Der zunehmende Ausbau erneuerbarer Energien stellt das Stromnetz vor große Herausforderungen. Bereits heute führt die unregelmäßige Einspeisung von dezentralen Wind- und Photovoltaikanlagen zu Spannungsschwankungen, die es zu vermeiden gilt. Für das Forschungsprojekt „Zukunftsnetze“ unter der Führung der RWE Deutschland hat ABB mehrere, auf der ursprünglich für den Industrieeinsatz ausgelegten Plattform PCS 100 AVC basierende, Spannungsregler weiterentwickelt und im Kreis Bitburg-Prüm in der Eifel in das Verteilnetz eingebunden. Ihre Aufgabe ist es, für eine gleich bleibende Versorgungsspannung zu sorgen – auch bei einem schwankenden Angebot an Strom aus erneuerbaren Energien. Mit dem bundesweit einzigartigen Forschungsprojekt soll unter realen Bedingungen getestet werden, wie das zukünftige Stromverteilnetz – selbst bei geänderten Anforderungen durch Einspeisung aus dezentralen Erzeugungsanlagen – effizient betrieben werden kann.

Ziel der Entwicklung war es, Spannungsschwankungen im ländlichen Verteilnetz infolge der hohen Einspeisung von dezentralen Windenergie-, Biogas- und Photovoltaik-Anlagen entgegenzuwirken. Im Versorgungsgebiet des Regionalzentrums Trier speisen laut RWE mehr als 5500 Anlagen, vorwiegend Photovoltaikanlagen, mit rund 840 Megawatt in das Mittel- und Niederspannungsnetz ein. Hinzu kommen 57 Windenergieanlagen mit einer Kapazität von 107 Megawatt, die direkt in das 110.000-Volt-Netz einspeisen.

Um bei steigender dezentraler Einspeisung auch zukünftig größere Spannungsschwankungen ausgleichen zu können, wurde der Regelbereich der Spannungsregler mit plus/minus zehn Prozent ausreichend groß gewählt. Des Weiteren müssen die Spannungsregler für eine Aufstellung im Freien besondere Anforderungen im Hinblick auf einen geringen Geräuschpegel und einen ganzjährigen zuverlässigen Betrieb selbst bei extremen Temperaturen erfüllen.

Die Spannungsregler sind den lokalen Gegebenheiten und Spannungsproblemen entsprechend als 20-Kilovolt-Lösung entweder zentral in das Mittelspannungsnetz, an bestehende Ortsnetzstationen, oder direkt beim Niederspannungs-Endkunden integriert worden. „Mit der Adaption an das öffentliche Netz haben wir absolutes Neuland beschritten und unser bestehendes Know-how erweitert“, sagt Dr. Martin Schumacher, für Energietechnik zuständiger ABB-Vorstand.