Ausfallsichere Solarleitungen für die Energiewende in Kasachstan

Kasachstan verfolgt im Zuge einer verstärkten ökologischen Ausrichtung seiner Volkswirtschaft eine intensivere Nutzung der Sonnenenergie. Teil dieser Strategie ist die Errichtung der riesigen Solaranlage „Akadyr“ in der Steppe von Zentralkasachstan. Aufgrund von Feuchtigkeit und Temperaturschwankungen können bei den Solarleitungen für die Photovoltaikmodule Defekte zu kostspieligen Betriebsausfällen führen. Bei Störfällen lässt sich die Anlage aufgrund ihrer Abgelegenheit nur mit hohem Aufwand reparieren und warten. Der Errichter Goldbeck Solar legt deswegen hohen Wert auf Ausfallsicherheit und entschied sich für die Leitungen der Prysmian Group, dem Weltmarktführer im Bereich Energie- und Kommunikationskabel und -systeme. Die gelieferte Serie Tecsun (PV) H1Z2Z2‑K verfügt branchenweit als einzige Solarleitung über die Zeichnungsgenehmigung des VDE nach DIN‑Norm EN 50618 und widersteht der extremen Witterung in Kasachstan.

Der erfolgreiche wirtschaftliche Aufschwung Kasachstans in den vergangenen Jahren beruht auf dem immensen Rohstoffreichtum und den marktwirtschaftlichen Reformen des Landes. Das Wirtschaftssystem wird weiter modernisiert und diversifiziert, um langfristig ökonomische Stabilität zu gewährleisten. Eine Säule dieses Transformationsprozesses bildet die ökologischere Ausrichtung der Volkswirtschaft. So beschloss die Regierung im Jahr 2013 eine gesamtwirtschaftliche Strategie zur Entwicklung einer Green Economy. Dem Ausbau und der Nutzung erneuerbarer Energien kommt dabei eine hohe Priorität zu.

Kasachstan verfügt aufgrund seiner geographischen und klimatischen Bedingungen über nahezu ideale Voraussetzungen zur Nutzung von Solarenergie. Das Land besitzt eine ausgedehnte und flache Topografie, trockenes Klima und wenig Niederschläge. Jährlich fallen rund 2.600 Sonnenstunden an, das entspricht einem Drittel der Tageszeit. In Deutschland sind es hingegen gerade einmal 1.700 Stunden. Allein durch Solarenergie könnte Kasachstan pro Jahr 2,5 Milliarden Kilowattstunden Strom erzeugen

Abgelegene Solaranlage erfordert wenige Reparaturen und Wartungen

Eine Photovoltaik-Anlage mit 150.000 Solarmodulen und einer Gesamtleistung von 50 Megawatt soll eine nachhaltige und zuverlässige Energieversorgung der ländlichen Region um die Stadt Akadyr sicherstellen, dem östlichen Zentrum Kasachstans. Goldbeck Solar errichtet aktuell die Anlage, die im Sommer dieses Jahres in Betrieb gehen soll. Die Gesamtkosten des Projekts liegen bei 50 Millionen Euro.

„Eine Herausforderung für den Betrieb des Solarparks ist seine Abgelegenheit in der kasachischen Steppe. Um Techniker und Material zur Anlage transportieren zu können, ist ein hoher logistischer Aufwand erforderlich. Die Wartungs- und Reparaturarbeiten müssen deswegen auf ein Minimum reduziert werden, sonst lässt sich die Anlage nicht rentabel betreiben. Der entscheidende Erfolgsfaktor liegt deshalb in der Qualität und Langlebigkeit der verwendeten Komponenten“, sagt Lars Beige, Global Procurement und Senior Site Manager bei Goldbeck Solar. „Zu den wichtigsten Bauteilen der Anlage gehören die Solarleitungen, denn eine Schwachstelle in den Leitungen kann die gesamte Anlage stilllegen. In dem Fall haben tausende von Menschen keinen Strom.“

Regen, Feuchtigkeit, Windstürme und die jährlichen Temperaturschwankungen von rund 80 Grad Celsius (-40 bis +40 Grad Celsius) in der kasachischen Steppenregion können die Photovoltaik-Leitungen mit der Zeit porös werden lassen. Insbesondere bei der Verlegung von Leitungen in der Erde, wie bei der Solaranlage in Akadyr, kann es schnell zu Problemen kommen, wenn die Leitungen über eine ungeeignete oder minderwertige Isolierung verfügen. Tritt Feuchtigkeit durch die Problemstellen in die Leitungen, steigt das Risiko eines Komplettausfalls der gesamten Anlage beträchtlich. Die Folge sind hohe Ertragseinbußen und besonders aufwändige Reparaturen.

Vor diesem Hintergrund entschied sich Goldbeck Solar für die Solarleitungen von Prysmian. Das Unternehmen verfügt über mehr als 30 Jahre Erfahrung im Photovoltaik-Geschäft und bietet ein breites Portfolio an Energieleitungen speziell für Solaranlagen. Prysmian lieferte rund 800 Kilometer Tecsun-Solarleitungen der Serie H1Z2Z2-K nach Kasachstan. Die Leitungen produziert Prysmian als europäischer Hersteller an seinem deutschen Kompetenzzentrum für Photovoltaik in Neustadt bei Coburg.

„Die Erdverlegung stromführender Leitungen hat sich in Deutschland längst etabliert, in Kasachstan ist diese Methode noch unüblich. Vertrauen bei anfänglicher Skepsis lässt sich am besten durch hochwertige Produkte schaffen, die sich über Jahrzehnte bewährt haben“, erklärt Ilker Aksoy, Key Account Manager Solar bei der Prysmian Group. „Unsere Tecsun-Solarleitungen sind beständig gegen alle möglichen Witterungen und Umwelteinflüsse. Das reicht von kalten Gebieten, wie in Akadyr, bis hin zu Anwendungen in der Wüste, etwa für den Photovoltaik-Anlagenpark im ägyptischen Benban.“

Umweltschonende Vulkanisation ermöglicht zuverlässige Solarleitungen

Prysmian stellt die Zuverlässigkeit seiner Photovoltaikleitungen durch eine spezielle doppelwandige Gummiisolierung aus Ethylenvinylacetat (EVA) sicher. Üblich ist die Verwendung von Polyolefinen (thermoplastische Elastomere, TPE-O) die langfristig nicht ausreichend wasser- und wärmebeständig sind. Durch den Einsatz dieses Materials können Schwachstellen auftreten, die oft zu Isolationsfehlern und Lecks führen. Dagegen bewähren sich EVA-Mischungen in Form einer Backsheet-Folie in Solarmodulen seit Jahren als besonders robuster Werkstoff. Die vernetzten LS0H-Gummimischungen von Isolierung und Mantel sind mechanisch robust und widerstandsfähig gegen Chemikalien und extreme Witterungseinflüsse, wie die Langzeiteinwirkungen von Wasser, UV-Strahlung und Temperaturschwankungen von minus 40 bis plus 120 Grad Celsius. Die Tecsun-Energieleitungen für Photovoltaik-Anlagen sind seit 2003 erhältlich. Seitdem wurden weltweit über eine Milliarde Meter Solarleitungen verbaut, die ohne eine technische Reklamation im Einsatz sind.

Mit dem Tecsun-Portfolio setzt Prysmian im Sinne einer möglichst umweltschonenden Produktion auf einen Vernetzungsprozess mittels kontinuierlicher Vulkanisation. Vulkanisierpressen machen die Gummimischungen der Tecsun-Leitungen durch Druck, Hitze und Dampf formstabil und hochflexibel. Auf die übliche Vorgehensweise per Strahlenvernetzung wird bewusst verzichtet, dadurch wird schädliches Ozon vermieden, das als Nebenprodukt in der Fertigung entsteht. „Dieser Aspekt unterstreicht die Bedeutung der Photovoltaik als nachhaltige Energieversorgung“, so Aksoy. „Außerdem stellt die Vulkanisation als einzige Produktionsweise eine durchgehende Vernetzung der Leitungen sicher. Das ist ein wichtiges Qualitätskriterium, weil die erdverlegbaren Leitungen in jedem Fall wasserbeständig sein müssen.“

Prysmian verfügt mit den erdverlegbaren Tecsun (PV) Leitungen neben der TÜV-Zertifizierung als einziger Anbieter über eine Zeichnungsgenehmigung des VDE nach DIN EN 50618. Der Zertifizierungsprozess belegt die einwandfreie Leistung und Qualität der Leitungen über die Lebensdauer einer Photovoltaikanlage von 25 Jahren. Darüber hinaus ermittelte Prysmian im Rahmen des Arrhenius-Messdiagramms einen Wert von 126 Grad Celsius, daraus ergibt sich eine Lebensdauererwartung von 30 Jahren.

Die Umsetzung der Solaranlage in Akadyr ist ein wichtiger Schritt für die Region hin zu mehr Energie-Unabhängigkeit und einer regenerativen Stromerzeugung. Die erwarteten positiven Entwicklungsimpulse für die Wirtschaft und die lokale Bevölkerung können eine Vorbildfunktion für andere Länder darstellen, die über ein bislang ungenutztes Potenzial für erneuerbare Energien verfügen. Qualitativ hochwertige Komponenten bilden dabei den Schlüsselfaktor für einen nachhaltigen Umsetzungserfolg.