Spannungsoptimierung
Energiekosten durch optimierte Spannung reduzieren
Bei Lasten wie konventionellen, also nicht frequenzgeregelten Motoren, Heizungen oder Beleuchtung, wird der Energieverbrauch unter anderem von der Spannung beeinflusst, mit welcher die Geräte versorgt werden. Wird ein solches Gerät mit einer höheren Spannung gespeist als notwendig, verbraucht es mehr Energie als erforderlich.
Die Spannung in öffentlichen Netzen systematisch zu optimieren bzw. zu reduzieren wird in Nordamerika seit Jahrzehnten praktiziert, um den Energieverbrauch und die damit verbundenen Verluste zu verringern und Nachfragespitzen zu senken. Diese ‚Conservation Voltage Reduction‘ (CVR) genannte Methode wird ebenso erfolgreich von Netzbetreibern wie z.B. ENWL in Großbritannien angewendet. Auch in industriellen Verteilungsnetzen kann diese Energiesparmaßnahme Anwendung finden.
Verteiltransformatoren mit Laststufenschaltern sorgen dafür, dass die Spannung immer auf das verbrauchsoptimale Niveau geregelt wird. Der Laststufenschalter ECOTAP® VPD® bietet den dafür notwendigen großen Regelbereich mit gleichzeitig feinen Einzelschritten. Eingebaut in Transformatoren unterschiedlichster Leistungsklassen (herstellerneutral bis ca. 36kV sowie 8.000kVA) ist er der Standard für alle Netztypen. Durch seine kompakten Abmessungen haben geregelte Verteiltransformatoren einen ähnlichen Footprint wie ungeregelte. Zudem ist diese Lösung wartungsfrei und nachhaltig.
Bild: Funktionsprinzip des Ortsnetztransformators mit Laststufenschalter
Bei ungeregelten bzw. starren Verteiltransformatoren können bei Einsatz der CVR-Methode Spannungsbandverletzungen auftreten:
- Wird die Ausgangsspannung am HS/MS Transformator gesenkt, können bei hohen Lasten durch den Spannungsabfall am Ende der Leitung Verletzungen des unteren Spannungsbandes auftreten, da starre MS/NS Transformatoren die niedrigeren Spannungen quasi weitergeben; umgekehrt können bei volatilen Einspeisern und umgekehrtem Lastfluss Überspannungen auftreten.
- Gleichzeitig können bei Verbrauchern nahe des Umspannwerkes Verletzungen des oberen Spannungsbandes auftreten. Wäre bei starren MS/NS Transformatoren das Übersetzungsverhältnis darauf ausgerichtet, könnten wiederum Probleme bei volatilen Einspeisern und umgekehrtem Lastfluss entstehen.
In beiden Fällen löst der Einsatz von geregelten Verteiltransformatoren (sog. rONTs) diese Probleme.
- Sind rONTs schließlich über die MS-Leitung verteilt an kritischen Punkten eingesetzt, dann kann die Ausgangsspannung des MS/NS Transformator sogar weiter gesenkt werden. Mögliche Verletzungen des Spannungsbandes werden durch den geschickten Einsatz der rONTs vermieden während die Spannung für die Verbraucher optimiert wird
Der britische Netzbetreiber Electricity North West (ENWL) hat in einem vierjährigen Forschungsprojekt innovative Technologien zur Optimierung der Versorgungsspannung untersucht. Das Ziel war ein überwachtes und aktiv optimiertes Niederspannungsnetz zu erhalten, bei gleichzeitig verstärkter Einbindung erneuerbarer Energien. Im mehrjährigen Testlauf konnten mittels der CVR-Methodik durch eine Reduzierung der Spannung um 5-8% bis zu 8,5% des Energieverbrauches eingespart und die Verluste um 8% reduziert werden. Hierfür lieferten die geregelten Verteiltransformatoren (rONTs) den Hauptbeitrag.
Bild: rONT im Einsatz beim Verteilnetzbetreiber ENWL
Ihre Vorteile:
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Großer Regelbereich mit 9 bzw. 17 Laststufenschalterstellungen bei gleichzeitig feiner Abstufung der Schaltschritte
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Durch die sehr kompakten Abmessungen in jeder existierenden Ortsnetzstation und sogar auf Mastinstallationen einsetzbar
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Geringe Investitions- und Betriebskosten aufgrund von Wartungsfreiheit und langer Lebensdauer
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Erhalt wertvoller Zusatzinformationen durch digitale Anbindung bei gleichzeitiger Möglichkeit, aktiv auf das Netzgeschehen Einfluss zu nehmen
