Energietechnik 2 | 15

Amorphe Transformatoren senken Leerlaufverluste

SÜC Coburg setzt auf effiziente Spannungswandler

ABB ist weltweiter Innovations- und Technologieführer bei amorphen Transformatoren, die bis zu 70 % geringere Leerlaufverluste aufweisen. Die SÜC Energie und H 2O GmbH (SÜC) im fränkischen Coburg hat für den Einsatz in ihrem Verteilnetz mit ABB einen Rahmenvertrag über 20 dieser Trafos abgeschlossen.

Mit Transformatoren ist es ein bisschen wie mit Kühlschränken: Es gibt billige, die viel Energie verbrauchen. Und es gibt energieeffiziente, für die man tiefer in die Tasche greifen muss. „Für mehr Energieeffizienz bei Transformatoren fehlte in Deutschland lange Zeit der Anreiz“, erklärt Danijel Ramljak, Leiter Produktvertrieb Transformatoren bei ABB Deutschland. Das wird sich mit der neuen EU-Verordnung für Transformatoren ab dem 1. Juli 2015 ändern. Dann müssen Unternehmen in höherwertige Transformatoren mit besseren Wirkungsgraden investieren. „Das Potenzial für Verbesserungen ist groß“, sagt Heiko Köhler vom ABB Regionalvertrieb Süd. „In ganz Deutschland dürften mehr als 600.000 Verteiltransformatoren im Einsatz sein.“

Amorphe Transformatoren sind besonders energieeffizient und unterschreiten die neuen Grenzwerte deutlich – und meist auch die von 2021 an gültigen, noch schärferen Vorschriften. Das Herzstück amorpher Transformatoren besteht nicht aus einem konventionellen, kernorientierten Elektroblech, sondern aus einem viel dünneren Blech, das auf den ersten Blick an eine haushaltsübliche Aluminiumfolie erinnert. Das Material wird aus der Schmelze sehr schnell abgekühlt, wodurch eine extrem feine, metallurgisch amorphe Struktur entsteht. Die Folge: Der schnelle Frequenzwechsel beim Wechselstrom und damit die Ummagnetisierung benötigt deutlich weniger Energie, als dies mit konventionellen Elektroblechen der Fall ist. Somit lassen sich die Leerlaufverluste der amorphen Transformatoren um bis zu 70 % senken.

Der Grund für die hohe Effizienz von amorphen Transformatoren ist ihr Kern. Er besteht aus sehr dünnen Folien amorphen Metalls, das sich viel leichter als das kristalline Gefüge konventioneller Elektrobleche ummagnetisieren lässt.
Der Grund für die hohe Effizienz von amorphen Transformatoren ist ihr Kern. Er besteht aus sehr dünnen Folien amorphen Metalls, das sich viel leichter als das kristalline Gefüge konventioneller Elektrobleche ummagnetisieren lässt.

Rentabilität entscheidet

In der Anschaffung sind amorphe Transformatoren teurer als konventionelle; daher sind sie auf dem deutschen Markt bisher eher ein Nischenprodukt. „Das ist erstens eine Frage der Rentabilitätsrechnung und zweitens eine Frage des gesetzlichen Anreizsystems“, erklärt Danijel Ramljak. Das gelte vor allem für die Betreiber von Verteilnetzen.

Für Matthias Laub, Abteilungsleiter Planung und Netzmanagement bei der SÜC im Bereich Elektrizität, war die Entscheidung klar: „Wir sind ein innovatives Unternehmen, das neuen Technologien gegenüber sehr aufgeschlossen ist und in langen Zeiträumen denkt.“ Das Unternehmen versorgt ungefähr 60.000 Haushalte und 1.000 Gewerbekunden mit Energie und Wasser. „Klar, die amorphen Transformatoren sind teurer“, sagt Laub. „Aber sie sparen ja auch viel Energie – und das über ihre gesamte Lebenszeit von 30 bis 40 Jahren.“

 

Tests seit 2013 erfolgreich

Im Prüffeld habe man um 50 % geringere Leerlaufverluste festgestellt. Wegen der niedrigeren Verluste kann die SÜC zudem größere Mengen eigenerzeugter Energie ins Netz einspeisen, was die Amortisationszeit der Anlagen verkürzt. Die Wirtschaftlichkeitsrechnung sei aber nur das eine. „Durch den Einsatz der amorphen Transformatoren können wir die immer schärfer werdenden Richtlinien der EU sicher für lange Zeit erfüllen. Gleichzeitig können wir zeigen, dass wir der Energieeffizienz und dem Klimaschutz verpflichtet sind.“ Bereits 2013 hatte sich die SÜC für den testweisen Kauf zweier amorpher ABB-Transformatoren mit 400 und 630 kVA entschieden. „Mit diesen Geräten sind wir bisher sehr zufrieden“, betont Matthias Laub. Die positiven Erfahrungen mündeten vor wenigen Monaten in einen Rahmenvertrag: Im laufenden Jahr wird ABB in einem ersten Schritt 20 amorphe Transformatoren der Leistungsklassen von 250, 400, 630 und 800 kVA an die SÜC liefern.

Die innovativen, energieeffizienten Transformatoren ersetzen ältere Einheiten, sind aber auch für den Einsatz in neuen Wohn- und Gewerbegebieten vorgesehen. „Wir haben zum ersten Mal ein Transformatorenpaket ausschließlich in amorpher Bauweise bestellt“, sagt Laub. Was ihn besonders überzeugt: „Kein anderes Unternehmen hat so viel Erfahrung im Bau von amorphen Transformatoren wie ABB.“

EU verordnet Effizienz

Transformatoren besitzen ein hohes Potenzial für Energieeinsparungen. In der Europäischen Union (EU) summieren sich ihre Gesamtverluste auf schätzungsweise 100 Mrd. kWh jährlich. Dies entspricht einem Ausstoß von 40 Mio. t CO2. Die neue EU-Verordnung 548/2014 legt Mindestwerte für den Wirkungsgrad von Transformatoren fest, die im europäischen Markt verkauft und eingesetzt werden. Die in der EU sowie in Norwegen, Island und Liechtenstein gesetzlich verpflichtenden Werte gelten für Trockentransformatoren, für flüssigkeitsgefüllte Verteiltransformatoren und für Leistungstransformatoren mit einer Mindestnennleistung von 1 kVA, die in Stromnetzen oder industriell eingesetzt werden. Die vom 1. Juli 2015 an gültigen Regelungen werden am 1. Juli 2021 verschärft.