Leistungsstarke elektrische Verteilungstransformatoren: aktuelle Einschränkungen und zukünftige Anforderungen

Die neue europäische Verordnung mit Fokus auf Nachhaltigkeit und eine Reihe neuer funktionaler Anforderungen deuten auf ein Szenario der Anpassung und Weiterentwicklung von elektrischen Verteiltransformatoren hin.

Die Stromnetze entwickeln sich infolge der Elektrifizierung unserer Wirtschaft unaufhaltsam hin zu einem effizienteren und nachhaltigeren Modell. Anforderungen wie Energieeffizienz, Nachhaltigkeit, regulatorische Rahmenbedingungen sowie Platz- und Flächenbeschränkungen prägen die Gegenwart und Zukunft von elektrischen Schaltanlagen im Allgemeinen und von Verteiltransformatoren im Besonderen. Mit über 55 Jahren Erfahrung in der Gestaltung der elektrischen Transformation engagiert sich Ormazabal für die Steigerung der Energieeffizienz und Optimierung von Transformatoren. Das gesamte Portfolio an Transformationslösungen für Mittelspannung basiert daher auf der Anpassung an Markt- und Kundenbedürfnisse mit einem Fokus auf Nachhaltigkeit. Doch was sind die Schlüsselfaktoren für die Zukunft von Verteiltransformatoren? Sehen wir uns das genauer an. Der erste Schlüsselfaktor liegt im regulatorischen Rahmen hinsichtlich der aktuellen Beschränkungen von Transformatoren und ihrer zukünftigen Anforderungen. Im Rahmen der EU-Ökodesign-Richtlinie (TIER2) wurden aufgrund von Größen- und Gewichtsbeschränkungen Grenzen bei der Reduzierung von Transformatorverlusten erreicht. Dies unterstreicht den Bedarf an nachhaltigeren Lösungen für zukünftige Anforderungen, darunter ein reduzierter Materialverbrauch, verbesserte Lebenszyklusanalysen (LCA) und niedrigere Gesamtbetriebskosten (TCO). Verstärkt wird dieser Trend durch den steigenden Energiebedarf infolge der Elektrifizierung unserer Wirtschaft, insbesondere durch den Einsatz kohlenstoffarmer Technologien in Niederspannungsnetzen, wie z. B. dezentrale Energieerzeugung, die zunehmende Verbreitung von Elektrofahrzeugen und den verstärkten Einsatz von Wärmepumpen. Dies impliziert die Notwendigkeit, die Leistung von Verteiltransformatoren in Kompaktstationen zu erhöhen.

Bei der Gleichzeitig geht der Trend hin zur Herstellung von Hochleistungstransformatoren, da die Notwendigkeit, Verteiltransformatoren zu optimieren, nicht nur hinsichtlich der Kosten, sondern auch in Bezug auf den CO₂-Fußabdruck und die Gesamtbetriebskosten immer dringlicher wird. Aus diesem Grund müssen sich die derzeitigen, als Massenware betrachteten Transformatoren weiterentwickeln, um den Anforderungen an Energieeffizienz und Nachhaltigkeit, die die kurzfristige Zukunft des Stromnetzes prägen, besser gerecht zu werden. Dies erklärt das Aufkommen von Transformatoren mit nachhaltiger Spitzenlast (SPL), die so konstruiert sind, dass sie Spitzenlasten von bis zu 150 % ihrer Nennleistung standhalten, ohne ihre Lebensdauer zu beeinträchtigen – und sich somit als ideale Lösung für Anwendungen mit erheblichen Schwankungen des Energiebedarfs positionieren. und das Konzept der Kompakttransformatoren, das darauf abzielt, die physischen Abmessungen von Transformatoren zu reduzieren, um deren Installation in Umspannwerken mit beengten Platzverhältnissen, insbesondere in Stadtzentren und historischen Gebieten, zu erleichtern. Dies positioniert diese Art von Transformatoren als Schlüssel zur Reduzierung des CO₂-Fußabdrucks dank optimiertem und reduziertem Materialverbrauch, Transport und Entsorgung.

Darüber hinaus haben die dringenden Anforderungen an Optimierung und Energieeffizienz neue Prototypen von Verteiltransformatoren hervorgebracht, wie beispielsweise den SPL 400-630 kVA. Dieser zeigt, wie Transformatoren so konstruiert werden können, dass sie saisonale oder Spitzenlastschwankungen bewältigen und im Vergleich zu herkömmlichen Transformatoren mit einem größeren CO₂-Fußabdruck eine effizientere Alternative hinsichtlich Energieverlusten und Gesamtbetriebskosten bieten.