Veränderungen im Verteilnetz stellen Energieversorger vor neue Herausforderungen

Unser Niederspannungsregelsystems LVRSys™ als Baustein für die Zukunft

↓ Hier den wirtschaftlichen Vergleich des LVRSys™-Niederspannungsregelsystems in Gegenüberstellung zum klassischen Leitungsausbau herunterladen (ohne Angabe von E-Mail-Adresse oder sonstiger persönlicher Daten):


Verteilnetzbetreiber stehen vor großen Herausvorderungen

Die Energiewende und die damit verbundenen Veränderungen im Verteilnetz stellen viele Verteilnetzbetreiber vor unterschiedliche Herausforderungen. Diese sind unter anderem:

  • Spannungsbandverletzungen häufen sich
  • Photovoltaikanlagen im Niederspannungsnetz heben das Spannungsniveau an
  • Photovoltaikanlagen dominieren das Spannungsniveau am Tag
  • Die Zunahme an Wärmepumpen und Elektromobilen senken das Spannungsniveau ab und beides dominiert das Spannungsniveau am Abend sowie in der Nacht
  • Der Großteil der Elektrofahrzeuge wird Zuhause einphasig geladen
  • Spannungsanhebungen und Spannungsabsenkungen sind in der Regel zeitlich versetzt
  • Es treten vermehrt Asymmetrien der 3-Phasenspannungen auf

Diese Wirtschaftlichkeitsanalyse soll Energieversorgern im Planungsprozess des Verteilnetzes helfen, die richtige Entscheidung für ihre Investition zu treffen und abzuwägen, wann sich ein Leitungsausbau lohnt und wann nicht.

Geringe Investitions- und Betriebskosten machen das LVRSysTM gegenüber dem Leitunsausbau attraktiv

Unsere Analyse untersucht, in welchem Szenario sich ein LVRSys™ gegenüber dem klassischen Leitungsausbau rechnet. Dabei wird unterschieden, ob der Leitungsausbau mit geringem (Szenario „Land“) oder mit hohem Kapitaleinsatz (Szenario „Dorf“) durchgeführt wird. Die Kosten für einen Kilometer Leitungsausbau „Dorf“ werden hierbei als Basis genommen. Für den Kostenvergleich wird ein LVSysTM System mit 110 kVA herangezogen. In allen Szenarien wird eine Nutzungsdauer von 40 Jahren angenommen.

Investitionskosten LVRSys™

Die Investitionskosten der einzelnen Betriebsmittel, wurden auf Basis der BMWi Verteilnetzstudie (Büchner, J.; Katzfey, J.; Flörcken, O. (2014): „Moderne Verteiler-netze für Deutschland“, BMWi) zusammengefasst. Die Investitionskosten werden relativ zum Leitungsausbau „Dorf“ mit 1 km ≙ 100% bewertet.

Stromwärmeverluste Spannungsregelsysteme

Steigende Kosten der Verlustenergie beschäftigen Netzbetreiber und erfordern einen effizienten Netzführung. Das LVRSys ist mit einem Wirkungsgrad von 99,8 – 99,4% dafür optimiert. Alternative Technologien zur Spannungsregelung haben Wirkungsgrade von < 99 %.

Betriebskosten LVRSys

Die Betriebskosten setzen sich aus den Wartungskosten, den Stromwärmeverlusten und dem geplanten Aus-tausch der Elektronik nach 20 Jahren bis zum Ende der Gesamtnutzungsdauer zusammen. Für die Leitungen werden keine Wartungskosten erwartet. Die Gegen-überstellung der Betriebskosten zeigt Tabelle 2, eben-falls in Relation zur Basis 1, welche den Kosten für einen Kilometer Leitungsausbau „Dorf“ entspricht.

Die Wartung beschränkt sich auf die Säuberung des Schaltschrankes sowie die Überprüfung der Schraub-verbindungen. Für die Kosten der Stromwärmeverluste wird angenommen, dass das LVRSys über das gesamte Jahr mit einem durchschnittlichen Belastungsgrad von 50 % in Betrieb sind bei Wirkungsgrad von 99,5 %. Die Ergebnisse der Analyse werden in Abbildung 1 veran-schaulicht.

Tabelle 1: Investitionskosten Leitung pro km vs. LVRSysTM
Tabelle 2: Betriebskosten Leitung vs. LVRSysTM
Abbildung 1: Investitionsbedarf LVRSysTM 110 kVA mit einer Nutzungsdauer von 40 Jahren und einer Abzinsung von 5%

Kostenparität besteht bereits ab wenigen hundert Metern Leitung

Investitionsberechnung

Die dargestellten Investitionen werden über die gesam-te Betriebsdauer berechnet und auf das aktuelle Jahr nach der Kapitalwertmethode abgezinst.

Auf die gesamte Betriebsdauer von 40 Jahren, zeigt die Tabelle 3 ab welcher Länge Leitungsausbau bereits eine Kostenparität zum LVRSys™ besteht.

Tabelle 3: Kostenparität des LVRSysTM gegenüber dem Leitungsausbau

Wirtschaftlicher Nutzen

Wie Tabelle 3 aufdeckt, besteht bei der Annahme der unteren Grenze der Verteilnetzstudie eine Kostenparität des LVRSys™ zum Leitungsausbau bereits ab einer Länge von ca. 330 m, bei Annahme der oberen Grenze bereits ab einer Kabellänge von ca. 200 m.

Alternative zum Leitungsausbau

Das LVRSys™ stellt eine echte Alternative zum span-nungshaltungsbedingten Leitungsausbau dar. Der Lei-tungsausbau ist mit hohen Investitionen verbunden. Diese Investitionen binden das eingesetzte Kapital für Jahrzehnte. Anders beim Einsatz eines LVRSysTM. Mit dem Einsatz eines Systems werden geringe Investitionen benötigt, die zudem flexibel und ortsunabhängig sind. Ändern sich die Verhältnisse im Verteilnetz grundle-gend, so kann das System einfach versetzt und an ande-rer Stelle verwendet werden.

Zusätzlicher Nutzen beim Einsatz von LVRSysTM

Im Vergleich zum Leitungsausbau entsteht zudem folgender Zusatznutzen:

  • Flexibler Einsatz: Aufbau/Abbau nach Bedarf
  • Gewährleistung der VDE-AR-N 4105 hinsichtlich Spannungshub (3%) durch dezentrale Erzeugungsanlagen
  • Optional mit EN 50160 Überwachung
  • Aufzeichnung von nützliche Daten im Netz
  • Steigerung der Übertragungsleistung der eingesetzten Leitungen um 20 %
  • Reduktion von Netzverlusten

Fazit: Nicht nur eine Alternative, sondern ein Baustein für die Zukunft

Das LVRSys™ Niederspannungsregelsystem ist nicht nur eine kostengünstige Alternative zum Leitungsausbau, sondern ein Baustein für die Netze der Zukunft. Nicht nur aus wirtschaftlicher Sicht ist ein Einsatz sinnvoll. Bei der Entwicklung des Systems stand die Zukunftsfähigkeit

im Vordergrund und so wurde es für künftige Herausforderungen im Netz konzipiert. Zudem bietet es zusätzlich eine Reihe nützlicher Funktionen, die unseren Kunden über Jahre hinweg einen deutlichen Mehrwert im Niederspannungsnetz bieten.

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