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Pilotprojekte zur Spannungsregelung Pilotprojekte zur Spannungsregelung Pilotprojekte zur Spannungsregelung Pilotprojekte zur Spannungsregelung Pilotprojekte zur Spannungsregelung Pilotprojekte zur Spannungsregelung Pilotprojekte zur Spannungsregelung Pilotprojekte zur Spannungsregelung im NSim NSim NSim NS----Netz der Thüringer EnergieNetz der Thüringer EnergieNetz der Thüringer EnergieNetz der Thüringer Energie
VDE-Symposium, Meissen 18.9.2013VDE-Symposium, Meissen 18.9.2013
Grundsatzfragen Technik
Thüringer Energie AGThüringer Energie AG
Schwerborner Straße 30
99087 Erfurt99087 Erfurt
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GliederungGliederungGliederungGliederungGliederungGliederungGliederungGliederung
1. Allgemeines
2. Pilotprojekt LVRsys der Firma a-eberle
3. weitere regelbare Ortsnetztransformatoren3. weitere regelbare Ortsnetztransformatoren
4. NS-Netzregler
5. Ausblick5. Ausblick
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GliederungGliederungGliederungGliederungGliederungGliederungGliederungGliederung
1.1.1.1. Allgemeines zur NSAllgemeines zur NSAllgemeines zur NSAllgemeines zur NS----SpannungsregelungSpannungsregelungSpannungsregelungSpannungsregelung
2. Pilotprojekt LVRsys der Firma a-eberle
3. weitere regelbare Ortsnetztransformatoren3. weitere regelbare Ortsnetztransformatoren
4. NS-Netzregler
5. Ausblick5. Ausblick
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Prognose Prognose Prognose Prognose EEGEEGEEGEEG----Einspeisungen* Einspeisungen* Einspeisungen* Einspeisungen* in Thüringenin Thüringenin Thüringenin Thüringen„Referenz“- Szenario der TEAG
424 MW
∑ ∑ ∑ ∑ 5428 MW5428 MW5428 MW5428 MW
392 MW
∑ ∑ ∑ ∑ 4073 MW4073 MW4073 MW4073 MW
94,5 % der Anlagen 392 MW
1695 MW94,5 % der Anlagen im NS-Netz
222 MW
1438 MW 3309 MW
∑ ∑ ∑ ∑ 1908 MW1908 MW1908 MW1908 MW
222 MW
765 MW765 MW765 MW765 MW2243 MW
aktaktaktakt. Spitzenlast TEAG:. Spitzenlast TEAG:. Spitzenlast TEAG:. Spitzenlast TEAG:
1844 MW1844 MW1844 MW1844 MW
ohne WAKA
921 MW
Datenbasis:
ohne WAKA
* ohne * ohne * ohne * ohne WasserkraftWasserkraftWasserkraftWasserkraft
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Einspeisung PVEinspeisung PVEinspeisung PVEinspeisung PVPV Einspeisung TEN 2011
Leistung
Leistung
PV Einspeisung 30.7. Beispiel
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Vereinfachtes Ersatzschaltbild und Vereinfachtes Ersatzschaltbild und Vereinfachtes Ersatzschaltbild und Vereinfachtes Ersatzschaltbild und Vereinfachtes Ersatzschaltbild und Vereinfachtes Ersatzschaltbild und Vereinfachtes Ersatzschaltbild und Vereinfachtes Ersatzschaltbild und Zeigerdiagramm der Netzelemente (Zeigerdiagramm der Netzelemente (Zeigerdiagramm der Netzelemente (Zeigerdiagramm der Netzelemente (indindindind.).).).)
Verhalten der Netzelemente (Betriebsmittel) charakterisiert durch:Verhalten der Netzelemente (Betriebsmittel) charakterisiert durch:
NetzimpedanzwinkelψkV (alte Bezeichnung auch: φZ)
oft auch durch das R/X-Verhältnis beschrieben: ψ ≡ φ = artan(X/R)oft auch durch das R/X-Verhältnis beschrieben: ψkV≡ φz= artan(X/R)
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Wirkung Photovoltaik (PV) im Netz Wirkung Photovoltaik (PV) im Netz Wirkung Photovoltaik (PV) im Netz Wirkung Photovoltaik (PV) im Netz →→→→ Spannungsanhebung +Spannungsanhebung +Spannungsanhebung +Spannungsanhebung +∆u ∆u ∆u ∆u als Hauptkriterium der Netzverträglichkeitals Hauptkriterium der Netzverträglichkeitals Hauptkriterium der Netzverträglichkeitals Hauptkriterium der Netzverträglichkeit
Wirkung Photovoltaik (PV) im Netz Wirkung Photovoltaik (PV) im Netz Wirkung Photovoltaik (PV) im Netz Wirkung Photovoltaik (PV) im Netz
Leitungsabschnitt 1 Leitungsabschnitt 2
ON-Station KVS
∆U = 1,5%
50mm250m
m2
150mm2
ON-Station KVSEG
∆U = 6,5%
∆U = 3,5%
50mm150mm
PV-Anlage
6,5%3,5%
Im NSIm NSIm NSIm NS----Netz wird i.d.R. Netz wird i.d.R. Netz wird i.d.R. Netz wird i.d.R. kVA )(ΨS
∆uϕ+⋅= cosmax
Im NSIm NSIm NSIm NS----Netz wird i.d.R. Netz wird i.d.R. Netz wird i.d.R. Netz wird i.d.R. Spannungsgrenzwert Spannungsgrenzwert Spannungsgrenzwert Spannungsgrenzwert ∆∆∆∆uuuumaxmaxmaxmax
vor thermischer Überlast erreichtvor thermischer Überlast erreichtvor thermischer Überlast erreichtvor thermischer Überlast erreichtkV
kVAa S
)(ΨS∆u
ϕ+⋅= cosmax
vor thermischer Überlast erreichtvor thermischer Überlast erreichtvor thermischer Überlast erreichtvor thermischer Überlast erreichtkV
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a) Klassischer Netzausbau (?)a) Klassischer Netzausbau (?)a) Klassischer Netzausbau (?)a) Klassischer Netzausbau (?)a) Klassischer Netzausbau (?)a) Klassischer Netzausbau (?)a) Klassischer Netzausbau (?)a) Klassischer Netzausbau (?)DIN EN 50160
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Pilotprojekt automatisierte Pilotprojekt automatisierte Pilotprojekt automatisierte Pilotprojekt automatisierte SpannungsregelungSpannungsregelungSpannungsregelungSpannungsregelungRegelung an SammelschieneRegelung an SammelschieneRegelung an SammelschieneRegelung an SammelschieneRegelung an SammelschieneRegelung an SammelschieneRegelung an SammelschieneRegelung an Sammelschiene
oder Regelung an Bezugspunkten im Netz (Weitpunktregelung)oder Regelung an Bezugspunkten im Netz (Weitpunktregelung)oder Regelung an Bezugspunkten im Netz (Weitpunktregelung)oder Regelung an Bezugspunkten im Netz (Weitpunktregelung)
ON-Station
NS-Leitung (Ortsnetz) KV HARückspeisung
Spannungs-
anhebung ∆umax. zulässig: 440V(EN 50160: ∆u = +/-10% UN)
Leitungslänge (m)UN = 400 V
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ErmittlungErmittlungErmittlungErmittlung von spannungskritischen von spannungskritischen von spannungskritischen von spannungskritischen ZuständenZuständenZuständenZuständen
Einbau von Einbau von Einbau von Einbau von mobilenmobilenmobilenmobilen Messungen im Niederspannungsortsnetz Messungen im Niederspannungsortsnetz Messungen im Niederspannungsortsnetz Messungen im Niederspannungsortsnetz
Trafostation: Netzausläufer: Spannungsmessung Trafostation:
PQ-MessungSpannungsmessung
Bildquellen : HT Instruments GmbH, a-eberle GmbH & Co. KG
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GliederungGliederungGliederungGliederungGliederungGliederungGliederungGliederung
1. Allgemeines
2.2.2.2. Pilotprojekt Pilotprojekt Pilotprojekt Pilotprojekt LVRsysLVRsysLVRsysLVRsys der Firma ader Firma ader Firma ader Firma a----eberleeberleeberleeberle
3. weitere regelbare Ortsnetztransformatoren3. weitere regelbare Ortsnetztransformatoren
4. NS-Netzregler
5. Ausblick5. Ausblick
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Reg. Reg. Reg. Reg. OrtsnetztrafoOrtsnetztrafoOrtsnetztrafoOrtsnetztrafo LVRSysLVRSysLVRSysLVRSys –––– TS Goldbach GWG 1TS Goldbach GWG 1TS Goldbach GWG 1TS Goldbach GWG 1
- A-Eberle LVRSys- A-Eberle LVRSys
- Errichtung neben TS- Errichtung neben TS
- Aufnahme Probetrieb 1/2013
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Regelbarer Ortsnetztransformator Regelbarer Ortsnetztransformator Regelbarer Ortsnetztransformator Regelbarer Ortsnetztransformator Funktionsprinzip LVRsys von a.eberle
Technische Daten
•Nenn-
Eingangsspannung
230V
+1,5% -4,5%-1,5%-1,5%
Eingangsspannung
•Nennfrequenz 50-60Hz
•Nennstrom 913A je Phase
•Höchste 50°•Höchste
Umgebungstemperatur
50°
•Kurzschlussfestigkeit 24kA für 300ms
•Kühlungsart Konvektionskühlung
•Gewicht Ca. 700kg
•Verlustleistung bei
630kVA
540W je Phase
•Wirkungsgrad 99,7%•Wirkungsgrad 99,7%
•Blitzschutz Schutzableiter kombi
1&2 1,5KV
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Netzplan GWG GoldbachNetzplan GWG GoldbachNetzplan GWG GoldbachNetzplan GWG Goldbach
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Netzplan GWG GoldbachNetzplan GWG GoldbachNetzplan GWG GoldbachNetzplan GWG Goldbach
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TS PV install. 602 kW
PVHL Bezug 280 kWTS GWG 2PVHL Bezug 280 kW
TS GWG 1mit LVRSys
• Spannungssensor am HA Rinderstall• Datenübertragung mittels GPRS zum LVRSys
mit LVRSys• Datenübertragung mittels GPRS zum LVRSys• U Führungsgröße für LVRSys
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MesswertauswertungMesswertauswertungMesswertauswertungMesswertauswertung LVRSysLVRSysLVRSysLVRSys Goldbach (25.04. Goldbach (25.04. Goldbach (25.04. Goldbach (25.04. ---- 29.04. 2013)29.04. 2013)29.04. 2013)29.04. 2013)
L3 ungeregelt (Ausfall)L3 ungeregelt (Ausfall)L3 ungeregelt (Ausfall)L3 ungeregelt (Ausfall)L3 ungeregelt (Ausfall)L3 ungeregelt (Ausfall)L3 ungeregelt (Ausfall)L3 ungeregelt (Ausfall)
RegelbereichRegelbereichRegelbereichRegelbereichRegelbereichRegelbereichRegelbereichRegelbereich
TotzoneTotzoneTotzoneTotzone
L1, L2 weiterhin geregeltL1, L2 weiterhin geregeltL1, L2 weiterhin geregeltL1, L2 weiterhin geregeltalle Phasen mit Regleralle Phasen mit Regleralle Phasen mit Regleralle Phasen mit Regler
TotzoneTotzoneTotzoneTotzone
L1, L2 weiterhin geregeltL1, L2 weiterhin geregeltL1, L2 weiterhin geregeltL1, L2 weiterhin geregeltalle Phasen mit Regleralle Phasen mit Regleralle Phasen mit Regleralle Phasen mit Regler
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Regelbarer Regelbarer Regelbarer Regelbarer OrtsnetztrafoOrtsnetztrafoOrtsnetztrafoOrtsnetztrafo ---- Datenauswertung LehrausbildungDatenauswertung LehrausbildungDatenauswertung LehrausbildungDatenauswertung Lehrausbildung
0
00:00 02:00 04:00 06:00 08:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00-100
-90
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-20
-10
Zeitachse
P/k
W
Wetterstat.HerrenhofWetterstat.Herrenhof
GlobalstrahlungGlobalstrahlungGlobalstrahlungGlobalstrahlungPV GWG Goldbach
EinspeiseleitungEinspeiseleitungEinspeiseleitungEinspeiseleitung kWkWkWkW
G GG G
Lehrausbildung
GWG Goldbach
Geregelte TS - UUUU
ON Goldbach
Ungeregelte TS - UUUU
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GliederungGliederungGliederungGliederungGliederungGliederungGliederungGliederung
1. Allgemeines
2. Pilotprojekt LVRsys der Firma a-eberle
3.3.3.3. weitere Hersteller regelbarer Ortsnetztransformatorenweitere Hersteller regelbarer Ortsnetztransformatorenweitere Hersteller regelbarer Ortsnetztransformatorenweitere Hersteller regelbarer Ortsnetztransformatoren3.3.3.3. weitere Hersteller regelbarer Ortsnetztransformatorenweitere Hersteller regelbarer Ortsnetztransformatorenweitere Hersteller regelbarer Ortsnetztransformatorenweitere Hersteller regelbarer Ortsnetztransformatoren
4. NS-Netzregler
5. Ausblick5. Ausblick
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Maschinenfabrik Maschinenfabrik Maschinenfabrik Maschinenfabrik –––– ReinhausenReinhausenReinhausenReinhausen GmbH GmbH GmbH GmbH Maschinenfabrik Maschinenfabrik Maschinenfabrik Maschinenfabrik –––– ReinhausenReinhausenReinhausenReinhausen GmbH GmbH GmbH GmbH „GRIDCON® TRANSFORMER“
� Oberspannungsseitige Regelung
� Leistungen 250, 400, 630, 800kVA
Eckdaten:Eckdaten:Eckdaten:Eckdaten:
� Leistungen 250, 400, 630, 800kVA
� Stufung wählbar bis +/- 2,5% pro Stufe
� Stufenzahl 9,7 oder 5 möglich
� Abmessungen werden für die verfügbaren Größen eingehalten
� 700.000 Schaltungen ohne Wartung� 700.000 Schaltungen ohne Wartung
� Führungsgröße U
� 3-phasige Regelung
� Parametrierung wählbar� Parametrierung wählbar
� Beibehalten der aktuellen Stufung im Fehlerfall
� Auch von J.Schneider Elektrotechnik GmbH als SmartActiveTransformervertriebenvertrieben
Bildquelle: Maschinenfabrik – Reinhausen GmbH
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Siemens AGSiemens AGSiemens AGSiemens AGSiemens AGSiemens AGSiemens AGSiemens AGFITFORMER® REG
� Unterspannungsseitige Regelung
� hoher Materialeinsatz
Eckdaten:Eckdaten:Eckdaten:Eckdaten:
� hoher Materialeinsatz
� Leistungen 400 u. 630 kVA
� Regelbereich +/- 3,57% (400kVA) u. +/-4,5 % (630kVA) in zwei Stufen4,5 % (630kVA) in zwei Stufen
� weitere Leistungen in der Planung und UmsetzungUmsetzung
� Abmessungen werden für die verfügbaren Größen leicht überschritten
� Führungsgröße U� Führungsgröße U
� 3-phasige Regelung
� Parametrierung wählbar
Bildquelle: Siemens AG
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MagtechMagtechMagtechMagtech AS (Norwegen)AS (Norwegen)AS (Norwegen)AS (Norwegen)MagtechMagtechMagtechMagtech AS (Norwegen)AS (Norwegen)AS (Norwegen)AS (Norwegen)Selbstregelnder Ortsnetztrafo
Eckdaten:Eckdaten:Eckdaten:Eckdaten:
� unterspannungsseitige Regelung
� Leistungen 100, 250, 400,500, 630 kVA
Regelbereich bis -8% stufenlosstufenlosstufenlosstufenlosRegelbereich bis -8% stufenlosstufenlosstufenlosstufenlos
� Abmessungen müssen angepasst werden
� geregelter und ungeregelter NS- Abgang� geregelter und ungeregelter NS- Abgang
� Führungsgröße I
� keine Parametrierung erforderlich
� Ähnliche Ausführung auch � Ähnliche Ausführung auch
bei Schneider Elektric GmbH als M-RONT
Bildquelle: Magtech AS
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GliederungGliederungGliederungGliederungGliederungGliederungGliederungGliederung
1. Allgemeines
2. Pilotprojekt LVRsys der Firma a-eberle
3. weitere regelbare Ortsnetztransformatoren3. weitere regelbare Ortsnetztransformatoren
4.4.4.4. NSNSNSNS----NetzreglerNetzreglerNetzreglerNetzregler
5. Ausblick5. Ausblick
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NS NetzreglerNS NetzreglerNS NetzreglerNS NetzreglerNS NetzreglerNS NetzreglerNS NetzreglerNS Netzregler�Regelung einzelner Abgänge �Längsregler beliebig auf einer Leitung einsetzbar
NS- NetzreglerON Station PV-Anlage
�Längsregler beliebig auf einer Leitung einsetzbar�Punktuell einsetzbar
NS- NetzreglerON Station
G
PV-Anlage
max. zulässig: 440Vmax. zulässig: 440Vmax. zulässig: 440Vmax. zulässig: 440V
ONONONON----StationStationStationStation
HA NSNSNSNS----Leitung (OrtsnetzLeitung (OrtsnetzLeitung (OrtsnetzLeitung (Ortsnetz)
Spannung (V)Spannung (V)Spannung (V)Spannung (V)
HAHAHAHARückspeisungRückspeisungRückspeisungRückspeisung
max. zulässig: 440Vmax. zulässig: 440Vmax. zulässig: 440Vmax. zulässig: 440V(EN 50160: (EN 50160: (EN 50160: (EN 50160: ∆u = ∆u = ∆u = ∆u = +/+/+/+/----10% UN)10% UN)10% UN)10% UN)
Spannungs-anhebung ∆u
Spannung (V)Spannung (V)Spannung (V)Spannung (V)
UN = 400 VUN = 400 VUN = 400 VUN = 400 VLeitungslänge (m)Leitungslänge (m)Leitungslänge (m)Leitungslänge (m)
UN = 400 VUN = 400 VUN = 400 VUN = 400 V
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NS Netzregler NS Netzregler NS Netzregler NS Netzregler ---- WALCHER GmbH & Co. KGWALCHER GmbH & Co. KGWALCHER GmbH & Co. KGWALCHER GmbH & Co. KGNS Netzregler NS Netzregler NS Netzregler NS Netzregler ---- WALCHER GmbH & Co. KGWALCHER GmbH & Co. KGWALCHER GmbH & Co. KGWALCHER GmbH & Co. KG
– Durchgangsströme 50 A bis 400A
– 3 voneinander unabhängig geregelte geregelte Transformatorkaskaden
– Regelumfang +- 36 V in Stufen– Regelumfang +- 36 V in Stufen
– 6 x 6 V in jeder Phase– 6 x 6 V in jeder Phase
– Schaltschütze– Schaltschütze
Bildquelle: Walcher GmbH & Co. KG
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NS Netzregler NS Netzregler NS Netzregler NS Netzregler ––––NS Netzregler NS Netzregler NS Netzregler NS Netzregler ––––Einsatzfall Ortsnetz Harth Pöllnitz
� PV – bedingte Überschreitung der zul. U im ON� NS Netzregler WALCHER zur Vermeidung unzul. � NS Netzregler WALCHER zur Vermeidung unzul. Spannungserhöhungen
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NS Netzregler NS Netzregler NS Netzregler NS Netzregler –––– AlternativenAlternativenAlternativenAlternativenThyroboxThyroboxThyroboxThyrobox VR von VR von VR von VR von AEG Power AEG Power AEG Power AEG Power Solutions GmbHSolutions GmbHSolutions GmbHSolutions GmbHThyroboxThyroboxThyroboxThyrobox VR von VR von VR von VR von AEG Power AEG Power AEG Power AEG Power Solutions GmbHSolutions GmbHSolutions GmbHSolutions GmbH
� Vorschlag: Einsatz der Thyrobox VR von AEG Power Solutions� Vorschlag: Einsatz der Thyrobox VR von AEG Power Solutions� 125 kVA� stufenlose Spannungsregelung
Bildquelle: AEG Power Solutions GmbH
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NS Netzregler NS Netzregler NS Netzregler NS Netzregler –––– AlternativenAlternativenAlternativenAlternativenThyrobox VR von AEG Power Solutions GmbHThyrobox VR von AEG Power Solutions GmbH
Bildquelle: AEG Power Solutions GmbH Bildquelle: AEG Power Solutions GmbH
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GliederungGliederungGliederungGliederungGliederungGliederungGliederungGliederung
1. Allgemeines
2. Pilotprojekt LVRsys der Firma a-eberle
3. weitere regelbare Ortsnetztransformatoren3. weitere regelbare Ortsnetztransformatoren
4. NS-Netzregler
5.5.5.5. AusblickAusblickAusblickAusblick5.5.5.5. AusblickAusblickAusblickAusblick
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Weiteres VorgehenWeiteres VorgehenWeiteres VorgehenWeiteres VorgehenWeiteres VorgehenWeiteres VorgehenWeiteres VorgehenWeiteres Vorgehen
NS Netzregler NS Netzregler NS Netzregler NS Netzregler –––– AEG AEG AEG AEG ThyroboxThyroboxThyroboxThyrobox
– Einsatzort Königssee
– Geplante Inbetriebnahme 9/2013– Geplante Inbetriebnahme 9/2013
RONT RONT RONT RONT –––– Maschinenfabrik Maschinenfabrik Maschinenfabrik Maschinenfabrik ReinhausenReinhausenReinhausenReinhausenRONT RONT RONT RONT –––– Maschinenfabrik Maschinenfabrik Maschinenfabrik Maschinenfabrik ReinhausenReinhausenReinhausenReinhausen
– Einsatz in Hochdorf ca. 170 kW PV
– Geplante Inbetriebnahme 10/2013– Geplante Inbetriebnahme 10/2013
RONT RONT RONT RONT –––– SiemensSiemensSiemensSiemens
– Einsatz in Siemerode, ca. 109 kW PV
– Geplante Inbetriebnahme 11/2013
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Grundsatzfragen Technik
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