Durch die Überlastung der Netze wird es für industrielle Endverbraucher immer schwieriger, den benötigten Strom zu beziehen oder zurückzugeben. Die Folgen reichen von Leistungseinschränkungen und dem (Nicht-)Anschluss von Erzeugungsanlagen bis hin zu Spannungsproblemen, langen Wartezeiten für den Anschluss und vertraglichen Beschränkungen oder Vertragsstrafen bei Überschreitung. Unser Unternehmen, ein großes Unternehmen der verarbeitenden Industrie, erhielt unabhängig voneinander von zwei externen Beratern denselben Rat: Ein groß angelegtes Batteriespeichersystem wäre erforderlich, um Spitzen abzufangen und Überschreitungen zu verhindern. Wir beschlossen jedoch, uns zunächst durch Inbetriebnahmemessungen mehr Klarheit zu verschaffen.
Die Untersuchung konzentrierte sich auf drei Schlüsselfragen. Erstens bestand Bedarf an einem detaillierten Einblick in die tatsächlichen Anlagenlasten und die Lage etwaiger Engpässe. Außerdem wurde untersucht, ob und wie Lasten verlagert werden können, auch in eine andere Halle, ohne die vertraglichen Grenzen und die Belastungsgrenzen zu überschreiten. Schließlich musste abschließend geklärt werden, ob ein Batteriesatz tatsächlich notwendig und effektiv wäre und wenn ja, wo er die größte Wirkung hätte.
HyTEPS kombinierte eine vertragliche Überprüfung mit einer thermischen und sicherheitstechnischen Analyse. Die vertraglich vereinbarte Übertragungskapazität wurde auf der Grundlage von 15-Minuten-Durchschnittswerten nach GTV-Standard gemäß EN 50160 bewertet. Damit wurde festgestellt, ob tatsächlich eine Überkapazität am Netzanschluss vorliegt. Gleichzeitig wurde anhand von 1-Sekunden-Messdaten nach kurzfristigen Spitzen gesucht, die zum Auslösen von Sicherungen oder anderen Schutzeinrichtungen führen könnten. Dieser zweigleisige Ansatz bietet sowohl eine Systemperspektive (Netzanschluss und Vertrag) als auch eine Komponentenperspektive (Verhalten von Schutzeinrichtungen und interner Verteilung).
Die Messergebnisse lieferten ein klares Bild der internen Lastprofile und der Anschlussauslastung. Alle gemessenen Leistungswerte blieben deutlich innerhalb der vertraglich festgelegten Grenzen, so dass es zu keinen strukturellen Überschreitungen kam. Die Anlage verfügte über ausreichende Reservekapazitäten, und interne Engpässe konnten durch gezielte Optimierungen lokalisiert und beseitigt werden. Durch den Einsatz einer optimalen Blindleistungskompensation kann die Scheinleistung zugunsten der Wirkleistung reduziert werden. Dies führt zu direkten Einsparungen bei den Netz- und Kapazitätskosten und vermeidet cos φ-Strafpunkte.
Auf der Grundlage der Analysen empfahl HyTEPS die Installation einer Kondensatorbank, um zusätzliche Kapazitäten freizusetzen und den Energieverbrauch zu optimieren. Es erwies sich auch als möglich, bestimmte Aktivitäten verantwortungsvoll in die vorgesehene Halle zu verlagern, ohne neue Engpässe zu schaffen oder Grenzwerte zu überschreiten. Dadurch konnte ein Batteriespeichersystem überflüssig gemacht und eine Investition von mehreren hunderttausend Euro vermieden werden.
Ein Batteriespeichersystem wird oft als schnelle Lösung für die Glättung von Spitzen und Kapazitätsgrenzen angesehen. In der Praxis entpuppen sich die zugrundeliegenden Engpässe regelmäßig als Blindstrom, ungünstige Lasteinteilung oder unausgewogene Verteilung innerhalb der Anlage. Die Messung und Modellierung gibt zunächst Aufschluss über die Art und den Ursprung der Spitzen und über die betrieblichen Maßnahmen, die den größten Einfluss haben. In diesem Fall erwiesen sich Blindstromkompensation und organisatorische Optimierungen als ausreichend, um die Betriebsziele zu erreichen, ohne dass zu viel investiert werden musste.
Vierteljährliche Messwerte geben Aufschluss über die Einhaltung der vertraglich vereinbarten Übertragungsleistung, während eine höher aufgelöste Analyse genau aufzeigt, welche kurzfristigen Spitzen zum Auslösen von Schutzeinrichtungen führen können. Blindstromkompensation und interne Optimierung sind ein logischer erster Schritt; erst wenn sich diese Maßnahmen als unzureichend erweisen, ist es sinnvoll, über Großspeicher oder Netzverstärkung nachzudenken. Die Lastverschiebung wird durch die Verwendung von Messprofilen pro Halle oder Abschnitt datengesteuert, und die kVA werden durch die Optimierung des Leistungsfaktors minimiert, um cos φ-Strafwerte zu vermeiden.
Eine unabhängige Messung der Stromqualität und -kapazität führte zu der fundierten Entscheidung, nicht in ein Batteriespeichersystem zu investieren, sondern durch Blindleistungskompensation und Verlagerung bestimmter Aktivitäten zu optimieren. Die Messungen ergaben, dass alle Leistungswerte gut innerhalb der Grenzwerte lagen und sogar noch freie Kapazitäten vorhanden waren. Durch die Reduzierung der Scheinleistung (kVA) zugunsten der Wirkleistung (kW) konnten die Netz- und Kapazitätskosten gesenkt und cos φ-Strafen vermieden werden. Ohne die objektiven Messungen von HyTEPS wären die Entscheidungen auf der Grundlage von Annahmen und kommerziellen Interessen getroffen worden.
