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Regelbarer Ortsnetztransformator als Brückentechnologie zum Smart Grid

Eines der zentralen Probleme beim Umgang mit erneuerbaren Energien ist bekanntlich deren volatiles Verhalten. Das wirkt sich aber nicht nur darauf aus, ob Energie erzeugt wird oder nicht, sondern auch auf die im Netz verfügbaren Spannungen. Ein regelbarer Ortsnetztransformator, den Forscher der Technischen Fachhochschule (TFH) Georg Agricola entwickelt haben, soll dazu beitragen, diese Spannungsschwankungen zu beherrschen.

Das Ortsnetz in Deutschland ist auf 230 Volt und 400 Volt festgelegt. Die Spannung darf um 10 Prozent davon abweichen, jenseits davon drohen Geräteausfälle oder Schäden. Diesen Toleranzbereich einzuhalten, wird aber für die Betreiber immer schwieriger, berichten die Bochumer Forscher. Denn mit dem Anteil erneuerbarer Energien würden auch die Spannungsschwankungen im Energieverteilnetz wachsen, die Energieflüsse und die davon abhängigen Spannungspegel seien unregelmäßig. Außerdem seien die Erzeuger dezentral verteilt - von der Solaranlage auf dem Hausdach bis zum Windpark auf dem Acker - so dass sich die Schwankungen kaum an zentraler Stelle im Netz regulieren ließen.

Zur Lösung dieser Problematik hat ein Forscherteam der TFH um Prof. Dr. Günter Schulz und Dr. Michael Bendrat einen regelbaren Ortsnetztransformator entworfen. Bei der Transformation von der Mittelspannungsebene (10.000 V) in die Ortsnetzebene (400/230 V) kann der Trafo sein Übersetzungsverhältnis automatisch an die aktuellen Netzverhältnisse anpassen. Die Regelung erfolgt in fünf Stufen, die den gesamten Bereich der gewöhnlich auftretenden Spannungsschwankungen ausgleichen können. "Der regelbare Ortsnetztrafo wendet vorhandene Energietechnik an, jedoch auf eine neue Art und Weise. Wir haben damit eine Art Brückentechnologie geschaffen auf dem Weg zum Smart Grid. Denn bis so ein intelligentes Energieverteilnetz großflächig aufgebaut werden kann, das für alle Energieerzeuger - vom Großkraftwerk bis zur hauseigenen Solaranlage - optimiert ist, werden noch viele Jahre vergehen", erläutert Dr. Michael Bendrat.

Die wissenschaftlichen Grundlagen legte Bendrat mit seiner Diessertation, die er in diesem Jahr an der TFH abgeschlossen hat. Gemeinsam mit dem Netzbetreiber RWE und dem Transformatorhersteller SGB hat das Forscherteam der TFH unter der Leitung von Prof. Dr. Günter Schulz einen Prototypen entwickelt, der seit Januar 2010 im regulären Netzbetrieb erfolgreich betrieben wird.

(Bild: Enercon GmbH) Metadaten anzeigen: Autor verbergen | Schlagworte