Energietransfer Wie sich erneuerbare Energien in das bestehende Netz integrieren lassen

Autor / Redakteur: Karl Lehnhoff * / Margit Kuther

Der Anteil an Solar- und Windkraftanlagen zur Energiegewinnung steigt. Doch es ist eine Herausforderung, diese in das bestehende Hochspannungsnetz zu integrieren. EBV zeigt Lösungen auf.

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(Bild: EBV)

Beim Aufbau des Stromnetzes vor vielen Jahren floss der Strom immer vom Hochspannungsnetz über das Mittelspannungsnetz in das Niederspannungsnetz, aber nie in andere Richtungen.

Aus diesem Grund ist das Energienetz gar nicht für die Einspeisung auf der Niederspannungs- oder Mittelspannungsebene konzipiert, in die Solar- und Windkraftanlagen einspeisen. Daher sieht man beispielsweise an windigen Tagen recht oft Windräder, die sich nicht drehen, weil sie die ansonsten erzeugte Energie nicht an das Netz abgeben können, da dieses nur eine sehr begrenzte Aufnahmekapazität hat.

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Windkraft im Norden, Photovoltaik im Süden

So steht zum Beispiel in der Bundesrepublik Deutschland ein großer Teil der Windkraftanlagen in Norddeutschland, während die Mehrheit der Photovoltaikanlagen in Süddeutschland zu finden sind. An sonnigen Tagen ist es dann erforderlich, Energie von Süd nach Nord zu transportieren und an windigen Tagen von Nord nach Süd.

Allerdings ist das Netz nicht in der Lage, die Energie schnell genug dorthin zu verteilen, wo sie gebraucht wird. Zudem hängt so manche große Photovoltaik-Anlage an einer kleinen Hausanschlussleitung, so dass die Energie allein schon aus Leitungsgründen gar nicht in vollem Umfang abtransportiert werden kann.

Das Smart Grid regelt den Energiefluss

Ein intelligentes Netz, das Smart Grid, ermöglicht die flexible Regelung des Energieflusses, wobei hierbei die Einbindung der Energieverbraucher eine wesentliche Rolle spielt. Denn Smart Grids werden in Zukunft auch die Verbraucher selbst steuern können. Noch ist das in den meisten Fällen Zukunftsmusik.

Die Smart-Grid-Technologie sorgt dafür, dass die Elektrizitätsnetze nicht mehr starr unidirektional sondern flexibel arbeiten, aber Smart Grids bringen auch die Kommunikation ins Haus. Die heute noch üblichen Systeme sind ausschließlich auf der Hochspannungsseite (einige 100 kV bis 700 kV) gesteuert und geregelt, so dass zunächst eine Transformation von der Hochspannung auf die Mittelspannung (10 kV bis etwa 20 kV) und dann weiter auf die Niederspannung herunter erfolgt.

Dabei sind die Umschaltstationen zwischen den einzelnen Spannungsebenen derzeit in den meisten Fällen noch nicht intelligent. Auch die Ortsnetztrafos sind momentan noch nicht veränderbar, denn es handelt sich hierbei um einfache Transformatoren.

Erneuerbare Energien fordern neue Lösungen

Mit dem Aufkommen der erneuerbaren Energien haben sich ganz neue Voraussetzungen ergeben, denn mittlerweile muss der Ortsnetztrafo das System ausregeln, weil jetzt Photovoltaikanlagen und Windkraftanlagen in das Mittelspannungs- und Niederspannungsnetz einspeisen. Einfache Photovoltaikanlagen, die sich auf Privathäusern befinden, speisen normalerweise in das Niederspannungsnetz ein, während größere Anlagen, die beispielsweise auf Bauernhöfen oder Industriegebäuden installiert sind, in das Mittelspannungsnetz einspeisen.

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