Kleine, fensterlose Häuschen, die am Wegesrand leise vor sich hin brummen - das sind Ortsnetztransformatoren. Die kleinen Trafohäuschen sorgen dafür, dass in der normalen Steckdose zu Hause die richtige Spannung von maximal 400 Volt ankommt. Intelligente Ortsnetzstationen können jedoch wesentlich mehr und sorgen dafür, dass Haushalte grünen Strom erzeugen und einspeisen können und auch größere Lasten aus dem Stromnetz beziehen können.
Regelbarer Ortsnetztransformator (RONT)
Viele Haushalte speisen mittlerweile selbst Energie in die Netze ein. Gleichzeitig entwickelt sich die Elektromobilität immer mehr zu einem neuen Großverbraucher. Doch leider sind Ortsnetzstationen nicht besonders flexibel. Denn wenn konventionelle Elektrizitätswerke normal arbeiten, zusätzlich viel Wind weht und die Sonne scheint, landet die gesamte Energie im Stromnetz – solange Windkraft- und Photovoltaikanlagen nicht abgeschaltet werden.
Das heißt: Die elektrische Spannung im Netz steigt an, der Ortsnetztransformator leitet mehr als 400 Volt weiter, im schlimmsten Fall gehen davon die Elektrogeräte zu Hause kaputt. Das ist ärgerlich und darf den Netzbetreibern nicht passieren. Gesetzlich sind sie dazu verpflichtet eine zuverlässige Versorgungsspannung zu gewährleisten.
Hier kommt Student Jonas Gnegel ins Spiel. Für seine Bachelorarbeit an der FH Münster hat er ein Modell eines regelbaren, intelligenten Ortsnetztransformators (RONT) gebaut. Der kann im laufenden Betrieb das Übersetzungsverhältnis des Transformators so anpassen, dass immer die richtige Spannung beim Kunden ankommt. Egal, wie sehr die Spannung im Stromnetz schwankt.
Das Ganze ist brandaktuell. Denn RONTs gibt es bisher kaum in der Infrastruktur der Netzbetreiber. „Sie sind aber wichtig für die Energiewende, weil das Netz viel mehr erneuerbare Energien verlustfrei aufnehmen könnte. Dafür müssten nicht mal zusätzliche Kabel oder Leitungen verlegt werden“, sagt Gnegel.
Bei seiner intelligenten Ortsnetzstation lässt sich die Spannung mithilfe von drei aufgewickelten Spulen regulieren, sowohl manuell als auch automatisch. Sobald die Regelspannung über einen festgelegten Zeitraum über- oder unterschritten wird, gibt es einen Schaltbefehl, der den Transformator auf ein neues Übersetzungsverhältnis einstellt.
Stromsensor „SMIGHT Grid“
Auch die Informationen über die tatsächliche Auslastung der Verteilnetze werden im Zuge des zunehmendem dezentralen Ausbaus der erneuerbaren Stromerzeugung für Netzbetreiber daher immer wichtiger. Denn sie sind Grundlage für einen effizienten und vorausschauenden Netzausbau.
Klassische Ortsnetzstationen besitzen zwar selbst eine Messeinheit, den sogenannten Schleppzeiger, dieser zeigt aber nur den höchstgemessenen Gesamtverbrauch einer Station an. Zudem wird dieser meist nur alle vier Jahre von den Netzbetreibern manuell abgelesen.
Der neue Stromsensor „SMIGHT Grid“ hingegen misst die Stromstärke an den einzelnen Abgängen – also den Kabeln, über die der Strom von der Ortsnetzstation zu den Haushalten transportiert wird - und überträgt diese verschlüsselt in Echtzeit über das Mobilfunknetz an SMIGHT. So liefert der Stromsensor detaillierte Informationen, wann in welchem Straßenzug wie viel Strom gesamtheitlich verbraucht wird.
SMIGHT speichert dann die Daten auf einer IoT-Plattform, wertet sie aus und stellt sie dem Netzbetreiber anschließend in einem Web-Portal zur Verfügung. Der Stromsensor ist damit das erste am Markt verfügbare Messsystem, das durch die Nutzung von IoT-Technologie großflächig und dauerhaft zur Datengewinnung im Verteilnetz eingesetzt werden kann.
Als einer der ersten Verteilnetzbetreiber Deutschlands investiert die Netze BW jetzt großflächig in die Digitalisierung ihrer intelligenten Ortsnetzstationen mittels des vom EnBW Start-up SMIGHT entwickelten Stromsensors „SMIGHT Grid“. In den nächsten Wochen werden 550 Ortsnetzstationen in Baden-Württemberg mit Stromsensoren ausgestattet. In Summe entstehen dadurch etwa 18.000 digitale Messpunkte, die viertelstündlich Daten erfassen und übertragen.
