Grid Integration Challenges and Solution Strategies for Solar PV Systems: A Review

Zentrale Befunde

• Hohe Anteile dezentraler, variabler Erneuerbarer (v.a. Dach-PV und Wind) erzeugen in bestehenden Verteilnetzen systematische technische Netzrückwirkungen: Spannungsanstieg an Einspeiseknoten, bidirektionale/Rückwärts-Lastflüsse (Reverse Power Flow), Power-Quality-Verschlechterung (Oberschwingungen/Harmonics, Flicker), Frequenz-/Stabilitätsprobleme und Fehlfunktion der Schutzkoordination.
• Die „Hosting Capacity" — die maximale dezentrale Erzeugungsleistung, die ein Verteilnetz ohne Spannungs-/Betriebsmittel-Grenzverletzung aufnehmen kann — ist die zentrale Kenngröße für die maximal integrierbare Dichte dezentraler Anlagen und stark vom lokalen Netz-Layout abhängig.
• Lösungsstrategien gegen die Integrations-Grenzen sind etabliert, aber kombinations- und kontextabhängig: Smart-Inverter mit Blindleistungs-/Volt-VAR-Regelung, Batteriespeicher und Demand-Side-Management, Netzverstärkung sowie aktive Verteilnetz-Steuerung (Active Distribution Networks).
• Die Übersicht ordnet die Herausforderungen nach Zeitskala und Netzebene und betont, dass die effektive Integration nicht primär ein Erzeugungs-, sondern ein Netz- und Systemintegrations-Problem ist — die zulässige Dichte hängt von Netzinfrastruktur und Flexibilitätsoptionen ab, nicht nur vom Flächenpotenzial.

Relevanz für den Forschungskatalog

Grid-Integration-Anker zu WFK-1.1.3 (Dichte dezentraler Erneuerbaren-Anlagen → städtische Umwelt). Die Review liefert den peer-reviewten technischen Beleg, dass die zunehmende Dichte dezentraler PV-/Erzeugungsanlagen das urbane Verteilnetz physikalisch belastet (Spannung, Rückspeisung, Power Quality) und dass die integrierbare Dichte durch die Hosting Capacity des Wiener Netzes — nicht durch das Dach-/Flächenpotenzial allein — begrenzt wird. Komplementär zur Wien-spezifischen Solarpotenzial- und VPP-/Flexibilitäts-Evidenz (Solarpotenzialkataster, Wiener-Netze-Rollout, VPP-Review).

Zitierweise

@article{shafiullah2022grid,
  title   = {Grid Integration Challenges and Solution Strategies for Solar PV Systems: A Review},
  author  = {Shafiullah, Md and Ahmed, Shakir D. and Al-Sulaiman, Fahad A.},
  journal = {IEEE Access},
  volume  = {10},
  pages   = {52233--52257},
  year    = {2022},
  doi     = {10.1109/access.2022.3174555}
}