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.
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
PV-Erzeugung = 0
|
Größe |
Wert |
|
Bezug aus Netz |
ca. 260-300 kW |
|
Trafobelastung |
260-300 kVA |
→ Ein 400-kVA-Trafo ist ausreichend.
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.
