Kommu­nale Ener­gie­wendeDer Kleine für die große Wende

Der kleinste Wider­stand­schnell­schalter der Welt für regel­bare Orts­netz­trans­for­ma­toren hat gleich zwei riesige Talente für die Ener­gie­wende.


TALENT 1

Netze günstig und rasch ausbauen

Je höher der Anteil von Einspei­sern erneu­er­barer Ener­gien, desto höher muss auch der Ausbau­grad der Netze sein. Denn mit viel Wind- und Solar­kraft nehmen die Span­nungs­schwan­kungen im Verteil­netz stark zu.

Jedes Land hat unter­schied­liche Tole­ranzen für Span­nungs­schwan­kungen. Diese vari­ieren von plus-minus fünf bis zehn Prozent. Diese Tole­ranzen zu garan­tieren, wird für Netz­be­treiber mit zuneh­mendem Anteil Erneu­er­barer schwie­riger. Die Lösung: Netz­ausbau. Doch dazu gibt es zwei Ansätze: Erstens der aufwen­dige und kosten­in­ten­sive Ausbau mit dickeren Leitungen und mehr Orts­netz­sta­tionen. Zwei­tens der kosten­güns­ti­gere flexi­blere Ausbau mit regel­baren Orts­netz­trans­for­ma­toren, soge­nannten RONTs. Mit Letz­terem wandert der letzte Regel­punkt vom Umspann­werk in die Orts­netz­sta­tion. Die Span­nung lässt sich damit leichter stabil halten, denn das Netz erhält mehr Zwischen­kon­troll­punkte, die nah an der Quelle regeln. Für solche Ansätze lässt sich der ECOTAP® VPD®Last­stu­fen­schalter mit wenig Aufwand in bestehende Trafo­kon­zepte inte­grieren. Es sind keine neuen Leitungen oder Gebäude nötig. Der Tausch eines bestehenden unge­re­gelten gegen einen regel­baren Orts­netz­trafo dauert unge­fähr einen Tag. Ein voll­stän­diger Leitungs­ausbau würde Monate dauern.

Erhöhte Netz­ka­pa­zi­täten

Doch nicht nur durch die erhöhte Aufnah­me­fä­hig­keit für erneu­er­bare Erzeuger im Verteil­netz begüns­tigt ECOTAP® VPD® die Ener­gie­wende. Mit dem Siegeszug der Elek­tro­mo­bi­lität werden auch die last­sei­tigen Anfor­de­rungen an die Netze massiv zunehmen. Auch in diesem Fall profi­tieren Netz­be­treiber von der durch den RONT erhöhten Aufnah­me­fä­hig­keit der Netze.

Der Mini-Last­stu­fen­schalter ECOTAP® VPD® macht Orts­netz­trans­for­ma­toren regelbar. Es gibt ihn als einpha­sige Ausfüh­rung (9 Betriebs­ein­stel­lungen) sowie drei­phasig mit oder ohne Vorwähler (9 bzw. 17 Betriebs­ein­stel­lungen). Funk­tio­na­lität auf kleinem Raum: Das Motor­modul (oben) treibt den Last­stu­fen­schalter (unterer Teil) zuver­lässig an. Dabei werden der Wähler sowie der Last­um­schalter mit Über­schalt­wi­der­stand und Vaku­um­schalt­röhre betä­tigt.

TALENT 2

Zehn Prozent mehr Leis­tung aus Wind und Solar

Eine Wind­ener­gie­an­lage oder ein Photo­vol­taik-Frei­flä­chen­kraft­werk benö­tigen lokale Umrichter, die Gleich­span­nung für die Netz­ein­spei­sung in Wech­sel­span­nung wandeln. Die Leis­tungs­fä­hig­keit eines Umrich­ters defi­niert sich über die Höhe des maxi­malen Stroms und der anlie­genden Netz­span­nung. Da die Span­nung schwanken kann, müssen Hersteller von Wind- und PV-Anlagen für die Leis­tungs­fä­hig­keit einen Span­nungs­wert zugrunde legen. In der Regel ist das der Nomi­nal­wert der Span­nung oder weniger — nie jedoch für das Span­nungs­op­timum. Darum hängt die Schein­leis­tung, die ein Wech­sel­richter zur Verfü­gung stellen kann, maßgeb­lich von Netz­schwan­kungen ab. Das kann dazu führen, dass im Betrieb die einge­speiste Wirk­leis­tung — und nur die wird in der Regel bezahlt! — geringer ist, als die Ener­gie­quelle sie bei starkem Wind oder starker Sonnen­ein­strah­lung zur Verfü­gung stellen würde. Uner­wünschte Wirk­leis­tungs­re­duk­tionen können noch eine andere Ursache haben: Wenn bei schwan­kender Netz­span­nung der Blind­leis­tungs­be­darf des Netzes so hoch ausfällt, dass er zusammen mit der zur Verfü­gung gestellten Wirk­leis­tung das Schein­leis­tungs­ver­mögen des Wech­sel­rich­ters über­schreitet. Dann konnte man bisher entweder die wert­volle Wirk­leis­tung dros­seln oder kost­spie­lige, aber meist unge­nutzte Reserve-Umrich­ter­leis­tung und Blind­leis­tungs­quellen vorsehen.

Wech­sel­richter-Trafos

Die güns­ti­gere Lösung, um alles aus den Anlagen heraus­zu­holen, besteht darin, die Trans­for­ma­toren an den Wech­sel­rich­tern durch gere­gelte Trans­for­ma­toren zu ersetzen. Sie regeln die Span­nung so, dass es für den Umrichter optimal ist, und sorgen dafür, dass in jedem Betriebs­punkt die maxi­male Wirk­leis­tung einge­speist werden kann. Das Ergebnis: bis zu zehn Prozent mehr nutz­bare Leis­tung aus Wind und PV — nach Plan und zerti­fi­zierbar. Mit dem Mini-Last­stu­fen­schalter ECOTAP® VPD® kann das Grund­de­sign von Orts­netz­trans­for­ma­toren unver­än­dert bleiben. Ein Vorteil beispiels­weise für Wind­kraft­an­lagen, wo der Trans­for­mator direkt in der Gondel sitzt und Volumen und Gewicht eine zentrale Rolle spielen. Auch andere Ener­gie­wende-Anlagen mit Umrich­tern profi­tieren vom Leis­tungs­schub durch güns­tige regel­bare Trafos: zum Beispiel drin­gend benö­tigte Batte­rie­spei­cher oder Elek­tro­ly­seure zur Wasser­stoff­pro­duk­tion.


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