Der Abschied von den fossilen Energieträgern und der massive Ausbau von Wind- und Solaranlagen ist nur die eine Seite, wenn es um die Zukunft der Netze geht. Das andere ist, dass gleichzeitig der Bedarf nach Strom rasant steigt. Nicht nur weil Mobilität und Wärme elektrisch werden, sondern auch weil immer mehr Menschen Strom zum Leben benötigen: Laut Prognosen der UNO steigt die Weltbevölkerung bis 2060 auf rund 10 Milliarden. Doch wenn mehr Strom fließen soll, brauchen wir mehr Leitungen und größere Transformatoren.
Zeit der Giganten: XXL-Trafos für mehr Strom
Energiewende, Sektorenkopplung und Bevölkerungswachstum lassen den Bedarf an elektrischer Energie enorm wachsen. Der Trend geht daher zu immer größeren und leistungsfähigeren Transformatoren. Drei Bereiche sind davon besonders betroffen.
Zeit der Giganten: XXL-Trafos für mehr Strom
Energiewende, Sektorenkopplung und Bevölkerungswachstum lassen den Bedarf an elektrischer Energie enorm wachsen. Der Trend geht daher zu immer größeren und leistungsfähigeren Transformatoren. Drei Bereiche sind davon besonders betroffen.
Reinhausen hat einen Laststufenschalter entwickelt, der solche Hochleistungsanwendungen erst möglich macht: VACUTAP® VRL® – den leistungsstärksten -Vakuumschalter der Welt. Bislang war in Sachen Bemessungsstrom bei 1.300 Ampere Schluss, der neue Schalter schafft 3.200 Ampere und damit mehr als das Doppelte. So macht Reinhausen den Bau immer größerer Trafos erst möglich. Das ist vor allem für drei Anwendungen interessant.
Gleichstromübertragung mit HGÜ-Transformatoren
Gleichstromübertragung mit HGÜ-Transformatoren
Die Hochspannungs-Gleichstrom-Übertagung (HGÜ) ist eine zentrale Stellschraube für die Energiewende. Denn der klimafreundliche Strom wird meist fernab von den Ballungszentren und den großen industriellen Verbrauchern erzeugt: auf hoher See oder in Wüstenregionen. Mittels Gleichstromtechnologie lässt sich die Energie mit geringen Verlusten über weite Strecken transportieren und auch zwischen Ländern austauschen, die eine andere Netzfrequenz haben. Um immer mehr Solar- und Windstrom zu transportieren, sind immer größere Übertragungsleistungen notwendig. Für die Umrichterstationen, die an den Leitungsenden den Gleichstrom in Wechselstrom umwandeln, bedeutet das deutliche höhere Spannungen. Hier braucht es deshalb immer größere HGÜ-Trafos und immer leistungsfähigere Stufenschalter.
Die Größe der HGÜ-Transformatoren auf den Sammelplattformen nimmt zu. (©iStock)
Der neue VACUTAP® VRL® in Zahlen
3200 A
maximaler Bemessungsstrom
6000 V
Maximale Stufenspannung
10000 kVA
Maximale Schaltleistung
Stabilisatoren im Netz: Phasenschieber-Transformatoren
Stabilisatoren im Netz: Phasenschieber-Transformatoren
Mit dem Wachstum der erneuerbaren Einspeiser, steigt auch die Volatilität in den Übertragungsnetzen. Je nach Wetterverhältnis kommt es auf einzelne Leitungen ohne weiteren Netzausbau zu Überlastungen. Damit das Netz stabil bleibt, kann der erzeugte Strom nicht genutzt werden und es kommt zu teuren Redispatch-Maßnahmen. Das Energieflussmanagement wird daher immer wichtiger. Phasenschieber-Transformatoren helfen dabei, die Übertragungsleistung der bestehenden Infrastruktur zu erhöhen, in dem sie die Überlast aus einer Leitung so verschieben, dass das Netz besser ausgenutzt wird. Auch hier gilt die Gleichung: Nimmt der Strom aus Sonne und Wind zu, müssen auch die Phasenschieber-Trafos größer werden. Ein Beispiel dafür ist der bislang größte und leistungsstärkste Phasenschieber-Trafo, den der deutsche Netzbetreiber Amprion einsetzt. In ihm schaltet bereits der VACUTAP® VRL®.
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Der VACUTAP® VRL® schaltet bereits in dem wohl größten Phasenschieber der Welt.
Höchstleistungsanwendungen: Trafos für die Industrie
Höchstleistungsanwendungen: Trafos für die Industrie
Ofentransformatoren in Stahlwerken müssen enorme Energiemengen bewältigen. Sie sorgen dafür, dass die Temperaturkurve, die für den Schmelzprozess im Lichtbogenofen erforderlich ist, eingehalten wird. Das zentrale Stellglied zur Steuerung ist dabei der Stufenschalter, der rund um die Uhr die Spannung reguliert. Um die Dimensionen zu verdeutlichen: Er schaltet in wenigen Wochen häufiger, als er dies in einem normalen Netztrafo in 20 Jahren tun würde. Der neue VACUTAP® VRL® ist mit bis zu 300.000 Schaltungen wartungsfrei und damit für solche enormen Anforderungen gewappnet. Und der Hochleistungsschalter ist nicht nur für die Stahlindustrie interessant: Andere energieintensive Anwendungen, in denen große Trafos benötigt werden sind zum Beispiel Zementwerke, die Kupfer- und Aluminiumproduktion oder Elektrolyseanwendungen wie zum Beispiel zur Erzeugung von Wasserstoff.
Für die Stahlerzeugung sind Hochleistungstransformatoren essenziell. (©iStock)
Ein Meisterstück
Der VACUTAP® VRL® ist eine innovative Lösung, um extreme Ströme und Magnetfelder zu beherrschen. Die Entwickler bei Reinhausen konnten bei der Realisation auf über 30 Jahre Erfahrung in der Vakuumtechnologie zurückgreifen. Der VACUTAP® VRL® bietet sowohl für Trafohersteller als auch Netzbetreiber zahlreich Vorteile.
Vorteile für die Konstruktion von Hochleistungstransformatoren:
- Keine erzwungene Stromteilung ist erforderlich, das ermöglicht eine vereinfachte Wicklungskonstruktion
- Kompakteres Design mit weniger Material und Öl, geringerem Gewicht und geringerer Abmessungen
Vorteile für den Netzbetrieb
- Geringer Wartungsaufwand dank Vakuumtechnologie
- Verbesserte Widerstandsfähigkeit und Zuverlässigkeit der Übertragungsnetze
- Höhere Übertragungskapazitäten
