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Regelbarer Ortsnetztransformator (RONT)

Neue Technologien für starke Netze

Vor allem in ländlichen Regionen gibt es schon heute zahlreiche Anlagen zur Erzeugung Erneuerbarer Energien. Meist wird damit sogar mehr Strom erzeugt, als vor Ort verbraucht.

 Schwankende Einspeisung fordert Stromnetze heraus

Diese wachsenden Einspeiseleistungen stellen unsere Stromnetze jedoch vor zwei grundsätzliche Herausforderungen: Sind unsere Stromleitungen zum Beispiel bei zu hohen Einspeisemengen überlastet, kann es zur Überlastung und Beschädigung der technischer Anlagen und schlimmsten Falls sogar zum Stromausfall kommen. Dies ist in den Mittel- und Niederspannungsnetzen aber eher selten der Fall.

Viel häufiger sind es Spannungsprobleme: Unsere Kunden haben Anspruch auf eine nahezu konstante Spannung: Das zulässige Spannungsband von ±10 Prozent der Nennspannung darf nicht verlassen werden. Bei einer zu hohen Netzspannung könnten elektrische Geräte durch eine sogenannte Überspannung beschädigt werden. Ist die Spannung dagegen zu niedrig, kann die Funktionsweise der Geräte beeinträchtigt werden.

Regelbarer Ortsnetztransformator sorgt für gleichmäßige Spannung

Um dies zu vermeiden, erweitern und verstärken Netzbetreiber in der Regel ihre Stromnetze, indem sie zusätzliche Stromkabel verlegen. Dies ist allerdings aufwendig und teuer und führt aufgrund der Baumaßnahmen zu Einschränkungen in der regionalen Infrastruktur.

Avacon hat mit dem regelbaren Ortsnetztransformator eine Technologie mitentwickelt, um die Spannung im Ortsnetz gleichmäßig zu halten – ganz automatisch und ohne teure und aufwendige Baumaßnahmen. Regelbare Ortsnetztransformatoren vermindern also in vielen regionalen Stromnetzen aufwendigen und teuren Kabelnetzausbau. 

Was nützt ein RONT?

Regelbare Ortsnetztransformatoren vermindern in vielen regionalen Stromnetzen aufwendigen und teuren Kabelnetzausbau. Gleichzeitig erhöhen sie die Kapazitäten für den Anschluss weitere dezentraler Erzeugungsanlagen. Sie leisten damit einen wichtigen Beitrag zur erfolgreichen Energiewende vor Ort.

Ein regelbarer Ortsnetztransformator (RONT) ist ein spezieller Transformator. Er transformiert die elektrische Spannung aus dem Mittelspannungsnetz auf die im Niederspannungsnetz verwendete niedrigere Spannung (in Europa meist 230/400 Volt). Im Vergleich zu herkömmlichen, nicht regelbaren Transformatoren kann er das Übersetzungsverhältnis im Betrieb ändern und so beispielsweise eine verstärkte Einspeisung von Sonnenstrom ermöglichen, ohne dass die Netzspannung dadurch unzulässig ansteigt oder abfällt.

Bis zu sechs Prozent mehr Kapazität im Netz

In öffentlichen Stromnetzen sind Spannungsschwankungen von ±10 Prozent der Nennspannung erlaubt. Für Hausanschlüsse muss die Spannung also im Bereich von 207-253 Volt, bzw. zwischen 360-440 Volt liegen. Spannungserhöhungen z. B. durch Einspeisung erneuerbarer Energie sind hierfür in der Mittelspannung auf 2%, in der Niederspannung auf 3% begrenzt. Im Gegensatz zu herkömmlichen Transformatoren entkoppelt der rONT das Nieder- vom Mittelspannungsnetz. Damit erhöht sich die Kapazität in Niederspannungsnetzen von drei auf bis zu acht Prozent. Werden regelbare Ortsnetztransformatoren sogar flächendeckend eingesetzt, erhöht sich die Kapazität auch in Mittelspannungsnetzen und dort von zwei auf rund sechs Prozent. Für Spannungsabfälle ergeben sich ähnliche Effekte.

Deutschlandweit einmaliges Pilotprojekt

In Niedersachsen testet Avacon erstmals einen gesamten Mittelspannungsring mit regelbaren Ortsnetztransformatoren (rONT). In dem Pilotprojekt bei Walsrode wurden in einem Teilnetz des Umspannwerks Ahlden insgesamt 32 herkömmliche Transformatoren gegen neue regelbare Ortsnetztransformatoren getauscht. Damit kommt eine völlig neue Art des Netzausbaus – nicht nur bei Avacon, sondern deutschlandweit – erstmalig, zum Einsatz. Trotz weiter steigender dezentraler Einspeiseleistung in allen Netzebenen sorgt Avacon so für eine gleichbleibende Spannung im Niederspannungsnetz.

Einfach und schnell zu mehr Leistung

Der Austausch der alten gegen die neuen regelbaren Trafos hat einige Vorteile: Er ist kostengünstiger und das Netz kann sozusagen bleiben wie es ist. Denn für den Trafowechsel sind keine aufwendigen Tiefbauarbeiten notwendig. Der Bevölkerung bleiben Baustellen vor Ort erspart. Zudem ist das Konzept bedarfsbezogen beliebig erweiterbar.

Kunden merken Trafotausch meist gar nicht

Die meisten Mittelspannungsnetze sind ringförmig aufgebaut. Besonders daran ist, dass sie von einer oder mehreren Stellen aus gespeist werden können und die Versorgung der einzelnen Verbraucher in Form einer Ringleitung erfolgt. Ein Verbraucher kann also von zwei Seiten über den Ring versorgt werden. Wird ein Transformator getauscht, kann der Ring problemlos an dieser Stelle geöffnet werden. Die Verbraucher Drumherum sind trotzdem weiter versorgt.

Vom Prototypen bis zur Serienreife

Avacon hat frühzeitig nach innovativen Lösungen gesucht, um Spannungsschwankungen im Stromnetz auszugleichen, die durch die Einspeisung Erneuerbarer Energie entstehen. Im Rahmen des e-Home Energieprojekts 2020 kamen bereits 2010 die ersten Prototypen des regelbaren Ortsnetztransformators zum Einsatz. Sie erfüllten zwar schnell die technischen Anforderungen, waren allerdings teuer, wartungsintensiv und mehr als doppelt so groß wie Standard-Trafos.

Unkomplizierte Lösung entwickelt

Welche Wechselwirkungen oder Rückkopplungen mit anderen Reglern im Stromnetz auftauchen können, war damals unbekannt. Die Pionierarbeit im e-Home Projekt lieferte entscheidende Antworten und legte den Grundstein für die weitere Entwicklung gemeinsam mit erfahrenen Industriepartnern. Im Jahr 2013 ging der RONT schließlich als sehr robuster und nahezu wartungsfreier Trafo in Serienproduktion. Die Produktionskosten sanken im Vergleich zum Pilotprojekt um 60 Prozent.