Die Trafostation hebt den Strom der Anlage auf die Spannung des Mittelspannungsnetzes und macht ihn damit überhaupt erst einspeisefähig. Bei Freiflächen- und Großdachanlagen ab etwa 300 kWp ist sie der entscheidende Übergabepunkt zum Netzbetreiber.
Funktionsweise
Der Wechselrichter liefert Strom in der Niederspannungsebene – üblicherweise 400 Volt. Größere Strommengen lassen sich auf diesem Spannungsniveau aber nicht über längere Strecken transportieren, weil die Leitungsverluste zu hoch werden. Das öffentliche Verteilnetz arbeitet deshalb auf der nächsthöheren Ebene: dem Mittelspannungsnetz mit typischerweise 10, 20 oder 30 Kilovolt.
Kleinere Anlagen bis etwa 300 kWp speisen ihren Strom direkt in das Niederspannungsnetz ein – dort, wo auch Haushalte und kleine Gewerbebetriebe angeschlossen sind. Eine eigene Trafostation ist dann nicht erforderlich. Bei größeren Anlagen reicht die Aufnahmekapazität des Niederspannungsnetzes nicht mehr aus, der Netzbetreiber verlangt den Anschluss an die Mittelspannungsebene. Genau hier kommt die Trafostation ins Spiel.
Sie nimmt den Niederspannungsstrom des Wechselrichters auf und transformiert ihn auf das Mittelspannungsniveau, in dem der Netzbetreiber die Einspeisung übernimmt. Erst nach dieser Spannungsanpassung ist der Strom physikalisch und vertraglich einspeisefähig.
Eine vollständige Trafostation umfasst mehrere Komponenten:
- Transformator als zentrales Bauteil, der die Spannung anhebt
- Mittelspannungsschaltanlage für die sichere Trennung zum Netz
- Niederspannungsverteilung für die Anbindung der Wechselrichter
- Schutz- und Steuerungstechnik mit Netzanschluss-Schutzeinrichtungen
- Zähleinrichtung zur eichkonformen Erfassung der eingespeisten Energie
Die Trafostation ist zudem der formale Übergabepunkt zum Netzbetreiber. Hier endet das Eigentum und die Verantwortung des Anlagenbetreibers; ab dem Übergabepunkt liegt der Betrieb beim Netzbetreiber.
Die drei Kennzahlen
Nennleistung des Transformators muss zur installierten Anlagenleistung passen. Übliche Größen liegen bei 630, 1.000, 1.250 oder 1.600 kVA je Trafo, größere Anlagen arbeiten mit mehreren Einheiten parallel.
Wirkungsgrad moderner Verteiltransformatoren liegt im Volllastbetrieb bei über 99 Prozent. Wichtiger als der Volllastwirkungsgrad ist aber die Effizienz im Teillastbereich. Hier gelten die Ökodesign-Richtlinie EU 548/2014 und ihre verschärften Effizienzstufen Tier 1 und Tier 2.
Verfügbarkeit und Wartungsintervalle sind langfristig entscheidend. Transformatoren haben Lebensdauern von 30 bis 40 Jahren und gehören damit zu den langlebigsten Komponenten der Anlage.
Bedeutung für Investoren
Auf einen Blick
- Trafostation wird bei Anlagen ab ca. 300 kWp erforderlich
- Übergabepunkt zum Netzbetreiber
- Dimensionierung bestimmt, ob die volle Anlagenleistung einspeisbar ist
- Anschlusskosten zum Mittelspannungsnetz können stark variieren
- Lange Lebensdauer (30–40 Jahre) bei eingehaltenen Wartungsintervallen
Die Trafostation ist wirtschaftlich aus zwei Gründen relevant: Sie macht die Einspeisung der vollen Anlagenleistung erst möglich – und sie ist ein erheblicher Kostenfaktor beim Anschluss an das Mittelspannungsnetz.
Anschlusskosten und Netzverknüpfungspunkt
Die Kosten für die Trafostation selbst sind gut kalkulierbar. Was den wirtschaftlichen Rahmen einer Anlage prägt, sind die Anschlusskosten zum Netzverknüpfungspunkt: Wie weit ist die nächste geeignete Mittelspannungs-Einspeisestelle entfernt? Welche Trassen müssen für das Erdkabel verlegt werden? Welche Auflagen stellt der Netzbetreiber?
Diese Punkte können – je nach Standort – zwischen unkritischer Standardanbindung und siebenstelligen Erschließungskosten variieren. Eine frühzeitige Netzverträglichkeitsprüfung beim Netzbetreiber ist daher die wichtigste Vorab-Maßnahme jeder Freiflächenanlage und gehört in die Due Diligence eines Investments.
Dimensionierung als wirtschaftlicher Hebel
Die Auslegung der Trafostation entscheidet darüber, wie viel der theoretisch möglichen Anlagenleistung tatsächlich eingespeist werden kann. In der Praxis wird die Trafoleistung häufig leicht unter der DC-Anlagenleistung angesetzt. Diese gezielte „Überdimensionierung der Module gegenüber dem Trafo“ – das sogenannte Überbauungsverhältnis – ist ein etablierter wirtschaftlicher Hebel.
Praxis-Einordnung
Übliche Überbauungsverhältnisse liegen bei DC/AC-Faktoren von 1,1 bis 1,3. Das bedeutet: 1.000 kWp Modulleistung speisen über einen Trafo mit 770–910 kVA ein. Die geringen Abregelungsverluste in Spitzenstunden werden durch die niedrigeren Trafo- und Anschlusskosten überkompensiert.
Etablierte Hersteller
| Hersteller | Herkunft | Schwerpunkt |
|---|---|---|
| Siemens Energy | Deutschland | Transformatoren, Schaltanlagen |
| ABB | Schweiz | Transformatoren, Mittelspannungstechnik |
| Schneider Electric | Frankreich | Kompaktstationen, Schaltanlagen |
| SGB-SMIT | Deutschland | Verteiltransformatoren |
| Ormazabal | Spanien | Kompaktstationen für PV-Anwendungen |
| Eaton | USA/Irland | Mittelspannungs- und Schutztechnik |
Die Auflistung stellt keine Empfehlung dar.
Kernaussage
Die Trafostation ist der Punkt, an dem die Anlage mit dem öffentlichen Netz verbunden wird – wirtschaftlich, vertraglich und physikalisch. Ihre Dimensionierung und die Anschlusskosten zum Netzverknüpfungspunkt bestimmen einen erheblichen Teil der Gesamtinvestition und sollten in der Frühplanung als eigenständiger Punkt geprüft werden.
Einordnung im Kontext
Die Trafostation ist die letzte technische Komponente vor dem Netzanschluss. Sie nimmt den Wechselstrom aller Wechselrichter auf, hebt ihn auf Mittelspannung an und übergibt ihn an das öffentliche Netz.
Eng verbunden ist sie mit dem Wechselrichter, dessen Niederspannungs-Ausgang in die Trafostation einspeist, und mit der Verkabelung auf der AC-Seite. Die Trafostation ist außerdem der Punkt, an dem die eichkonforme Zähleinrichtung des Netzbetreibers sitzt.
