Der Umstieg auf effiziente Transformatoren lohnt sich

Dank der technischen Weiterentwicklung kommen immer energieeffizientere Transformatoren auf den Markt. Insbesondere vor dem Hintergrund steigender Strompreise lohnt es sich, den Ersatz veralteter Modelle zu prüfen. Dabei kann man auf finanzielle Unterstützung durch ein Förderprogramm zählen.

Wenn elektrische Energie transportiert wird, erwärmen sich die Stromleitungen, was zu Energieverlusten führt. Diese lassen sich durch möglichst hohe Spannungen minimieren, weshalb das Stromverteilnetz in der Schweiz wie auch in anderen Ländern mit verschiedenen Spannungsebenen arbeitet. Vom Höchstspannungsnetz, das durch die charakteristischen Freileitungen in der Landschaft gut sichtbar ist, wird die Spannung von 380 kV beziehungsweise 220 kV mit Transformatoren auf Hochspannung umgewandelt. Diese wird in den Unterwerken der Elektrizitätsversorgungsunternehmen (EVU) auf Mittelspannung transformiert – in der Schweiz liegt dieser Bereich meist zwischen 8 und 16 kV.

Viele veraltete Transformatoren

Verteiltransformatoren sorgen anschliessend für den nächsten Umwandlungsschritt auf das Niederspannungsnetz (400/230 V). Diese Transformatoren befinden sind im Verteilnetz des entsprechenden EVU oder direkt auf dem Gelände von grossen Industrie-, Gewerbe- und Dienstleistungsunternehmen. Die Scheinleistung der Verteiltransformatoren reicht typischerweise von 400 bis 2500 kVA, wobei die meisten im Bereich 400 bis 630 kVA liegen. Im Schweizer Verteilnetz sind etwa 80 000 solcher Verteiltransformatoren im Einsatz. Viele davon sind ältere Modelle, die punkto Energieeffizienz modernen Transformatoren klar unterlegen sind.

Mit amorphem Eisenkern zu höherer Energieeffizienz

Die Effizienzgewinne moderner Transformatoren sind seit der Einführung der Ökodesign-Richtlinie im Jahre 2015 hauptsächlich auf bessere Kernblechqualitäten und auf optimiertes Kern- und Spulendesign zurückzuführen. Dadurch sinken sowohl die Hystereseverluste als auch die Wirbelstromverluste, was wiederum die Leerlaufverluste des Transformators vermindert und so den Gesamtwirkungsgrad erhöht. Eine noch höhere Energieeffizienz lässt sich durch Transformatoren mit einem amorphen Eisenkern erreichen, der sich gegenüber einem konventionellen Eisenkern aus Kernblechen leichter magnetisieren lässt und die Hystereseverluste weiter senkt.

Allerdings sind diese hocheffizienten Transformatoren heute noch deutlich lauter, etwas grösser und auch teurer als konventionelle Transformatoren. In der Schweiz stehen sie deshalb noch nicht verbreitet im Einsatz. Aufgrund der höheren Lärmemissionen ist ihr Einsatz in Trafostationen in Wohnquartieren nicht empfehlenswert, zudem verhindern die grösseren Abmessungen den Einbau in bestehende Stationen mit wenig Platzreserven. Dies könnte sich in Zukunft aufgrund technischer Weiterentwicklungen ändern – insbesondere auch deshalb, weil sich eine Ersatzinvestition in hocheffiziente Transformatortechnik aufgrund der aktuell stark steigenden Strompreise immer mehr lohnt.

Förderung «Beltrafo»

Das Effizienzpotenzial ist beträchtlich: Wer einen in die Jahre gekommenen Verteiltransformator durch ein neues, effizientes Modell ersetzt, kann rund 6000 bis 7000 kWh pro Jahr einsparen. Dies entspricht ungefähr dem jährlichen Stromverbrauch von zwei typischen Drei-Personen-Haushalten. Würde man alle Verteiltransformatoren in der Schweiz ersetzen, entspräche der jährlich eingesparte Strom dem Verbrauch von 160 000 Drei-Personen-Haushalten.

Deshalb fördert ProKilowatt den Ersatz von bestehenden Transformatoren durch neue, effizientere Transformatoren. Das Förderprogramm «Beltrafo» richtet sich an Unternehmen mit firmeneigenen Transformatoren im Mittelspannungsbereich. Nicht förderberechtigt sind Verteiltransformatoren im Besitz von EVU. Für das Förderprogramm anmelden kann man sich unkompliziert auf www.beltrafo.ch, wo auch die Bedingungen aufgeführt sind und weitere Informationen zur Verfügung stehen. So lässt sich zum Beispiel mit einem Tool der zu erwartende Förderbeitrag einfach ermitteln.