz eingespeist. In einem zweiten Betriebszustand wird eine von der ersten Leistung abweichende zweite Leistung bei einer zweiten geografischen Ausrichtung in das Energieversorgungsnetz eingespeist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Steuervorrichtung für eine Photovoltaikanlage, die zur Durchführung des genannten Verfahrens geeignet ist.
Die zunehmende Verbreitung von Photovoltaikanlagen, nachfolgend abkürzend PV-Anlagen genannt, beispielsweise in Form von Dachanlagen oder auch als Freifeldanlagen, sowie von Windenergiegeneratoren führt zu einem unsteten und im voraus nur bedingt kalkulierbaren Angebot an Energie in öffentlichen Energieversorgungsnetzen. Es können dabei Situationen auftreten, in denen kurzfristig mehr Energie zur Verfügung steht, als benötigt wird und als das Energieversorgungsnetz aufnehmen kann. Umgekehrt kann zumindest lokal oder regional kurzfristig weniger Energie bereitstehen, als benötigt wird.
Da in das Energieversorgungsnetz einspeisende große konventionelle Kraftwerke nicht oder nur sehr eingeschränkt und mit langen Vorlaufzeiten regelbar sind, besteht vielerorts die Anforderung an PV-Anlagen, ihre eingespeiste Leistung auf Aufforderung kurzfristig ändern zu können.
In Deutschland zum Beispiel schreiben die gültigen Mittel- und Niederspannungsrichtlinien vor, dass eine Abregelung von PV-Generatoren bestimmter Leistungsklassen möglich sein muss. Abregelung bedeutet in diesem Fall, dass eine kleinere Leistung eingespeist wird als aufgrund der Sonneneinstrahlung und der Auslegung des PV-Generators aktuell möglich wäre. Dazu kann beispielsweise vorgesehen sein, dass von einem Energieversorgungsunternehmen (EVU), das das Energieversorgungsnetz bereitstellt und/oder betreut, eine Aufforderung zur Abregelung der PV-Anlage übermittelt wird. In Reaktion auf eine solche Abregelungsaufforderung wird die eingespeiste Leistung der PV-Anlage reduziert. Zur Übermittlung einer expliziten Abregelungsaufforderung sind beispielsweise elektronische Kommunikationssysteme, mit denen die PV-Anlage in Verbindung steht, bekannt. Auch ist die Übermittlung eines Regelsignals über das Energieversorgungsnetz selbst als sogenanntes Rundsteuersignal bekannt. Neben der geschriebenen explizit übermittelten Abregelungsaufforderung kann eine Abregelung auch auf Basis einer gesondert getroffen Vereinbarung und/oder Regel erfolgen, beispielsweise das regelmäßig Leistungsspitzen um die Mittagszeit für eine bestimmte Zeitdauer um einen bestimmten Prozentsatz gekappt werden. Des Weiteren ist es möglich, eine PV-Anlage in Abhängigkeit der Frequenz der Wechselspannung des Energieversorgungsnetzes abzuregeln. In diesem Fall ist eine sogenannte Frequenzstatik innerhalb einer Steuerung der PV-Anlage hinterlegt, die einen Prozentsatz der maximal verfügbaren Leistung definiert, der bei der jeweiligen Frequenz der Wechselspannung in das Energieversorgungsnetz eingespeist werden darf.
Die Fähigkeit einer PV-Anlage, auf Anfrage hin ihre Leistung reduzieren zu können, wird auch als Bereitstellung negativer Regelleistung bezeichnet. Neben der negativen Regelleistung, die eine Verringerung der eingespeisten Leistung von einer Grundleistung darstellt, ist auch eine positive Regelleistung definiert, die die Fähigkeit bezeichnet, auf Aufforderung eine gegenüber der Grundleistung zumindest zeitweise erhöhte Leistung in das Energieversorgungsnetz einzuspeisen. Als Grundleistung ist dabei diejenige Leistung anzusehen, die die PV-Anlage aktuell und ohne Ab- oder Aufregelaufforderung einspeist. Bei einer Bereitstellung von negativer Regelleistung kann die Grundleistung der PV-Anlage auch ihre maximal mögliche Einspeiseleistung sein. Hingegen bedingt eine Bereitstellung positiver Regelleistung automatisch, dass die PV-Anlage bei Einspeisung der Grundleistung in einem Zustand unterhalb ihrer aktuell maximal möglichen Einspeiseleistung betrieben wird. Dies gilt insbesondere für eine PV-Anlage, die ohne Energiezwischenspeicher ausgerüstet ist. Da die Energieversorgungsunternehmen positive ebenso wie negative Regelleistung in ihren Systemen benötigen, um das Energieversorgungsnetz zu stabilisieren, honorieren sie die Bereitstellung von positiver ebenso wie negativer Regelleistung durch die Betreiber von PV-Anlagen, um die Betreiber für den Ausfall von ansonsten vergüteter eingespeister Leistung zu kompensieren.
Aus der Druckschrift DE 10 2011 054 971 A1 ist ein Verfahren zum Steuern einer PV-Anlage bekannt, durch das über die PV-Anlage sowohl positive als auch negative dynamische Regelleistung bereitgestellt werden kann. Bei diesem Verfahren wird der PV-Generator im Grundzustand in einem Arbeitspunkt betrieben, in dem er eine gegenüber seinem Arbeitspunkt maximaler Leistung (MPP – maximum power point) reduzierte elektrische Leistung abgibt. Durch Verschiebung des Arbeitspunktes in Richtung des MPP kann die abgegebene Leistung auf Anforderung kurzfristig dynamisch erhöht werden (positive Regelleistung), durch Verschieben vom MPP weg kann die eingespeiste Leistung verringert werden (negative Regelleistung).
Auch die Druckschrift US 8,346,400 B2 beschreibt ein Verfahren und ein System zur Leistungsregelung einer PV-Anlage. Gemäß dieser Druckschrift ist eine Änderung der von dem PV-Generator abgegebenen und in das Energieversorgungsnetz eingespeisten Leistung entweder durch eine Veränderung des elektrischen Arbeitspunktes des PV-Generators möglich, oder dadurch, dass die Ausrichtung von zumindest einem Teil des Photovoltaikgenerators gegenüber der Sonne geändert wird. Zur aktiven Änderung der geografischen Ausrichtung des Photovoltaikgenerators werden sogenannte Verstelleinrichtungen, auch Solar-Tracker genannt, eingesetzt, die üblicherweise dazu dienen, die Ausrichtung der PV-Generatoren im Hinblick auf den Sonnenstand zu optimieren, um eine möglichst große Energieausbeute zu erzielen. Gemäß der genannten Druckschrift US 8,346,400 B2 können die Verstelleinrichtungen jedoch auch genutzt werden, um PV-Generatoren gezielt in einen nicht optimalen Einstellwinkel gegenüber der Sonneneinstrahlungsrichtung zu drehen und so die eingespeiste Leistung gegenüber der maximal möglichen einspeisbaren Leistung zu reduzieren.
Eine Verminderung der eingespeisten Leistung durch Verändern des elektrischen Arbeitspunktes des PV-Generators kann durch Erhöhen der Spannung des PV-Generators (PV-Spannung) in Richtung seiner Leerlaufspannung erfolgen oder durch Erhöhen des gelieferten Stroms des PV-Generators in Richtung des Kurzschlussstroms. Bei einer Leistungsverringerung durch Erhöhung der PV-Spannung werden jedoch der PV-Generator selbst, als auch ihm nachgeschaltete elektronische Komponenten, beispielsweise der Energiewandler, aufgrund der höheren anliegenden Spannungen stärker belastet und altern unter Umständen schneller. Auch eine Reduktion der Leistung durch Erhöhen des Stroms bei Verringerung der Photovoltaikspannung führt zu einer stärkeren Belastung, insbesondere des nachgeschalteten Energiewandlers. Zudem ist ist in beiden Fällen zu berücksichtigen, dass im Einspeisebetrieb ein Spannungsfenster eines DC-Zwischenkreises des Energiewandlers definiert durch eine minimal erlaubte, wie auch eine maximal erlaubte Spannung nicht verlassen werden darf. So ist bei Unterschreiten der minimal erlaubten Spannung des DC-Zwischenkreises eine Einspeisung in das Energieversorgungsnetz nicht mehr möglich, während bei Überschreiten der maximal erlaubten Spannung des DC-Zwischenkreises elektronische Komponenten des Energiewandlers – beispielsweise Zwischenkreiskondensatoren und/oder Halbleiter-Schaltelemente – geschädigt werden können. Je nach Lage des aktuellen Arbeitspunktes des PV-Generators kann es somit sein, dass zur Abregelung der PV-Anlage unter Berücksichtigung des erlaubten Spannungsfensters des DC-Zwischenkreises nur ein eingeschränkter Bereich zur Verfügung steht. Beispielsweise kann eine Abregelung der PV-Anlage unter Vergrößerung der Spannung des DC-Zwischenkreises nur bis zur maximal erlaubten Spannung des DC-Zwischenkreises erfolgen. Dies muss jedoch nicht notwendigerweise der gewünschten Abregelung entsprechen. Ein derartiger Zustand kann insbesondere bei PV-Anlagen auftreten, deren PV-Generator relativ zur Nominalleistung des jeweiligen Energiewandlers überdimensioniert ist.
Bei einer Änderung der eingespeisten Leistung durch Veränderung der geografischen Ausrichtung des PV-Generators treten diese Nachteile nicht auf, jedoch ist die (mechanische) Verstelleinrichtung zur Einstellung der geografischen Ausrichtung üblicherweise relativ träge, so dass einer Ab- bzw. Aufregelaufforderung nicht oder zumindest nur eingeschränkt mit der von den Energieversorgungsunternehmen geforderten Schnelligkeit nachgekommen werden kann.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art zum Betreiben einer PV-Anlage zu schaffen, mit dem ein Wechsel von einer ersten zu einer zweiten eingespeisten Leistung möglichst schnell erfolgen kann, ohne das Komponenten der PV-Anlage dabei dauerhaft Belastungen aufgrund einer hohen Photovoltaikspannung und/oder einem hohen Photovoltaikstrom ausgesetzt sind. Es ist eine weitere Aufgabe, eine Steuereinrichtung für eine PV-Anlage bereitzustellen, mit der dieses Verfahren umgesetzt werden kann.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren bzw. eine Steuereinrichtung mit den Merkmalen des jeweiligen unabhängigen Anspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt bei einem Wechsel von dem ersten in den zweiten Betriebszustand eine Änderung der von der PV-Anlage eingespeisten Leistung von der ersten Leistung zu der zweiten Leistung in einem ersten Teilschritt dadurch, dass der elektrische Arbeitspunkt des PV-Generators durch den elektrischen Energiewandler verändert wird. Dann wird in einem zweiten Teilschritt der PV-Generator durch die Verstelleinrichtung in seiner geographischen Ausrichtung zur Sonne verändert, bis der PV-Generator in dem zweiten Betriebszustand bei der zweiten geographischen Ausrichtung und in einem zweiten elektrischen Arbeitspunkt arbeitet, wobei eine sich durch die Veränderung der geographischen Ausrichtung ändernde Leistungscharakteristik des PV-Generators durch ein Nachführen des elektrischen Arbeitspunkts des PV-Generators bis in den zweiten elektrischen Arbeitspunkt zumindest teilweise kompensiert wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren kombiniert somit bei dem Wechsel von der ersten eingespeisten Leistung zur zweiten eingespeisten Leistung die vorteilhaft schnell durchführbare Leistungsveränderung durch Veränderung des elektrischen Arbeitspunkts des PV-Generators mit der langsameren Veränderung der eingespeisten Leistung durch Änderung der geografischen Ausrichtung des PV-Generators. In dem ersten Teilschritt wird die Leistung durch ein Verschieben des elektrischen Arbeitspunkts des PV-Generators, wie gefordert, schnell variiert. In einem nachfolgenden zweiten Teilschritt wird durch Verändern der geografischen Ausrichtung des PV-Generators die Einstrahlungsbedingung auf den PV-Generator geändert. Damit verändert sich die Leistungscharakteristik des PV-Generators, also beispielsweise seine Leistungs-Spannungskurve. Ohne weitere Maßnahmen würde dieses wiederum zu einer Veränderung der eingespeisten Leistung führen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird jedoch während der Änderung der geografischen Ausrichtung des PV-Generators der elektrische Arbeitspunkt so verschoben, dass die Auswirkung des Veränderns der geografischen Ausrichtung auf die eingespeiste Leistung zumindest teilweise kompensiert wird. Die eingespeiste Leistung kann so beispielsweise bei der gewünschten zweiten Leistung konstant gehalten werden.
Es kann im zweiten Teilschritt vorgesehen sein, die Auswirkungen des Veränderns der geografischen Ausrichtung zu jedem Zeitpunkt während der Durchführung des zweiten Teilschritts durch die Verschiebung des elektrischen Arbeitspunktes so exakt wie möglich zu kompensieren. Unter Umständen gelingt dies jedoch z.B. aufgrund von Regelabweichungen nicht oder ist auch nicht gewünscht, beispielsweise weil sich die Einstrahlungsintensität z.B. durch einen Wolkenzug während der Durchführung des zweiten Teilschritts ändert. In jedem Fall bewirkt im zweiten Teilschritt die Verschiebung des elektrischen Arbeitspunktes eine anteilige Leistungsänderung, die gegenläufig zur anteiligen Leistungsänderung des Veränderns der geographischen Ausrichtung des PV-Generators ist. In diesem Sinne ist unter einem teilweisen Kompensieren ein zumindest gegenläufiger Einfluss des Veränderns der geographischen Ausrichtung einerseits und des elektrischen Arbeitspunktes andererseits zu verstehen.
Die Verstellung der geografischen Ausrichtung wird solange durchgeführt, bis der elektrische Arbeitspunkt den Wert eines zweiten gewünschten Arbeitspunkts angenommen hat. Dieser kann gleich dem ursprünglichen ersten Arbeitspunkt sein, muss es aber nicht. Durch die Veränderung der geographischen Ausrichtung kann der PV-Generator trotz der zur schnellen Leistungsänderung zunächst vorgenommenen Arbeitspunktänderung langfristig im gewünschten zweiten Arbeitspunkt betrieben werden. Der zweite Arbeitspunkt kann beispielsweise bei einer niedrigeren PV-Spannung liegen als unmittelbar nach der Leistungsänderung, was sich positiv auf die Lebensdauer der PV-Anlage auswirkt. Weiterhin ist es durch das erfindungsgemäße Verfahren möglich, schon bei Erfüllen einer ersten Regelaufforderung seitens des Energieversorgungsunternehmens dafür zu sorgen, dass bei einer potentiell danach folgenden zweiten Regelaufforderung ebenfalls ein ausreichender Bereich zur Änderung der PV-Generatorspannung und damit ein ausreichend großer Bereich zur Leistungsänderung für eine weitere Auf- bzw. Abregelung der PV-Anlage zur Verfügung steht.
Das Verfahren kann für verschiedene Änderungen der Betriebszustände einer PV-Anlage verwendet werden. Beispielsweise kann das Verfahren der Bereitstellung von negativer Regelleistung dienen, indem die zweite Leistung kleiner als die erste Leistung gewählt wird und der Wechsel von der ersten auf die zweite Leistung in Reaktion auf eine Abregelungsaufforderung hin durchgeführt wird. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann das Verfahren zur Bereitstellung von positiver Regelleistung eingesetzt werden, indem die erste Leistung kleiner als die zweite Leistung gewählt wird. Der Wechsel von dem ersten in den zweiten Betriebszustand erfolgt dann als Reaktion auf eine Aufregelaufforderung.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird die geographische Ausrichtung des PV-Generators bereits während der Durchführung des ersten Teilschritts verändert. Da ein Verstellen der Ausrichtung des PV-Generators relativ träge ist, kann Zeit für das Gesamtverfahren eingespart werden, wenn mit dem Verstellen der Ausrichtung des PV-Generators schon möglichst frühzeitig begonnen wird und insbesondere nicht abgewartet wird, bis der erste Teilschritt vollständig beendet ist. So kann beispielsweise zusätzlich zum zweiten Teilschritt auch schon im ersten Teilschritt ein Verstellen der Ausrichtung des PV-Generators vorgenommen werden. Dieses kann somit das Verstellen der Ausrichtung des PV-Generators im zweiten Teilschritt unterstützen und insbesondere zeitlich abkürzen, wodurch der gesamte Zeitaufwand zur Durchführung des Verfahrens minimiert wird.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens ist der erste und/oder der zweite elektrische Arbeitspunkt ein Punkt maximaler Leistung bei der jeweiligen geographischen Ausrichtung. Es ist jedoch auch möglich, dass der erste und/oder der zweite elektrische Arbeitspunkt abseits des Punktes maximaler Leistung bei der jeweiligen geographischen Ausrichtung ist, derart, dass von der PV-Anlage in dem ersten und/oder in dem zweiten elektrischen Arbeitspunkt eine schnell abrufbare positive Regelleistung vorgehalten wird.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird eine Photovoltaikspannung des PV-Generators während des Nachführens des elektrischen Arbeitspunkts des PV-Generators beim Verändern der geographischen Ausrichtung verringert. Auf diese Weise werden der PV-Generator und ein an den PV-Generator angeschlossener Energiewandler, z. B. ein Wechselrichter, langfristig, z.B. auch im abgeregelten Zustand, materialschonend und lebensdauererhöhend bei einer möglichst niedrigen Photovoltaikspannung betrieben.
Eine erfindungsgemäße Steuervorrichtung für eine PV-Anlage der eingangs genannten Art weist eine mit dem Energiewandler verbundene Arbeitspunktsteuerung und eine mit der Verstelleinrichtung gekoppelte Ausrichtungssteuerung auf. Die Steuervorrichtung ist zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der voranstehenden Ansprüche eingerichtet, wodurch sich die zuvor im Zusammenhang mit dem Verfahren aufgeführten Vorteile ergeben. Bevorzugt ist die Steuervorrichtung in dem als Energiewandler wirkenden Wechselrichter integriert.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mithilfe von Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen:
1 ein Blockschaltbild einer PV-Anlage;
2 ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens; und
3 eine schematische Darstellung verschiedener Leistungskurven eines PV-Generators zur Illustration eines erfindungsgemäßen Verfahren.
1 zeigt eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtete PV-Anlage in einem Blockschaltbild. Die PV-Anlage weist einen PV-Generator 10 auf, der über einen Wechselrichter 20 als Energiewandler und einen Transformator 30 mit einem Energieversorgungsnetz 40 verbunden ist.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst der PV-Generator 10 eine Mehrzahl von PV-Strings 11, die ihrerseits eine Reihenschaltung mehrerer PV-Module 12 darstellen. Beispielhaft sind von dem PV-Generator 10 in der 1 zwei PV-Strings mit je drei PV-Modulen 12 wiedergegeben. Die genannten Zahlen sind jedoch nicht einschränkend. Insbesondere bei großen Freifeldanlagen kann sowohl die Anzahl der PV-Strings 11 als auch die Anzahl der PV-Module 12 innerhalb eines Strings deutlich größer sein. Umgekehrt kann ein erfindungsgemäßes Verfahren auch mit einer PV-Anlage mit nur einem einzigen PV-Modul oder einem String und/oder einer beliebigen anderen elektrischen Verschaltung von PV-Modulen umgesetzt werden.
Der PV-Generator 10 ist über Gleichstrom (DC – direct current) -Leitungen 13 mit DC-Eingängen 21 des Wechselrichters 20 verbunden. Der einfachen Darstellung halber ist eine direkte Verbindung von den einzelnen PV-Strings 11 zum Wechselrichter 20 dargestellt. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, sogenannte Sammelboxen im Feld des PV-Generators 10 anzuordnen, in denen mehrere PV-Strings 11 zusammengeführt werden und über eine gemeinsame Leitung mit dem Wechselrichter 20 verbunden sind. Eine derartige Sammelbox kann weitere Komponenten, beispielsweise Sicherungsorgane und/oder Schaltorgane aufweisen. In 1 ist eine PV-Anlage ohne einen zwischen dem PV-Generator 10 und dem Wechselrichter 20 angeordneten DC/DC-Wandler dargestellt. Im Rahmen der Erfindung ist es jedoch auch möglich, dass der PV-Generator 10 oder auch nur einzelne PV-Strings 11 des PV-Generators 10 über einen DC/DC-Wandler, beispielsweise einen Hochsetzsteller, an den Wechselrichter 20 angebunden sind. In diesem Fall weist der Energiewandler einen DC/DC-Wandler auf.
Der PV-Generator 10 ist mit einer Verstelleinrichtung 14 gekoppelt, über die seine geometrische Ausrichtung ϕ und damit seine Ausrichtung relativ zur Richtung der Sonneneinstrahlung variiert werden kann. In der schematischen Zeichnung der 1 ist dazu zu jedem PV-Modul 12 ein Stellmotor als Verstelleinrichtung 14 dargestellt, über den eine Verkippung des PV-Moduls 12 vorgenommen werden kann. Die Verstelleinrichtung 14 kann Stellmotoren aufweisen, die auf einzelne Module wirken, wie in 1 dargestellt, oder auch Stellmotoren, die auf mehrere Module gleichzeitig wirken, beispielsweise auf eine Modulreihe oder auf alle Module eines Strings. Es ist bevorzugt, aber nicht notwendig, dass alle PV-Module 12 des PV-Generators 10 über die Verstelleinrichtung 14 in ihrer geografischen Ausrichtung ϕ variiert werden können. Die Verstelleinrichtung 14 kann sowohl einachsig, beispielsweise unter ausschließlicher Berücksichtigung des Azimutwinkels, als auch zweiachsig unter Berücksichtigung des Azimut- und Elevationswinkels ausgeführt sein.
Die Verstelleinrichtung 14 ist über eine Steuerleitung 15 mit einer Ausrichtungssteuerung 25 verbunden, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel in dem Wechselrichter 20 integriert ist. Die Ausrichtungssteuerung 25 kann alternativ extern von dem Wechselrichter 20 angeordnet sein. Es ist auch möglich, alternativ oder zusätzlich eine übergeordnete Steuervorrichtung zur Ansteuerung der Verstelleinrichtung 14 in der PV-Anlage anzuordnen, die ggf. mit mehreren, mit unterschiedlichen Wechselrichtern verbundenen PV-Generatoren bzw. deren Verstelleinrichtungen zusammenwirkt.
Wechselstromseitig ist der Wechselrichter 20 dreiphasig ausgelegt und ist entsprechend über einen dreiphasigen AC-Ausgang 22 über den ebenfalls dreiphasig ausgelegten Transformator 30 mit einem dreiphasigen Energieversorgungsnetz 40 verbunden. Es versteht sich, dass eine andere Anzahl von Phasen sowohl für den Wechselrichter 20, den Transformator 30 und ggf. auch für das Energieversorgungsnetz 40 möglich ist. Weiterhin ist eine direkte Anbindung ohne Transformator 30 vom Wechselrichter 20 zum Energieversorgungsnetz 40 möglich.
Der Wechselrichter 20 umfasst eine integrierte Steuervorrichtung 23, die eine Arbeitspunktsteuerung 24 zur Einstellung eines elektrischen Arbeitspunktes des PV-Generators 10 aufweist. Als Arbeitspunkt ist ein bestimmter elektrischer Zustand des PV-Generators 10 zu verstehen, der durch eine bestimmte PV-Spannung U und/oder einen bestimmten PV-Strom charakterisiert ist und – abhängig von den Eigenschaften des PV-Generators 10 und abhängig von den Einstrahlungsbedingungen – mit einer bestimmten Leistung P des PV-Generators 10 einhergeht. Zum Zwecke einer vereinfachten Beschreibung der prinzipiellen Funktionsweise wird nachfolgend zur Charakterisierung eines elektrischen Arbeitspunktes allein die PV-Spannung U herangezogen, was bei konstanter geometrischer Ausrichtung ϕ eine gleichbleibende Sonneneinstrahlung und damit einen konstanten PV-Strom voraussetzt. Die gleiche Beschreibung lässt sich analog jedoch auch auf den Fall einer sich bei konstanter geometrischer Ausrichtung ϕ zeitlich ändernden Sonneneinstrahlung, beispielsweise aufgrund von Wolkenzügen, übertragen.
Der Wechselrichter 20 kann ein- oder mehrstufig aufgebaut sein. Eine Einstellung des elektrischen Arbeitspunktes kann bei einem einstufigen Wechselrichter durch Variation der Betriebsparameter einer Wechselrichterbrücke erfolgen. Bei einem mehrstufigen Wechselrichter ist der Wechselrichterbrücke mindestens ein Gleichspannungswandler (DC/DC-Wandler) vorgeschaltet, über den der elektrischen Arbeitspunkt dann in meist weiteren Grenzen variiert werden kann.
Es wird angemerkt, dass in der 1 lediglich im Rahmen der Anmeldung wesentliche Elemente der PV-Anlage gezeigt sind. So können auf der Gleich- und/oder Wechselstromseite des Wechselrichters 20 beispielsweise nicht dargestellte Schaltorgane (zum Beispiel Trennelemente, Schütze), Filter (zum Beispiel ein Sinusfilter), Netzüberwachungseinrichtungen oder weitere Komponenten vorgesehen sein.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Betreiben einer PV-Anlage anhand der 2 und 3 näher beschrieben. Das Verfahren kann beispielsweise von der in 1 dargestellten PV-Anlage durchgeführt werden und wird beispielhaft mit Bezug auf 1 und die dort benutzten Bezugszeichen erläutert.
In 2 ist ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Betreiben einer PV-Anlage wiedergegeben. Das Verfahren startet in einem ersten Schritt S1, in dem der PV-Generator 10 (vgl. 1) bei einer ersten geografischen Ausrichtung ϕ₁ in einem ersten elektrischen Arbeitspunkt betrieben wird. Der erste elektrische Arbeitspunkt ist durch eine erste PV-Spannung U = U₁ charakterisiert. Die von dem PV-Generator 10 aktuell gelieferte Leistung wird als Leistung P bezeichnet. Bei dem ersten Arbeitspunkt liefert der PV-Generator 10 eine bestimmte erste Leistung P = P₁. Unter anderem aufgrund von Leitungsverlusten in den DC-Leitungen 13 und durch Umwandlungsverluste im Wechselrichter 20 ist die vom PV-Generator 10 gelieferte Leistung üblicherweise größer als die von der PV-Anlage in das Energieversorgungsnetz 40 eingespeiste Leistung. Dieser Unterschied wird im Folgenden nicht mit berücksichtigt. Es wird vielmehr davon ausgegangen, dass die vom PV-Generator 10 gelieferte Leistung der in das Energieversorgungsnetz 40 eingespeisten Leistung entspricht. In einer Umsetzung des dargestellten Verfahrens kann dieser Unterschied berücksichtigt werden, indem als relevante Größe die eingespeiste anstelle der gelieferten Leistung betrachtet wird.
Die geometrische Ausrichtung ϕ, die PV-Spannung U und die gelieferte Leistung P kennzeichnen die Betriebsparameter des PV-Generators 10 und damit den Betriebszustand der PV-Anlage. Diese Betriebsparameter werden nachfolgend abkürzend durch einen Vektor (ϕ, U, P) dargestellt. Im Schritt S1 wird der PV-Generator 10 somit mit den Betriebsparametern bzw. in einem ersten Betriebszustand (ϕ₁, U₁, P₁) betrieben.
3 zeigt zwei für den PV-Generator 10 charakteristische Leistungskurven. Eine erste Leistungskurve 1 gibt die vom PV-Generator 10 gelieferte Leistung P in Abhängigkeit der PV-Spannung U für die erste Ausrichtung ϕ₁ wieder. Die dargestellte Leistungskurve 1 ist eine schematische, idealisierte Kurve, die durch einen zunächst in etwa linearen Anstieg der Leistung P mit wachsender PV-Spannung U, ein Leistungsmaximum bei einer maximalen Leistung P_max, sowie einen gegenüber dem Anstieg steileren Abfall der Leistung bei weiter wachsender PV-Spannung U gekennzeichnet ist. Das Leistungsmaximum wird auch als MPP bezeichnet. Eine derartige Leistungskurve ist typisch für einen nicht (teil-)verschatteten PV-Generator. Beispielhaft wird für die nachfolgende Beschreibung davon ausgegangen, dass die geografische Ausrichtung ϕ₁ eine optimale Ausrichtung zum aktuellen Sonnenstand des PV-Generators 10 darstellt, so dass das Leistungsmaximum P_max der Leistungskurve 1 auch die maximal unter den vorliegenden aktuellen Bedingungen vom PV-Generator 10 lieferbare Leistung darstellt. Gegenüber dieser maximalen Leistung P_max wird der PV-Generator 10 im Schritt S1 bei einer PV-Spannung U₁ oberhalb der Spannung im Leistungsmaximum P_max bei der ersten Leistung P₁ < P_max betrieben.
Das Betreiben des PV-Generators 10 in einem elektrischen Arbeitspunkt, der oberhalb der MPP-Spannung liegt, ermöglicht beispielsweise auf Anforderung durch Verschieben des Arbeitspunktes in den MPP eine größere Leistung einzuspeisen. Beim Betrieb mit der ersten Leistung P₁ verfügt die PV-Anlage also über eine Leistungsreserve ∆P₊ = P_max – P₁, die auch als positive Regelleistung bezeichnet wird. Umgekehrt kann bei Betreiben der PV-Anlage bei Spannungen U > U₁ eine geringere Leistung bereitgestellt werden, was einer Bereitstellung von negativer Regelleistung ∆P_– entspricht.
In einem Schritt S2 empfängt die PV-Anlage eine Aufforderung zur Einspeisung einer von der Leistung P₁ geänderten Leistung, beispielsweise eine Abregelungsaufforderung, der zur Folge eine zweite Leistung P₂, die folglich kleiner als die erste Leistung P₁ ist, eingespeist werden soll. Eine derartige Regelaufforderung kann beispielsweise über ein in der 1 nicht dargestelltes Datenübertragungsnetz oder über ein über das Energieversorgungsnetz 40 bereitgestelltes Rundsteuersignal oder auch anhand vorgegebener, beispielsweise zeitbasierter Regeln ausgegeben werden. Gleichfalls kann auch die aktuelle Frequenz des Energieversorgungsnetzes 40 in Verbindung mit einer in der Steuervorrichtung 23 des Wechselrichters 20 hinterlegten Frequenzstatik diese Abregelaufforderung charakterisieren.
In einem nachfolgenden Schritt S3 wird auf die Abregelungsaufforderung dadurch reagiert, dass der elektrische Arbeitspunkt des PV-Generators 10 verändert wird. Die PV-Spannung U des PV-Generators 10 wird dabei auf eine Spannung U‘ erhöht, wodurch sich die Leistung P des PV-Generators entlang der Leistungskurve 1 von der Leistung P₁ bis zu einer in dem Abregelerfordernis geforderten zweiten Leistung P₂ verringert. In der 3 ist diese Veränderung des elektrischen Arbeitspunktes durch den Änderungspfad 3 für die Betriebsparameter von (ϕ₁, U₁, P₁) zu (ϕ₁, U‘, P₂) dargestellt. Die Änderung des elektrischen Arbeitspunktes kann von der Arbeitspunktsteuerung 24 der in den Wechselrichter 20 integrierten Steuervorrichtung 23 innerhalb eines kurzen Zeitraums eingestellt werden, typischerweise innerhalb von wenigen 10 oder 100 Millisekunden. Dabei kann vorgesehen sein, die Änderung des elektrischen Arbeitspunktes mit einer definierten Änderungsrate durchzuführen, um sprunghafte und für die Stabilität im Energieversorgungsnetz unter Umständen nachteilige Änderungen zu vermeiden.
In einem nächsten Schritt S4 wird über die Ausrichtungssteuerung 25 und die Steuerleitung 15 ein Signal an die Verstelleinrichtung 14 ausgegeben, durch das die Ausrichtung ϕ des PV-Generators 10 verändert wird. Eine Veränderung der Ausrichtung ϕ führt zu einer Änderung der Leistungscharakteristik des PV-Generators 10. Ausgehend von der Annahme, dass die Ausrichtung ϕ₁ die optimale Ausrichtung des PV-Generators relativ zur Sonneneinstrahlung darstellt, führt jede Veränderung der Ausrichtung ϕ nun zu einer weniger optimalen Ausrichtung des PV-Generators 10 zur Sonneneinstrahlungsrichtung und damit zu einer Verringerung der vom PV-Generator 10 gelieferten Leistung P bei gleichem elektrischen Arbeitspunkt (d. h. gemäß des oben Genannten bei gleicher PV-Spannung).
Eine solche Verringerung der vom PV-Generator 10 gelieferten Leistung P wird jedoch in einem nachfolgenden Schritt S5 unmittelbar dadurch kompensiert, dass die PV-Spannung U von dem im Schritt S3 eingenommenen Wert U‘ in Richtung des MPP erniedrigt wird. Der durch die Veränderung der Ausrichtung ϕ andernfalls eintretende Leistungsverlust des PV-Generators wird somit durch Anpassung des elektrischen Arbeitspunkts so abgefangen, dass nach wie vor die zweite Leistung P = P₂ vom PV-Generator 10 geliefert wird.
In einem nächsten Schritt S6 wird überprüft, ob der elektrische Arbeitspunkt des PV-Generators 10 einem vorgegebenen gewünschten Arbeitspunkt entspricht. Beispielsweise wird überprüft, ob die PV-Spannung U einer vorgegebenen und gewünschten zweiten PV-Spannung U₂ entspricht. Ist dieses nicht der Fall, verzweigt das Verfahren zurück zu dem Schritt S4, in dem die Ausrichtung ϕ des PV-Generators 10 weiter verändert wird. Die weitere Veränderung der Ausrichtung ϕ wird entsprechend wiederum im Schritt S5 durch Nachführen des elektrischen Arbeitspunktes (d. h. der elektrischen PV-Spannung U) kompensiert.
Wenn der gewünschte elektrische Arbeitspunkt (d. h. die elektrische PV-Spannung) erreicht ist, wird in einem Schritt S7 die Verstellung der Ausrichtung ϕ gestoppt, so dass der PV-Generator 10 nun in einer zweiten Ausrichtung ϕ₂ verbleibt.
Im Schritt S8 wird dann der PV-Generator 10 mit diesen Betriebsparametern bzw. in einem zweiten Betriebszustand (ϕ₂, U₂, P₂) weiter betrieben. Die Änderung der Betriebsparameter in den Schritten S5 bis S7 ist in der 3 durch einen Änderungspfad 4 dargestellt. Bei gleichbleibender Leistung P₂ verringert sich die PV-Spannung U von ihrem Startwert U‘ auf der Leistungskurve 1 zu der zweiten PV-Spannung U₂ im gewünschten elektrischen Arbeitspunkt des PV-Generators 2, die auf einer zweiten Leistungskurve 2 bei der dann eingenommenen zweiten Ausrichtung ϕ₂ liegt.
Im Endeffekt wird durch das dargestellte Verfahren der PV-Generator 1 von einem ersten Betriebszustand mit Betriebsparametern (ϕ₁, U₁, P₁) im Schritt S1 in einen zweiten Betriebszustand mit Betriebsparametern (ϕ₂, U₂, P₂) im Schritt S8 gebracht. Dabei wird die Änderung des elektrischen Arbeitspunktes derart mit der Änderung der Ausrichtung ϕ kombiniert, dass sowohl die Änderung der Leistung von der ersten Leistung P₁ zur zweiten Leistung P₂ möglichst schnell erfolgt, als auch über die Veränderung der Ausrichtung ϕ ein letztlich gewünschter elektrischer Arbeitspunkt eingestellt wird. Der gewünschte elektrische Arbeitspunkt kann z.B. durch eine möglichst geringe PV-Spannung U gekennzeichnet sein.
Wie in 3 dargestellt, kann dieser zweite Arbeitspunkt (d. h. die PV-Spannung U₂) im Maximum der Leistungskurve 2 liegen. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn in naher Zukunft ein Abruf von positiver Regelleistung seitens des Energieversorgungsunternehmens ausgeschlossen werden kann, zumindest jedoch unwahrscheinlich ist. Ist es hingegen wahrscheinlich, dass demnächst ein Abruf positiver Regelleistung seitens des Energieversorgungsunternehmens erfolgt, so ist es sinnvoller, den gewünschten Spannungswert U₂ so zu wählen, dass die PV-Anlage über eine erneute Änderung des Arbeitspunktes ihres PV-Generators 10 schnell auf den Abruf dieser positiven Regelleistung reagieren kann. In diesem Fall ist es daher sinnvoll, die Parameter des zweiten Betriebszustandes (ϕ₂, U₂, P₂) derart zu wählen, dass die PV-Spannung U₂ links oder rechts der dem Maximum der Leistungskurve 2 zugeordneten PV-Spannung U liegt. In diesem Fall entspricht die Leistung P₂ nicht dem Maximalwert der Leistungskurve 2.
Bei dem dargestellten Verfahren wird der Schritt S4 erst ausgeführt, wenn im Schritt S3 die gewünschte zweite Leistung P₂ durch die Verstellung des elektrischen Arbeitspunktes erreicht ist. In einer alternativen Ausgestaltung kann jedoch bereits während des Schrittes S3 mit der Veränderung der Ausrichtung ϕ begonnen werden. Beispielsweise kann bereits mit dem Start des Schrittes S3 ein entsprechendes Steuersignal über die Steuerleitung 15 an die Verstelleinrichtung 14 ausgegeben werden, woraufhin Stellmotoren der Verstelleinrichtung 14 anlaufen. Die gewünschte Leistung P₂ wird dann mit Betriebsparametern (ϕ‘, U‘, P₂) erreicht, wobei die geographische Ausrichtung ϕ‘ zwischen den Ausrichtungen ϕ₁ und ϕ₂ liegt.
Das Verfahren wurde zuvor im Zusammenhang mit der in 1 dargestellten PV-Anlage erläutert, bei der der elektrische Arbeitspunkt des PV-Generators 10 durch den Wechselrichter 20 eingestellt wird. Es ist jedoch z.B. ebenso möglich, das Verfahren mit Hilfe von separaten DC/DC-Wandlern, die beispielsweise im Feld des PV-Generators angeordnet sein können, als Energiewandler durchzuführen, wobei die Einstellung des elektrischen Arbeitspunkts des PV-Generators dann von den DC/DC-Wandlern vorgenommen wird.
2 beschreibt das Verfahren anhand einer Reaktion auf eine Abregelungsaufforderung. Das erfindungsgemäße Verfahren kann darüber hinaus auch in anderen Fällen, in denen eine Einstellung der Leistung P des PV-Generators erfolgt, sinnvoll eingesetzt werden.
Beispielsweise ist eine Anwendung für eine PV-Anlage denkbar, die einen gegenüber dem Wechselrichter überdimensionierten PV-Generator aufweist. Eine solche Auslegung einer PV-Anlage ist insbesondere bei großen PV-Anlagen nicht unüblich. Dahinter steht die Überlegung, dass ideale Einstrahlungsbedingungen, die zur Lieferung der maximal möglichen Leistung des PV-Generators führen, im Jahresverlauf eher selten sind. Es ist dann unter Umständen kosteneffizienter, eine Anlage mit einem leistungsmäßig unterdimensionierten, aber kostengünstigeren Wechselrichter auszustatten und den PV-Generator zu den eher seltenen Gelegenheiten, in denen eine höhere PV-Leistung produziert werden könnte, als der Wechselrichter zu verarbeiten in der Lage ist, entsprechend auf die Maximalleistung des Wechselrichters zu reduzieren. Unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann eine derartige Reduktion auf einer kurzen Zeitskala schnell über eine entsprechende Einstellung des elektrischen Arbeitspunktes erfolgen, was jedoch zunächst zu einer relativ hohen PV-Spannung am PV-Generator führt. Diese hohe PV-Spannung wird sodann durch Änderung der geografischen Ausrichtung des PV-Generators reduziert.
Bezugszeichenliste

1, 2: Leistungskurve
3, 4: Änderungspfad
10: PV-Generator
11: PV-String
12: PV-Modul
13: DC-Leitung
14: Verstelleinrichtung
15: Steuerleitung
20: Wechselrichter
21: DC-Eingang
22: AC-Ausgang
23: Steuervorrichtung
24: Arbeitspunktsteuerung
25: Ausrichtungssteuerung
30: Transformator
40: Energieversorgungsnetz
S1–S8: Schritt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102011054971 A1 [0006]
US 8346400 B2 [0007, 0007]

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Photovoltaikanlage, aufweisend mindestens einen Photovoltaikgenerator (10), der mit einer Verstelleinrichtung (14) zur Einstellung einer geographischen Ausrichtung (ϕ) des Photovoltaikgenerators (10) gekoppelt ist, und der mit mindestens einem elektrischen Energiewandler verbunden ist, über den ein elektrischer Arbeitspunkt des Photovoltaikgenerators (10) einstellbar ist, wobei – in einem ersten Betriebszustand bei einer ersten geographischen Ausrichtung (ϕ₁) und bei einem ersten elektrischen Arbeitspunkt eine erste Leistung (P₁) in ein Energieversorgungsnetz (40) eingespeist wird und – in einen zweiten Betriebszustand eine von der ersten Leistung (P₁) abweichende zweite Leistung (P₂) bei einer zweiten geographischen Ausrichtung (ϕ₂) in das Energieversorgungsnetz (40) eingespeist wird, dadurch gekennzeichnet, dass – bei einem Wechsel von dem ersten in den zweiten Betriebszustand eine Änderung der von der Photovoltaikanlage eingespeisten Leistung (P) von der ersten Leistung (P₁) zu der zweiten Leistung (P₂) in einem ersten Teilschritt dadurch erfolgt, dass der elektrische Arbeitspunkt des Photovoltaikgenerators (10) durch den elektrischen Energiewandler verändert wird, und – in einem zweiten Teilschritt der Photovoltaikgenerator (10) durch die Verstelleinrichtung (14) in seiner geographische Ausrichtung (ϕ) zur Sonne verändert wird, bis der Photovoltaikgenerator (10) in dem zweiten Betriebszustand bei der zweiten geographischen Ausrichtung (ϕ₂) und bei einem zweiten elektrischen Arbeitspunkt arbeitet, wobei eine sich durch die Veränderung der geographische Ausrichtung (ϕ) ändernde Leistungscharakteristik des Photovoltaikgenerators (10) durch ein Nachführen des elektrischen Arbeitspunkts des Photovoltaikgenerators (10) bis in den zweiten elektrischen Arbeitspunkt zumindest teilweise kompensiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem zusätzlich zum zweiten Teilschritt bereits während der Durchführung des ersten Teilschritts die geographische Ausrichtung (ϕ) des Photovoltaikgenerators (10) verändert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die zweite Leistung (P₂) kleiner als die erste Leistung (P₁) ist, wobei der Wechsel von der ersten Leistung (P₁) zu der zweiten Leistung (P₂) nach Empfang einer Abregelungsaufforderung durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der erste und/oder der zweite elektrische Arbeitspunkt ein Punkt maximaler Leistung bei der jeweiligen geographischen Ausrichtung (ϕ) ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der erste und/oder der zweite elektrische Arbeitspunkt abseits eines Punktes maximaler Leistung bei der jeweiligen geographischen Ausrichtung (ϕ) ist, derart, dass von der PV-Anlage in dem ersten und/oder in dem zweiten elektrischen Arbeitspunkt eine schnell abrufbare positive Regelleistung ∆P₊ vorgehalten wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das Verändern des elektrischen Arbeitspunktes zur Änderung der von der Photovoltaikanlage eingespeisten Leistung (P) innerhalb einer kürzeren Zeit durchgeführt wird, als das Verändern der geographischen Ausrichtung (ϕ).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem eine Photovoltaikspannung (U) des Photovoltaikgenerators (10) während des Nachführens des elektrischen Arbeitspunkts des Photovoltaikgenerators (10) beim Verändern der geographischen Ausrichtung (ϕ) verringert wird.
Steuervorrichtung (23) für eine Photovoltaikanlage mit mindestens einem Photovoltaikgenerator (10), der mit einer Verstelleinrichtung (14) zur Einstellung einer geographischen Ausrichtung (ϕ) des Photovoltaikgenerators (10) gekoppelt ist, und mit einem elektrischen Energiewandler, der mit dem Photovoltaikgenerator (10) verbunden ist und über den ein elektrischer Arbeitspunkt des Photovoltaikgenerators (10) einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (23) eine mit dem Energiewandler verbundene Arbeitspunktsteuerung (24) und eine mit der Verstelleinrichtung (14) gekoppelte Ausrichtungssteuerung (25) aufweist und zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der voranstehenden Ansprüche eingerichtet ist.
Steuervorrichtung (23) nach Anspruch 8, die in einem Wechselrichter (20) als Energiewandler integriert ist.