Bis zu 30 % mehr Tempo beim Stromnetzausbau durch Ortsnetzstationen aus dem Baukasten

Strom fließt inzwischen nicht mehr nur von Großkraftwerken zu den Verbrauchern: Durch den Ausbau dezentraler Erzeuger mit oft sehr kleiner Leistung dreht sich die Richtung des Energieflusses immer wieder um. Auf diese Situation müssen sich gerade Verteilnetzbetreiber einstellen und ihre Ortsnetzstationen umrüsten oder gar neue aufstellen. Damit der Stromnetzausbau möglichst schnell geschehen kann, sind Systematik und Standardisierung gefragt.

„Die Energiewende findet in den Ortsnetzstationen statt.“ Die Aussage stammt von Ulrich Hempen, Vice President Business Unit Solutions bei Wago, eines weltweit tätigen Herstellers von elektrischer Verbindungstechnik. Denn, so heißt es von Wago: „Heutige Verteilernetze sind nicht ausgerüstet für die schwankende Einspeisung und Entnahme von Energie“, also der dezentralen Stromerzeugung aus Wind und Sonne und der in beiden Richtungen durch die Stationen fließenden Elektrizitätsmengen.

Stromnetzausbau: Ortsnetzstationen als Herzstück der Energiewende stehen vor neuen Anforderungen

Über eine halbe Million Ortsnetzstationen gibt es in Deutschland. Ob in den Städten, wo Solarstrom von immer mehr Hausdächern in die Netze fließen soll, oder am Land, wo Wind- und Photovoltaikkraftwerke Strom produzieren: Überall hat sich der früher undenkbare Stromfluss vom „Prosumer“ ins Netz etabliert. Und damit müssen viele Stationen möglichst schnell auf die neuen Anforderungen umgerüstet werden.

Die zur familiengeführten Friedhelm Loh Group aus dem westfälischen Haiger gehörende Rittal GmbH & Co. KG wiederum hat sich seit der Gründung im Jahre 1961 vom Hersteller von Standardschaltschränken nach eigener Einschätzung „kontinuierlich zum weltweit führenden Systemanbieter entwickelt“. Und die ebenfalls zur Loh-Gruppe gehörende Eplan GmbH & Co. KG entwickelt unter anderem „eine der weltweit führenden Softwarelösungen für den Maschinen-, Anlagen- und Schaltschrankbau“, ebenfalls Eplan genannt. Diese könne „herausfordernde Engineering-Prozesse vereinfachen“.

Digitale Werkzeuge beschleunigen Planungen für Ortsnetzstationen

Planungen, um Ortsnetzstationen (ONS) aus- und umzurüsten, sind solche herausfordernden Prozesse. „Mit unserer Software können wir dafür sorgen, dass die Verteilnetzbetreiber (VNB) schneller arbeiten können. Sie ist Baustein der Standardisierung“, erklärt Jan Oliver Kammesheidt, bei Eplan mit Energiethemen befasst. Denn bisher konnten die VNB-Planer meist ohne großen zeitlichen Druck arbeiten. „Aber jetzt sind sie Mittelpunkt der Energiewende.“ Und die müsse schnell erledigt werden: Alleine Zigtausende ONS seien in Deutschland pro Jahr umzurüsten oder neu zu errichten, weiß Kammesheidt.

Wer nun Angst bekommt, bei Eplan seien ONS-Planer bei solchen Komponenten, die Rittal im Programm hat, auf diesen Hersteller festgelegt, liegt falsch. Im Data Portal der Software liegen grundsätzlich strukturierte, standardisierte Datenpakete zum Runterladen. Da aber jeder Netzbetreiber auf bestimmte Standardkomponenten setzt, können diese ebenfalls aus der „Cloud“ in die Pläne eingefügt werden. Ob Leistungsschalter, Stromschienen, Trafos und vieles mehr. Kammesheidt: „Über 2 Mio. Komponenten sind im Data Portal enthalten. Natürlich auch solche von Rittal.“

Stromnetzausbau: Standardisierung schafft Effizienz bei Energieprojekten wie einer neuen Ortsnetzstation

Beispielsweise steht das komplette standardisierte Paket „Energy Compact Secondary Substation“, normgerecht nach IEC 81346-10 strukturiert, zum Download zur Verfügung. „Damit kann jeder Planer schnell starten. Denn es enthält eben nicht nur die Schaltpläne, sondern auch die notwendigen Daten. Die Komponenten sind austauschbar“, hebt Jan Oliver Kammesheidt hervor.

Schnittstellen zu vielen verschiedenen Softwareanbietern wie Autodesk erleichtern den Datenaustausch mit Eplan. Zudem kann der Ingenieur ausgewählte Komponenten einfach aus dem Eplan Data Portal in den Schaltplan schieben: Der jeweilige Datensatz liefert dazu Kabelrouting-Infos genauso wie Bohrlochdaten für die mechanische Bearbeitung, nennt Kammesheidt Beispiele.

Digitaler Zwilling einer Ortsnetzstation: Von der Planung bis zur Installation

Es entstehen aber nicht nur Bestelllisten oder Baupläne, sondern auch ein echter digitaler Zwilling des elektrischen Systems. „Und mit dem können Sie die Funktion schon in der Planungsphase testen“, nennt der Eplan-Mann den womöglich wichtigsten Vorteil dieser integrierten Planung. Und: „Damit kann das ausführende Unternehmen seine komplette Fertigung automatisieren.“

Der Netzbetreiber wiederum könne dank des digitalen Zwillings Reparatur und Service in der Betriebsphase besser planen. Zudem stünden dem Leitsystem die notwendigen Daten zur Verfügung.

Eplan sorgt für mehr Tempo in der dezentralen Energiewelt

Dabei ist Eplan nicht primär für Trafostationen gedacht; selbst komplette Umspannwerke lassen sich damit entwerfen: Die Software versetzt Planungsbüros in die Lage, normativ korrekt Industrieprojekte im Energiebereich zu planen – also auch eine Trafostation mit projektspezifischem Design nach Kundenvorgaben. Doch sie kann noch mehr: Auswertungen liefern, die beispielsweise der Planer selber erstellen müsste. Darin sieht Kammesheidt „einen Riesenmehrwert. Eplan ist ein Enabler. Der Kunde muss nur noch auf Lieferantenrichtlinien reagieren.“ Wohl auch deshalb wenden Windkraft- oder PV-Planer wie der südbadische VNB Naturenergie Netze das System inzwischen an. Am digitalen Zwilling bereiten sie sich auf die Installation vor oder führen Trainings durch, heißt es aus den Häusern Rittal und Eplan.

Und beide versprechen, „damit Projektlaufzeiten um mindestens 30 % reduzieren zu können“. Das sei ein wichtiger Faktor, um beim Stromnetzausbau „deutlich mehr Tempo in den Um- und Ausbau von Stromnetzen zu bekommen“.