ERZlich Willkommen liebe Freunde der Schutz-, Leit- und Elektrotechnik. Heute wagen wir erneut einen Blick über den berühmten Tellerrand und schauen uns an, wie unter Einsatz eines LVRSysTM Niederspannungsregelsystems der A. Eberle GmbH & Co. KG der klassische Ausbau von Leitungen kompensiert werden kann. Dabei stellen wir eine Wirtschaftlichkeitsanalyse der A. Eberle GmbH & Co. KG vor.
Viel Spaß beim Lesen, Los geht’s!
Herausforderungen im Verteilnetz
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
Die nachstehende Wirtschaftlichkeitsanalyse soll aufzeigen, wie im Planungsprozess die richtige Entscheidung für eine Investition getroffen werden kann bzw. wann sich ein Leitungsausbau lohnt und wann nicht.
Wirtschaftlichkeitsanalyse
Die Analyse untersucht, in welchem Szenario sich ein LVRSysTM Spannungsregler gegenüber dem klassischen Leitungsausbau rechnet. Dabei wird unterschieden, ob der Leitungsausbau mit geringem (Szenario „Land“) oder mit hohem Kapitaleinsatz (Szenario „Dorf“) durchgeführt wird. Für den Kostenvergleich wird ein LVSysTM System mit 110 kVA herangezogen. In allen Szenarien wird eine Nutzungsdauer von 40 Jahren angenommen.
Was ist ein LVRSysTM ?
Das Niederspannungsregelsystem LVRSysTM der A. Eberle GmbH & Co. KG ist eine flexible und bedarfsgerechte Netz-Integrationskomponente, welche durch eine phasenunabhängige Regelung die Symmetrierung und Spannungshaltung in Netzabschnitten mit Spannungshaltungsproblemen realisiert. Dabei arbeitet das System netzwirkungsfrei, also ohne dabei Flicker oder Oberschwingungen zu verursachen. Die einstellbare Reaktionszeit des Reglers kann zwischen < 30 ms bis 100 s eingestellt werden und die Regelalgorithmen können an unterschiedliche Anwendungsgebiete angepasst werden. Aufgezeichnete Daten des Reglers können via USB ausgelesen werden und gängige Kommunikationsschnittstellen, wie Modbus TCP und IEC 60870-104 sind ebenfalls an Bord.
Investitionskosten LVRSysTM
Die Investitionskosten der einzelnen Betriebsmittel, wurden auf Basis der BMWi Verteilnetzstudie (Büchner, J.; Katzfey, J.; Flörcken, O. (2014): „Moderne Verteilernetze für Deutschland“, BMWi) zusammengefasst. Die Kosten der Niederspannungsregelsysteme wurden auf Basis der Listenpreise von A. Eberle angegeben. Die Gegenüberstellung der Investitionskosten zeigt Tabelle 1.
Betriebskosten LVRSysTM
Die Betriebskosten setzen sich aus den Wartungskosten, den Stromwärmeverlusten und dem geplanten Austausch der Elektronik nach 20 Jahren bis zum Ende der Gesamtnutzungsdauer zusammen. Für die Leitungen werden keine Wartungskosten erwartet. Die Gegenüberstellung der Betriebskosten zeigt Tabelle 2.
Die Wartung beschränkt sich auf die Säuberung des Schaltschrankes sowie die Überprüfung der Schraubverbindungen. Für die Kosten der Stromwärmeverluste wird angenommen, dass die Systeme über das gesamte Jahr mit einem durchschnittlichen Belastungsgrad von 50 % in Betrieb sind. Die Ergebnisse der Analyse werden in Abbildung 1 veranschaulicht.
Investition-Berechnung
Die Investitionen werden über die gesamte Lebensdauer berechnet und auf das aktuelle Jahr nach der Kapitalwertmethode abgezinst. Für das LVRSysTM 110 kVA bedeutet das einen Investitionsbedarf von insgesamt ca. 18.000 €.
Wirtschaftlicher Nutzen
Wie Tabelle 3 aufdeckt, besteht bei der Annahme der unteren Grenze der Verteilnetzstudie eine Kostenparität des LVRSysTM zum Leitungsausbau bereits ab einer Länge von ca. 260 m und bei Annahme der oberen Grenze bereits ab einer Kabellänge von ca. 200 m.
Alternative zum Leitungsausbau
Das LVRSysTM stellt eine echte Alternative zum spannungshaltungsbedingten Leitungsausbau dar. Der Leitungsausbau ist, wie in der Rechnung dargestellt, mit hohen Investitionen verbunden. Diese Investitionen binden das eingesetzte Kapital für Jahrzehnte. Anders mit dem Einsatz unseres LVRSysTM. Mit dem Einsatz des Systems werden vergleichsweise geringe Investitionen gefordert, die zudem flexibel und ortsunabhängig sind. Ändern sich die Verhältnisse im Verteilnetz grundlegend, so kann das System einfach versetzt werden und an anderer Stelle arbeiten.
Zusätzlicher Nutzen beim Einsatz von LVRSysTM
Im Vergleich zum Leitungsausbau entstehen zudem folgende 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
Das LVRSysTM 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 einen deutlichen Mehrwert im Niederspannungsnetz bieten.
HERZliche Grüsse,
Euer SCHUTZTECHNIK-TEAM
