Beispiel für eine Trafodimensionierung:


Für 20 Einfamilienhäuser wird die Trafogröße üblicherweise nicht einfach nach der Summe der Hausanschlüsse gewählt, sondern nach der gleichzeitig zu erwartenden Leistung (Gleichzeitigkeitsfaktor), den Lastprofilen und einer Reserve für zukünftige Entwicklungen (z. B. Wärmepumpen und E-Autos).

Eine grobe Abschätzung:

Da aber nie alle Häuser gleichzeitig ihre maximale Leistung beziehen, liegt der Gleichzeitigkeitsfaktor bei Wohngebieten häufig zwischen 0,3 und 0,5.

Daraus ergibt sich eine erwartete Spitzenlast von etwa:

Übliche Trafogrößen

In der Praxis werden meist genormte Größen verwendet:

Empfehlung

Für ein neues Wohngebiet mit 20 Einfamilienhäusern würde heute häufig ein 400-kVA-Ortstransformator gewählt. Bei einem hohen Anteil an Wärmepumpen und Elektrofahrzeugen wird zunehmend auch ein 630-kVA-Trafo vorgesehen, um ausreichend Reserve zu haben.

Falls du  die Auslegung nach Norm (z. B. anhand der Gleichzeitigkeitsfaktoren nach den in Deutschland üblichen Netzplanungsregeln) oder  eine überschlägige Berechnung mit konkreten Annahmen sehen möchtest, kann ich diese ebenfalls durchführen.



Hier ist eine überschlägige Netzplanung, wie sie ein Verteilnetzbetreiber durchführen könnte.

Annahmen

20 Einfamilienhäuser mit:



Die installierte Leistung pro Haus könnte beispielsweise sein:

Verbraucher

Leistung

Haushaltslast

8 kW

Wärmepumpe

5 kW

Wallbox (Durchschnitt)

5,5 kW

Summe

18,5 kW



Für 20 Häuser:

20 × 18,5 kW = 370 kW installierte Leistung

Da nicht alles gleichzeitig läuft, wird ein Gleichzeitigkeitsfaktor angesetzt.

 

Gleichzeitigkeitsfaktor

Erforderliche Leistung

0,6

222 kW

0,7

259 kW

0,8

296 kW



Auswahl des Trafos

Ein Ortsnetztransformator hat typischerweise einen Leistungsfaktor von etwa 0,95.

Beispiele:

Beispiel aus der Praxis

Viele Netzbetreiber planen heute Neubaugebiete mit 15–30 Einfamilienhäusern an einem 400-kVA-Ortsnetztransformator. Früher reichten oft 250 kVA, doch durch Wärmepumpen, Elektroautos und größere elektrische Lasten wird heute häufig 400 kVA bevorzugt.

Fazit

Für 20 Einfamilienhäuser würde ich überschlägig folgende Größen ansetzen:

Deshalb wird bei einer Neuerschließung mit 20 Einfamilienhäusern heute in vielen Fällen ein 400-kVA-Mittelspannungs-/Niederspannungstransformator vorgesehen.

Beispiel mit PV-Anlagen:

Wenn alle 20 Häuser zusätzlich eine PV-Anlage mit 10 kWp erhalten und die erzeugte Leistung vollständig ins Niederspannungsnetz eingespeist werden können soll, muss der Transformator sowohl den Leistungsbezug als auch die Rückspeisung berücksichtigen

 

Gegebene Daten

20 x 10 kWp = 200 kWp

Ein moderner Wechselrichter speist nahezu mit cos φ = 1 ein, daher gilt näherungsweise:

200 kWp ≈ 200 kVA Einspeiseleistung

 

Fall 1 – Maximale Last (Winterabend)

PV-Erzeugung = 0

Größe

Wert

Bezug aus Netz

ca. 260-300 kW

Trafobelastung

260-300 kVA



→ Ein 400-kVA-Trafo ist ausreichend.

 

Fall 2 – Maximale PV-Einspeisung (Sommermittag)

Annahmen:

Eigenverbrauch:

20 x 2 = 40 kW

Netzeinspeisung:

200 - 40 = 160 kW

Der Transformator muss also 160 kVA vom Niederspannungsnetz ins Mittelspannungsnetz übertragen.

Das ist deutlich kleiner als seine Nennleistung.

 

 

Schlechtester realistischer Fall

Nehmen wir an:

Eigenverbrauch:

20 x 0,5 = 10 kW

Rückspeisung:

200 - 10 = 190 kW

Auch hierfür genügt ein 400-kVA-Trafo problemlos.

 

 

Zusammenfassung der Leistungsflüsse

Betriebszustand

Leistung über Trafo

Winter, hohe Last

+300 kVA

Sommer, hohe Einspeisung

-190 kVA



Das Vorzeichen ändert sich, die Belastung des Trafos bleibt jedoch unter seiner Nennleistung.

Fazit

Mit 20 Häusern und jeweils 10 kWp PV ergibt sich:

Ein 400-kVA-Ortstransformator ist damit in beide Richtungen ausreichend dimensioniert, sofern:

In der Praxis ist bei einem solchen Wohngebiet häufig nicht der Transformator, sondern der Spannungsanstieg auf den Niederspannungsleitungen (DIN VDE 0100 / VDE-AR-N 4105) der begrenzende Faktor. Deshalb werden Leitungsquerschnitte und Kabellängen oft sorgfältiger dimensioniert als der Trafo selbst.