Die Energieversorgung steht vor einem gewaltigen Umbruch und somit vor komplexen Her-ausforderungen. Bei weltweit permanent steigendem Energiebedarf versiegen gleichzeitig die fossilen Energieträger. Hinzu kommt die Sorge um den Schutz unseres Klimas.
Die Bundesregierung veröffentlichte im Herbst 2010 ihr Energiekonzept für eine umwelt-schonende, zuverlässige und bezahlbare Energieversorgung. Neun Handlungsfelder u. a. vom Ausbau erneuerbarer Energiequellen, eine leistungsfähige Netzinfrastruktur, Mobilität bis hin zur Effizienzsteigerung in Gebäuden werden verfolgt, um die Klimaschutzziele bis 2050 zu erreichen. Das Konzept hat Auswirkungen sowohl auf die deutsche als auch auf die europäische Energieversorgung. Die Wichtigkeit und Dringlichkeit einer koordinierten Pla-nung der Weiterentwicklung der Übertragungsnetze ist nicht mehr strittig. Der Ausbau der Verteilungsnetze zum Erhalt der sicheren Stromversorgung wurde in den letzten 12 Monaten viel diskutiert und die Notwendigkeit des Ausbaus einhellig anerkannt. In 2010 hat der Ausbau erneuerbarer Energien rasant zugenommen. Die enge Vernetzung und Kommuni-kation zwischen Stromproduzenten und Verbrauchern und der Zusammenschluss von Smart Grids, Smart Metering und Energieeffizienz unter dem Begriff "Smart Electricity" ist zentrales Element der zukünftigen Energieversorgung.
Unter dem Leitgedanken "Energieversorgung der Zukunft" zeigt ABB auf der Hannover Messe (Halle 11, Stand A35) ihr breites Spektrum an Produkten und Lösungen in der Ener-gie- und Automationstechnik. Hier liegen viele Antworten auf die Fragen, wie der Umbau unseres Energieversorgungssystems und der Schutz unseres Klimas gelingt.
Die Zukunft der Energieversorgung stellt ABB am Modell Smart Electricity vor. Es illustriert in allen Bereichen relevante Aspekte der zukünftigen Energieversorgung, von der Stromer-zeugung und Stromübertragung über die Verteilung bis hin zum Endverbraucher. Mit dem aktuellen Stand der Technik sind bereits höchste Effizienz und signifikante Energieeinspa-rungen möglich. Das Smart Electricity-Modell veranschaulicht auch, wie mit modernen ABB-Produkten und -Lösungen CO2-Emissionen reduziert werden sowie Strom aus erneuerbaren Energien sicher und effizient ins Netz eingespeist werden können. Der verlustarme Transport großer Leistungen über lange Distanzen, aber auch die sichere Integration von kleinen, dezentralen Energieerzeugern werden anschaulich dargestellt. Der Volatilität der Erzeuger soll künftig die Einbeziehung des Verbrauchers entgegenwirken. Dazu wird in unterschiedli-chen Szenarien die Kommunikation mit Erzeugern und Verbrauchern im intelligenten Ener-giesystem dargestellt und Erzeugungs- und Lastmanagement erläutert.
ABB zeigt auf der Hannover Messe auch, wie das Unternehmen auf den Gebieten Smart Metering und Smart Home einen wichtigen Beitrag auf den Weg zu einer sicheren und wirtschaftlichen Energieversorgung leistet. Zum Beispiel mit intelligenten Haushaltszählern, die den Stromverbrauch digital und in Echtzeit erfassen. Das ABB-Tochterunternehmen Striebel & John etwa, in Deutschland einer der führenden Hersteller von Zählerschränken, bietet einen elektronischen Mehrphasen-Wechselstromzähler für die Messung bezogener Energie. Um die Daten zu übertragen, auszuwerten und sowohl dem Energieversorger als auch dem Verbraucher zur Verfügung zu stellen, sind spezielle Daten-Gateways MUC (Multi Utility Communication) erforderlich, die ABB über seine Tochtergesellschaften Striebel & John bzw. Busch-Jaeger Electro anbietet. Zusammen mit einem elektronischen Zähler schaffen sie die Grundlage für intelligente Netze. Wichtig für den Verbraucher ist es in jedem Fall, dass ihm seine Verbrauchsdaten transparent dargestellt werden - am besten grafisch. Möglich wird dies über unterschiedliche Kanäle, zum Beispiel mit dem in die Hausinstallation integrierten Busch-ComfortPanel von Busch-Jaeger Elektro.
Nicht nur im Haushalt bietet ABB Lösungen für das intelligente Netz. ABB stellt in Hannover die aktuellen Ergebnisse des Smart-Grids-Projektes "MeRegio" (Minimum Emission Region)
vor. Um Angebot und Nachfrage nach elektrischer Energie zeitnah ausgleichen zu können, braucht es zusammen mit ausgefeilten Kommunikationssystemen auch entsprechende Netzführungssysteme. Als einer der Projektpartner in "MeRegio" ist ABB für die Feldversu-che im Verteilungsnetz der EnBW, und zwar in Freiamt, Südbaden, und in Göppingen für das Netzführungssystem sowie die Installation von Verteilnetzautomatisierungslösungen verantwortlich.
Neben der optimalen Ausnutzung der bestehenden Netz-Infrastruktur ist es die Aufgabe von ABB, die mithilfe intelligenter Zähler gewonnenen Daten bestmöglich in Betriebsführungs-konzepte einzubinden. Auf der Messe wird gezeigt, wie ein bewährtes Verfahren der Netz-führung im System Network Manager angewendet wird, um aus wenigen Messdaten den aktuellen Netzzustand zu berechnen. Zusätzlich wird gezeigt, wie in der Software die künfti-ge Einspeise- und Lastsituation prognostiziert wird, um eine Basis für vorbeugende Maß-nahmen zu schaffen.
Die aufkommende Elektromobilität und ihre Ladeinfrastruktur sind weitere Faktoren, die wir in intelligenten Netzen berücksichtigen müssen. Der Großteil der Elektrofahrzeuge wird zu Hause und am Arbeitsplatz geladen, dort wo das Fahrzeug am längsten geparkt wird. Wichtigster Punkt ist hier die Sicherheit. ABB bietet alle notwendigen Komponenten und Lö-sungen zur Wechselstromladung entsprechend den Anforderungen der Norm IEC 61851. Darüber hinaus lassen sich ABB-Ladelösungen perfekt mit den Produkten von Busch-Jaeger Elektro kombinieren und mittels KNX oder Ethernet in das Smart-Home integrieren.
Zum Durchbruch der Elektromobilität sagen Experten aber auch die Notwendigkeit von Schnellladestationen als Teil der zukünftigen Ladeinfrastruktur voraus. ABB stellt den Proto-typ einer Schnellladestation auf Gleichstrombasis aus. Durch den internationalen CHAdeMO-Industriestandard ist die ABB-Ladesäule mit fast allen schnellladbaren Fahrzeu-gen kompatibel. Damit können 100 km zusätzliche Reichweite mit heutigen Elektroautos in etwa 15 Minuten aufgetankt werden.
Die Technologie für den sicheren und effizienten Stromtransport über sehr lange Strecken stellt ABB ebenfalls bereit. Für den Anschluss von Offshore-Windparks werden zum Beispiel die bewährten Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungssysteme (HGÜ) von ABB ein-gesetzt. ABB stellt auf der Hannover Messe das derzeit leitungsfähigste Kabel für diese Übertragungsart vor - ein 320 kV-Kabel - isoliert mit vernetztem Polyethylen (VPE). Mit erstmals ± 320 kV Gleichspannung wird die erwartete Windleistung des Offshore-Windparks DolWin 1 verlustarm über insgesamt 165 Kilometer See- und Landkabel transportiert. Damit erreicht ABB einen neuen Leistungsrekord. Niemals zuvor konnte eine solche Leistung über eine entsprechende Entfernung mittels Kabel übertragen werden. Da die elektrische Isolie-rung aus vernetztem Kunststoff besteht und keinerlei Isolieröl enthält, ist dies auch der bis-lang umweltfreundlichste HGÜ-Kabeltyp.
Bild 1: Schematische Darstellung eines 320 kV HVDC-Light-Gleichstromkabels
Nicht nur der Transport des Stroms an Land ist eine Herausforderung. Der zunehmende Ausbau der Offshore-Windparks und deren Anbindungen in schwer zugänglichem Gebieten in der Nord- und Ostsee, benötigen neue und innovative Ideen und Strategien für Betrieb und Wartung solcher Anlagen. ABB zeigt optimierte Wartungskonzepte für den erfolgreichen Betrieb von Offshore-Windparks. Eine Unterwasseruntersuchung der Stahlstrukturen bietet mit Hilfe von Tauchrobotern (ROV) eine sichere und sehr effiziente Wartungsmöglichkeit. Diese Technik spart den Einsatz von Tauchern, und minimiert gleichzeitig das Risiko für Mensch und Umwelt. Die gewonnenen Erkenntnisse können zu gezielten und somit kos-tengünstigen Wartungsmaßnahmen führen.
Der Ausgleich der volatilen Erzeugung großer Mengen Strom durch erneuerbare Energien und deren Verbrauch werden zukünftig schwerer. Um die Differenzen zwischen Erzeugung und Verbrauch ausgleichen zu können, werden im Smart Grid Energiespeicher benötigt.
ABB zeigt mittels einer interaktiven 3D-Animation wie die Batteriespeichertechnologie DynaPeaQ- SVC Light® with Energy Storage schon heute stabilisierend im Netz einge-setzt werden kann. Die ABB-Energiespeicherlösung basiert auf der neuesten Batterietech-nologie von SAFT in Verbindung mit der bewährten ABB Technologie SVC-Light.
Selbst ohne die Integration erneuerbare Energien ist der Erhalt der Netzstabilität eine tägliche Herausforderung. Die Netzplanungsexperten der elektrischen Systemberatung der ABB stel-len als Schwerpunkt das Thema Asset-Simulationen vor. Der aufzulösende Zielkonflikt besteht in diesem Rahmen darin, die Lebensdauerkosten des Netzsystems bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung seiner Qualität zu reduzieren. Speziell die neu in NEPLAN® integrierte Asset Simulation erlaubt es, unter Berücksichtigung des aktuellen Zustands der einzelnen Betriebsmittel, eine Vorhersage der gesamten Betriebsmittelgruppe bezüglich der altersbe-dingten Ausfälle zu treffen und somit die zur Aufrechterhalten einer angestrebten Netzverfügbarkeit erforderlichen Investitionen abzuleiten.
In der Stromerzeugung tritt die Anforderung nach mehr Wirtschaftlichkeit, Umweltverträg-lichkeit und Flexibilisierung des Betriebes mehr und mehr in den Vordergrund, auch im Hin-blick auf den steigenden Anteil volatiler erneuerbarer Energien. Zur Unterstützung und Rea-lisierung von kostengünstigerem Betrieb und effizienterer Wartung benötigt ein Kraftwerks-leitsystem deutlich mehr Informationen. ABB ermöglicht eine verbesserte Prozessführung mit einer durchgängigen Leittechnik. Kraftwerksleitsysteme von ABB integrieren die Schalt-anlagenautomatisierung über den offenen Standard IEC 61850, welcher die Freiheit bei der Auswahl der Geräte und den vollen Zugriff auf die Schaltanlage ermöglicht.
ABB zeigt in Hannover in einer beispielhaften Simulation, wie die fluktuierende Einspeisung von Windparks durch thermische Kraftwerke kompensiert werden kann. Um dieser an-spruchsvollen Regelungsaufgabe gerecht zu werden, setzt ABB die Blockregelkonzepte Modan, Modakond und Turbotrol ein.
Ventyx - an ABB Company - zeigt als international tätiger Softwareanbieter seine Produkte und Lösungen für den Energie-, Versorgungs- und Kommunikationssektor, auch Großanla-gen der Industrie. Dies umfasst Software für das Asset Management, die Koordination mo-biler Arbeitskräfte, das Energiehandels- und Risikomanagement, das Energiebetriebsmana-gement und die Energieanalyse. Darüber hinaus bietet Ventyx Softwarelösungen für die Planung und Prognose des Strombedarfs einschließlich der Stromerzeugung aus erneuer-baren Energiequellen. Die Ventyx-Software liefert Stromversorgern zudem die aktuellen Daten über Strombedarf, -preise und -verfügbarkeit, wie sie beispielsweise für Smart Grids-Anwendungen und den Emissionshandel erforderlich sind. Durch die Kombination der Soft-warelösungen von Ventyx mit der Netzleittechnik und dem Know-how von ABB im Energie-bereich werden nun alle Anforderungen der Energieversorgung abgedeckt.
Seit bereits mehr als 26 Jahren werden beim Erfinder der SF6-gasisolierten Schaltanlagen-Technik auch in der Mittelspannung Schaltanlagen mit dieser Technologie gefertigt. ABB hat die Mittelspannungsschaltanlage ZX0 entscheidend weiterentwickelt. Die kompakte, gas-isolierte Schaltanlage für Verteilanwendungen ist aufgrund ihres modularen Aufbaus ideal für den Einsatz in Stadtwerken, Versorgungsunternehmen sowie in der Industrie und in öf-fentlichen Gebäuden geeignet. In der aktuellen Version ZX0.2 wurde die Stromtragfähigkeit auf bis 2.500 A für Einspeisungs- und Kupplungsfelder sowie für den gesamten Sammel-schienenbereich verdoppelt. Darüber hinaus ist die metallgekapselte Einfachsammelschie-nenanlage nun auch in Netzen mit Kurzschlussstromstärken bis 31,5 kA statt bisher 25 kA einsetzbar. Eine Freiraumaufstellung mit IEC-
Qualifikation AFLR gemäß IEC 62271-200 ist nun möglich. Durch eine Vielzahl integrierter Features bietet die ZX0.2 besondere Vorteile bei der Realisierung unterschiedlichster Schaltaufgaben.
Bild 2: Gasisolierte ZX0.2 Schaltanlage
Auf der Messe stellt ABB die luftisolierte Schaltanlage UniGear ZS1 mit ultraschnellem Er-dungsschalter (UFES) aus. Der innovative UFES ist im Stande, alle drei Phasen (Außenlei-ter) nach Erkennen eines internen Lichtbogenfehlers in Mittelspannungs-Schaltanlagen in-nerhalb von 4 ms abzuschalten. Die Integration des UFES in der UniGear ZS1 macht sie zu einer der sichersten Mittelspannungs-Schaltanlagen auf dem Markt. Sie bietet einen hohen Grad an Erweiterbarkeit mit Hilfe des TVOC - einem optischen Schutzrelais - und einfache Austauschbarkeit von primären Schaltgeräten. Der UFES kann als Sammelschienenapplika-tion, Kabelabgangsvorrichtung und verfahrbaren Schub genutzt werden. UniGear mit ZS1 bietet dem Kunden erweiterte Sicherheit, ein Optimum an Systemverfügbarkeit und eine drastische Reduzierung der Reparaturkosten und Stillstandszeiten sollte sich ein interner Fehler ereignen. Die UniGear MCC als Mitglied der Unigear-Familie bietet ein Maximum an einfacher Handhabung und ist für optimale Flexibilität in Kombination mit anderen UniGear-Schaltfelder wie ZS1, 550 und 500R entwickelt worden. Alle Bedien- und Wartungshandlun-gen werden von der Front des Schaltfeldes ausgeführt, das mit mechanischen Sicherheits-verriegelungen zwischen Vakuumschütz und Erdungsschalter ausgestattet ist. Der Vakuum-schütz ist der bewährte VSC-Typ mit magnetischem Antrieb.
Mit der für die IEC 61850 entwickelten Schutz- und Steuerungsproduktfamilie Relion® setzt ABB neue Maßstäbe in der Netzautomatisierung. Relion umfasst funktional aufeinander ab-gestimmte Geräteserien für alle Einsatzfälle mit ihren komplexen Anforderungen in Übertra-gungs- und Verteilungsnetzen, von Höchstspannungsanwendungen, Mittelspannungsstatio-nen der primären Energieverteilung bis hin zu den Anforderungen von einfachen Geräten für den Einsatz in Kompaktschaltanlagen der sekundären Energieverteilung.
Alle Geräte zeichnen sich durch eine einheitliche Bedienphilosophie, ein gemeinsames Be-dien- und Parametrierwerkzeug sowie die konsequente Umsetzung des Kommunikations-standards IEC 61850 inklusive horizontaler GOOSE-Kommunikation aus. Relion, mit den bisher verfügbaren Geräten der Serien 615, 630, 650 und 670, ist die weltweit erste Produkt-Familie auf diesem Gebiet, bei der die volle Umsetzung des Kommunikationsstandards IEC 61850 vom Beginn der Entwicklung an im Pflichtenheft verankert war.
ABB bietet OEM-Kunden eine Vielzahl innovativer und zukunftsorientierter Mittelspan-nungsprodukte und -komponenten. Diese ermöglichen unseren Partnern, Ihre Produkte flexibel an den Erfordernissen zukünftiger Verteilnetze auszurichten. Darüber hinaus helfen umweltfreundliche Produkte und effiziente Produktionsprozesse, die Belastung für die Um-welt zu reduzieren. So reduzieren beispielsweise die neuen Embedded Poles PT1 den Aus-stoß von CO2 um mehr als 50 % im Vergleich zu analogen Polteilen basierend auf Epoxid-harz. Dies entspricht einer Einsparung von über 3.000 t CO2 pro Jahr. Ein Einsatzgebiet dieses Embedded Poles PT1 ist auf dem Vakuumleistungsschalter VD4/RC.
Bild 3: OEM Mittelspannungsprodukte und -komponenten
Im Bereich der Hochspannung präsentiert ABB die neue gasisolierte 245 kV-Schaltanlage vom Typ ELK-14 und ein Modell der gasisolierten 72,5-kV-Schaltanlage vom Typ ENK. Die neue gasisolierte 245 kV-Schaltanlage vom Typ ELK-14 zeichnet sich durch eine äußerst kompakte Bauweise und geringes Gasvolumen aus. Der Platzbedarf ge-genüber herkömmlichen Anlagen konnte um rund 40 % reduziert werden. Durch die kom-pakte Bauweise und Lieferung als komplettes Schaltfeld kann die Installationszeit zudem um etwa 60 % gekürzt werden. Die Schaltfelder sind einphasig isoliert und werden fertig geprüft auf einem Rahmen montiert an den Einsatzort angeliefert. Die intelligente Sekundärtechnik im Steuerschrank, der direkt an das Schaltfeld angebaut ist, erfüllt bereits heute die
Anforderungen des zukünftigen intelligenten Stromnetzes. Weitere neue Merkmale sind bei-spielsweise die gute Zugänglichkeit der Antriebe, die von der Vorderseite des Schaltfeldes aus bedient werden können und die Anordnung der Stromwandler außerhalb des Gasrau-mes, die den den Betrieb erleichtern. Die Schaltfelder zeichnen sich überdies durch eine hohe Flexibilität aus, so dass sämtliche Anlagenkonfigurationen, auch spätere Erweiterun-gen, ohne Probleme möglich sind. Die Anlagen sind für eine Bemessungsspannung von 253 kV ausgelegt und können Bemessungsströme von bis zu 3.150 A führen. Die den IEC- und IEEE-Normen entsprechenden Versionen sind für einen Bemessungskurzschlussstrom von bis zu 50 kA dimensioniert.
Zu den Hauptmerkmalen der auf der Hannover Messe vorgestellten neuen gasisolierten 72,5-kV-Schaltanlage vom Typ ENK gehören der gegenüber vergleichbaren Produkten um 25 % reduzierte Platzbedarf sowie der um 50 % geringeren Bedarf an SF6-Gas.
Die Baureihe zeichnet sich ferner durch eine moderne "Plug-and-Switch" sowie eine intelli-gente Sekundärtechnik aus, die bereits heute die Anforderungen des zukünftigen intelligen-ten Stromnetzes erfüllt. Weitere neue Merkmale sind z. B. die bessere Zugänglichkeit der Antriebe von der Vorderseite und die Anordnung der Stromwandler außerhalb des Gasrau-mes, die den Betrieb erleichtern. Mit Sammelschienensteckverbindungen zum Kuppeln ein-zelner Felder und der Auslieferung fabrikfertiger, vollständig geprüfter Schaltfelder lassen sich gasisolierte Schaltanlagen des Typs ENK einfach und schnell auf der Baustelle instal-lieren. Die Anlagen sind für eine Bemessungsspannung von 72,5 kV ausgelegt und stehen mit Bemessungsströmen von bis zu 2.500 A zur Verfügung. Die den IEC- und IEEE - Nor-men entsprechenden Versionen sind für einen Bemessungskurzschlussstrom von bis zu 40 kA dimensioniert.
Bild 4: ENK-Feld in Doppelsammelschienenanordnung
ABB präsentiert den neuen TriDry Transformator, der sich durch seine kompaktere Bau-weise in Dreiecksform auszeichnet. Durch diese neue Anordnung eignet sich der ABB Tro-ckentransformator insbesondere für die Installation an Orten mit Längenbeschränkungen und bietet eine Vielzahl an neuen Installationsmöglichkeiten. Der sichere und umweltfreundliche Transformator weist zudem verbesserte Wirkungsgrade im Vergleich zu Standardtrans-formatoren auf, die eine Senkung der Betriebskosten bedingen.
Mit der biologisch abbaubaren und schwer entflammbaren Biotemp-Transformatoren-flüssigkeit bietet ABB auch eine umweltfreundliche Lösung für ölgefüllte Transformatoren an. Für die Überwachung ölgefüllter Transformatoren bietet ABB innovative Serviceleistungen an. Eine Neuerung im Bereich Transformatoren-Monitoring ist der neue HydroTEC 1001+ Sensor, der zusammen mit ABB's TEC Monitoring System oder einzeln eingesetzt werden kann. Damit können die 7 wichtigsten Fehlergase nach der innovativen TDCG Methode erfaßt werden und so Transformatoren während des Betriebes sicher überwacht werden.
ABB hat auf Basis von umfassenden Erfahrungen ein Konzept für unterirdische Um-spannwerke entwickelt. Auf der Hannover Messe zeigt ABB anschaulich, wie Umspann-werke als Teil des Verteilungsnetzes innerhalb von Städten vorteilhaft eingesetzt werden können. So wir ein höhere Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit der Energieversorgung in ur-banen Umgebungen ohne Akzeptanzprobleme und Flächenvernichtung möglich. Dies er-laubt auch die sichere Integration der Ladeinfrastruktur von Elektrofahrzeugen in städtische Lastzentren. Durch die geringeren netzbezogenen Lebenszykluskosten bei gleichzeitiger Einhaltung höchster Sicherheitsstandards leisten Untergrund-Schaltanlagen einen wichtigen Faktor bei der Vermeidung von Netzengpässen und Netzüberlastung im intelligenten Netz.
Bild 5: Beispiel eines unterirdischen Umspannwerkes
Im Rahmen der weltweiten Bemühungen zur Minderung des Klimawandels sind Hafenbe-hörden und Schiffseigner auf der Suche nach Lösungen zur Reduzierung von Emissionen.
ABB bietet schlüsselfertige Landstromanlagen an, die die gesamte elektrische Infrastruk-tur auf Schiffen und in Häfen einschließt. Bereits im Jahr 2000 hat ABB die weltweit erste landseitige Stromversorgungsanlage für Schiffe im Hafen von Göteborg (Schweden) instal-liert. ABB bietet die erforderliche elektrische Infrastruktur - sowohl land- als auch schiffssei-tig - als schlüsselfertige Lösungen an. Dies beinhaltet alle Systemkomponenten wie Fre-quenzumrichter, Hoch- und Mittelspannungs-Schaltanlagen, Transformatoren sowie Steuer- und Schutzsysteme. ABB stellt seine gesamtheitlich entwickelten und integrierten Systeme und Dienstleistungen hierzu auf der Messe vor.
ABB in Deutschland erzielte im Jahr 2009 einen Umsatz von 3,18 Milliarden Euro und be-schäftigte zum 30. Juni 2010 etwa 10.300 Mitarbeiter. ABB ist führend in der Energie- und Automationstechnik. Das Unternehmen ermöglicht seinen Kunden in der Energieversorgung, der Industrie und im Handel, ihre Leistung zu verbessern und die Umweltbelastung zu redu-zieren. Der ABB-Konzern beschäftigt etwa 124.000 Mitarbeiter in rund 100 Ländern.
Die Bundesregierung veröffentlichte im Herbst 2010 ihr Energiekonzept für eine umwelt-schonende, zuverlässige und bezahlbare Energieversorgung. Neun Handlungsfelder u. a. vom Ausbau erneuerbarer Energiequellen, eine leistungsfähige Netzinfrastruktur, Mobilität bis hin zur Effizienzsteigerung in Gebäuden werden verfolgt, um die Klimaschutzziele bis 2050 zu erreichen. Das Konzept hat Auswirkungen sowohl auf die deutsche als auch auf die europäische Energieversorgung. Die Wichtigkeit und Dringlichkeit einer koordinierten Pla-nung der Weiterentwicklung der Übertragungsnetze ist nicht mehr strittig. Der Ausbau der Verteilungsnetze zum Erhalt der sicheren Stromversorgung wurde in den letzten 12 Monaten viel diskutiert und die Notwendigkeit des Ausbaus einhellig anerkannt. In 2010 hat der Ausbau erneuerbarer Energien rasant zugenommen. Die enge Vernetzung und Kommuni-kation zwischen Stromproduzenten und Verbrauchern und der Zusammenschluss von Smart Grids, Smart Metering und Energieeffizienz unter dem Begriff "Smart Electricity" ist zentrales Element der zukünftigen Energieversorgung.
Unter dem Leitgedanken "Energieversorgung der Zukunft" zeigt ABB auf der Hannover Messe (Halle 11, Stand A35) ihr breites Spektrum an Produkten und Lösungen in der Ener-gie- und Automationstechnik. Hier liegen viele Antworten auf die Fragen, wie der Umbau unseres Energieversorgungssystems und der Schutz unseres Klimas gelingt.
Die Zukunft der Energieversorgung stellt ABB am Modell Smart Electricity vor. Es illustriert in allen Bereichen relevante Aspekte der zukünftigen Energieversorgung, von der Stromer-zeugung und Stromübertragung über die Verteilung bis hin zum Endverbraucher. Mit dem aktuellen Stand der Technik sind bereits höchste Effizienz und signifikante Energieeinspa-rungen möglich. Das Smart Electricity-Modell veranschaulicht auch, wie mit modernen ABB-Produkten und -Lösungen CO2-Emissionen reduziert werden sowie Strom aus erneuerbaren Energien sicher und effizient ins Netz eingespeist werden können. Der verlustarme Transport großer Leistungen über lange Distanzen, aber auch die sichere Integration von kleinen, dezentralen Energieerzeugern werden anschaulich dargestellt. Der Volatilität der Erzeuger soll künftig die Einbeziehung des Verbrauchers entgegenwirken. Dazu wird in unterschiedli-chen Szenarien die Kommunikation mit Erzeugern und Verbrauchern im intelligenten Ener-giesystem dargestellt und Erzeugungs- und Lastmanagement erläutert.
ABB zeigt auf der Hannover Messe auch, wie das Unternehmen auf den Gebieten Smart Metering und Smart Home einen wichtigen Beitrag auf den Weg zu einer sicheren und wirtschaftlichen Energieversorgung leistet. Zum Beispiel mit intelligenten Haushaltszählern, die den Stromverbrauch digital und in Echtzeit erfassen. Das ABB-Tochterunternehmen Striebel & John etwa, in Deutschland einer der führenden Hersteller von Zählerschränken, bietet einen elektronischen Mehrphasen-Wechselstromzähler für die Messung bezogener Energie. Um die Daten zu übertragen, auszuwerten und sowohl dem Energieversorger als auch dem Verbraucher zur Verfügung zu stellen, sind spezielle Daten-Gateways MUC (Multi Utility Communication) erforderlich, die ABB über seine Tochtergesellschaften Striebel & John bzw. Busch-Jaeger Electro anbietet. Zusammen mit einem elektronischen Zähler schaffen sie die Grundlage für intelligente Netze. Wichtig für den Verbraucher ist es in jedem Fall, dass ihm seine Verbrauchsdaten transparent dargestellt werden - am besten grafisch. Möglich wird dies über unterschiedliche Kanäle, zum Beispiel mit dem in die Hausinstallation integrierten Busch-ComfortPanel von Busch-Jaeger Elektro.
Nicht nur im Haushalt bietet ABB Lösungen für das intelligente Netz. ABB stellt in Hannover die aktuellen Ergebnisse des Smart-Grids-Projektes "MeRegio" (Minimum Emission Region)
vor. Um Angebot und Nachfrage nach elektrischer Energie zeitnah ausgleichen zu können, braucht es zusammen mit ausgefeilten Kommunikationssystemen auch entsprechende Netzführungssysteme. Als einer der Projektpartner in "MeRegio" ist ABB für die Feldversu-che im Verteilungsnetz der EnBW, und zwar in Freiamt, Südbaden, und in Göppingen für das Netzführungssystem sowie die Installation von Verteilnetzautomatisierungslösungen verantwortlich.
Neben der optimalen Ausnutzung der bestehenden Netz-Infrastruktur ist es die Aufgabe von ABB, die mithilfe intelligenter Zähler gewonnenen Daten bestmöglich in Betriebsführungs-konzepte einzubinden. Auf der Messe wird gezeigt, wie ein bewährtes Verfahren der Netz-führung im System Network Manager angewendet wird, um aus wenigen Messdaten den aktuellen Netzzustand zu berechnen. Zusätzlich wird gezeigt, wie in der Software die künfti-ge Einspeise- und Lastsituation prognostiziert wird, um eine Basis für vorbeugende Maß-nahmen zu schaffen.
Die aufkommende Elektromobilität und ihre Ladeinfrastruktur sind weitere Faktoren, die wir in intelligenten Netzen berücksichtigen müssen. Der Großteil der Elektrofahrzeuge wird zu Hause und am Arbeitsplatz geladen, dort wo das Fahrzeug am längsten geparkt wird. Wichtigster Punkt ist hier die Sicherheit. ABB bietet alle notwendigen Komponenten und Lö-sungen zur Wechselstromladung entsprechend den Anforderungen der Norm IEC 61851. Darüber hinaus lassen sich ABB-Ladelösungen perfekt mit den Produkten von Busch-Jaeger Elektro kombinieren und mittels KNX oder Ethernet in das Smart-Home integrieren.
Zum Durchbruch der Elektromobilität sagen Experten aber auch die Notwendigkeit von Schnellladestationen als Teil der zukünftigen Ladeinfrastruktur voraus. ABB stellt den Proto-typ einer Schnellladestation auf Gleichstrombasis aus. Durch den internationalen CHAdeMO-Industriestandard ist die ABB-Ladesäule mit fast allen schnellladbaren Fahrzeu-gen kompatibel. Damit können 100 km zusätzliche Reichweite mit heutigen Elektroautos in etwa 15 Minuten aufgetankt werden.
Die Technologie für den sicheren und effizienten Stromtransport über sehr lange Strecken stellt ABB ebenfalls bereit. Für den Anschluss von Offshore-Windparks werden zum Beispiel die bewährten Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungssysteme (HGÜ) von ABB ein-gesetzt. ABB stellt auf der Hannover Messe das derzeit leitungsfähigste Kabel für diese Übertragungsart vor - ein 320 kV-Kabel - isoliert mit vernetztem Polyethylen (VPE). Mit erstmals ± 320 kV Gleichspannung wird die erwartete Windleistung des Offshore-Windparks DolWin 1 verlustarm über insgesamt 165 Kilometer See- und Landkabel transportiert. Damit erreicht ABB einen neuen Leistungsrekord. Niemals zuvor konnte eine solche Leistung über eine entsprechende Entfernung mittels Kabel übertragen werden. Da die elektrische Isolie-rung aus vernetztem Kunststoff besteht und keinerlei Isolieröl enthält, ist dies auch der bis-lang umweltfreundlichste HGÜ-Kabeltyp.
Bild 1: Schematische Darstellung eines 320 kV HVDC-Light-Gleichstromkabels
Nicht nur der Transport des Stroms an Land ist eine Herausforderung. Der zunehmende Ausbau der Offshore-Windparks und deren Anbindungen in schwer zugänglichem Gebieten in der Nord- und Ostsee, benötigen neue und innovative Ideen und Strategien für Betrieb und Wartung solcher Anlagen. ABB zeigt optimierte Wartungskonzepte für den erfolgreichen Betrieb von Offshore-Windparks. Eine Unterwasseruntersuchung der Stahlstrukturen bietet mit Hilfe von Tauchrobotern (ROV) eine sichere und sehr effiziente Wartungsmöglichkeit. Diese Technik spart den Einsatz von Tauchern, und minimiert gleichzeitig das Risiko für Mensch und Umwelt. Die gewonnenen Erkenntnisse können zu gezielten und somit kos-tengünstigen Wartungsmaßnahmen führen.
Der Ausgleich der volatilen Erzeugung großer Mengen Strom durch erneuerbare Energien und deren Verbrauch werden zukünftig schwerer. Um die Differenzen zwischen Erzeugung und Verbrauch ausgleichen zu können, werden im Smart Grid Energiespeicher benötigt.
ABB zeigt mittels einer interaktiven 3D-Animation wie die Batteriespeichertechnologie DynaPeaQ- SVC Light® with Energy Storage schon heute stabilisierend im Netz einge-setzt werden kann. Die ABB-Energiespeicherlösung basiert auf der neuesten Batterietech-nologie von SAFT in Verbindung mit der bewährten ABB Technologie SVC-Light.
Selbst ohne die Integration erneuerbare Energien ist der Erhalt der Netzstabilität eine tägliche Herausforderung. Die Netzplanungsexperten der elektrischen Systemberatung der ABB stel-len als Schwerpunkt das Thema Asset-Simulationen vor. Der aufzulösende Zielkonflikt besteht in diesem Rahmen darin, die Lebensdauerkosten des Netzsystems bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung seiner Qualität zu reduzieren. Speziell die neu in NEPLAN® integrierte Asset Simulation erlaubt es, unter Berücksichtigung des aktuellen Zustands der einzelnen Betriebsmittel, eine Vorhersage der gesamten Betriebsmittelgruppe bezüglich der altersbe-dingten Ausfälle zu treffen und somit die zur Aufrechterhalten einer angestrebten Netzverfügbarkeit erforderlichen Investitionen abzuleiten.
In der Stromerzeugung tritt die Anforderung nach mehr Wirtschaftlichkeit, Umweltverträg-lichkeit und Flexibilisierung des Betriebes mehr und mehr in den Vordergrund, auch im Hin-blick auf den steigenden Anteil volatiler erneuerbarer Energien. Zur Unterstützung und Rea-lisierung von kostengünstigerem Betrieb und effizienterer Wartung benötigt ein Kraftwerks-leitsystem deutlich mehr Informationen. ABB ermöglicht eine verbesserte Prozessführung mit einer durchgängigen Leittechnik. Kraftwerksleitsysteme von ABB integrieren die Schalt-anlagenautomatisierung über den offenen Standard IEC 61850, welcher die Freiheit bei der Auswahl der Geräte und den vollen Zugriff auf die Schaltanlage ermöglicht.
ABB zeigt in Hannover in einer beispielhaften Simulation, wie die fluktuierende Einspeisung von Windparks durch thermische Kraftwerke kompensiert werden kann. Um dieser an-spruchsvollen Regelungsaufgabe gerecht zu werden, setzt ABB die Blockregelkonzepte Modan, Modakond und Turbotrol ein.
Ventyx - an ABB Company - zeigt als international tätiger Softwareanbieter seine Produkte und Lösungen für den Energie-, Versorgungs- und Kommunikationssektor, auch Großanla-gen der Industrie. Dies umfasst Software für das Asset Management, die Koordination mo-biler Arbeitskräfte, das Energiehandels- und Risikomanagement, das Energiebetriebsmana-gement und die Energieanalyse. Darüber hinaus bietet Ventyx Softwarelösungen für die Planung und Prognose des Strombedarfs einschließlich der Stromerzeugung aus erneuer-baren Energiequellen. Die Ventyx-Software liefert Stromversorgern zudem die aktuellen Daten über Strombedarf, -preise und -verfügbarkeit, wie sie beispielsweise für Smart Grids-Anwendungen und den Emissionshandel erforderlich sind. Durch die Kombination der Soft-warelösungen von Ventyx mit der Netzleittechnik und dem Know-how von ABB im Energie-bereich werden nun alle Anforderungen der Energieversorgung abgedeckt.
Seit bereits mehr als 26 Jahren werden beim Erfinder der SF6-gasisolierten Schaltanlagen-Technik auch in der Mittelspannung Schaltanlagen mit dieser Technologie gefertigt. ABB hat die Mittelspannungsschaltanlage ZX0 entscheidend weiterentwickelt. Die kompakte, gas-isolierte Schaltanlage für Verteilanwendungen ist aufgrund ihres modularen Aufbaus ideal für den Einsatz in Stadtwerken, Versorgungsunternehmen sowie in der Industrie und in öf-fentlichen Gebäuden geeignet. In der aktuellen Version ZX0.2 wurde die Stromtragfähigkeit auf bis 2.500 A für Einspeisungs- und Kupplungsfelder sowie für den gesamten Sammel-schienenbereich verdoppelt. Darüber hinaus ist die metallgekapselte Einfachsammelschie-nenanlage nun auch in Netzen mit Kurzschlussstromstärken bis 31,5 kA statt bisher 25 kA einsetzbar. Eine Freiraumaufstellung mit IEC-
Qualifikation AFLR gemäß IEC 62271-200 ist nun möglich. Durch eine Vielzahl integrierter Features bietet die ZX0.2 besondere Vorteile bei der Realisierung unterschiedlichster Schaltaufgaben.
Bild 2: Gasisolierte ZX0.2 Schaltanlage
Auf der Messe stellt ABB die luftisolierte Schaltanlage UniGear ZS1 mit ultraschnellem Er-dungsschalter (UFES) aus. Der innovative UFES ist im Stande, alle drei Phasen (Außenlei-ter) nach Erkennen eines internen Lichtbogenfehlers in Mittelspannungs-Schaltanlagen in-nerhalb von 4 ms abzuschalten. Die Integration des UFES in der UniGear ZS1 macht sie zu einer der sichersten Mittelspannungs-Schaltanlagen auf dem Markt. Sie bietet einen hohen Grad an Erweiterbarkeit mit Hilfe des TVOC - einem optischen Schutzrelais - und einfache Austauschbarkeit von primären Schaltgeräten. Der UFES kann als Sammelschienenapplika-tion, Kabelabgangsvorrichtung und verfahrbaren Schub genutzt werden. UniGear mit ZS1 bietet dem Kunden erweiterte Sicherheit, ein Optimum an Systemverfügbarkeit und eine drastische Reduzierung der Reparaturkosten und Stillstandszeiten sollte sich ein interner Fehler ereignen. Die UniGear MCC als Mitglied der Unigear-Familie bietet ein Maximum an einfacher Handhabung und ist für optimale Flexibilität in Kombination mit anderen UniGear-Schaltfelder wie ZS1, 550 und 500R entwickelt worden. Alle Bedien- und Wartungshandlun-gen werden von der Front des Schaltfeldes ausgeführt, das mit mechanischen Sicherheits-verriegelungen zwischen Vakuumschütz und Erdungsschalter ausgestattet ist. Der Vakuum-schütz ist der bewährte VSC-Typ mit magnetischem Antrieb.
Mit der für die IEC 61850 entwickelten Schutz- und Steuerungsproduktfamilie Relion® setzt ABB neue Maßstäbe in der Netzautomatisierung. Relion umfasst funktional aufeinander ab-gestimmte Geräteserien für alle Einsatzfälle mit ihren komplexen Anforderungen in Übertra-gungs- und Verteilungsnetzen, von Höchstspannungsanwendungen, Mittelspannungsstatio-nen der primären Energieverteilung bis hin zu den Anforderungen von einfachen Geräten für den Einsatz in Kompaktschaltanlagen der sekundären Energieverteilung.
Alle Geräte zeichnen sich durch eine einheitliche Bedienphilosophie, ein gemeinsames Be-dien- und Parametrierwerkzeug sowie die konsequente Umsetzung des Kommunikations-standards IEC 61850 inklusive horizontaler GOOSE-Kommunikation aus. Relion, mit den bisher verfügbaren Geräten der Serien 615, 630, 650 und 670, ist die weltweit erste Produkt-Familie auf diesem Gebiet, bei der die volle Umsetzung des Kommunikationsstandards IEC 61850 vom Beginn der Entwicklung an im Pflichtenheft verankert war.
ABB bietet OEM-Kunden eine Vielzahl innovativer und zukunftsorientierter Mittelspan-nungsprodukte und -komponenten. Diese ermöglichen unseren Partnern, Ihre Produkte flexibel an den Erfordernissen zukünftiger Verteilnetze auszurichten. Darüber hinaus helfen umweltfreundliche Produkte und effiziente Produktionsprozesse, die Belastung für die Um-welt zu reduzieren. So reduzieren beispielsweise die neuen Embedded Poles PT1 den Aus-stoß von CO2 um mehr als 50 % im Vergleich zu analogen Polteilen basierend auf Epoxid-harz. Dies entspricht einer Einsparung von über 3.000 t CO2 pro Jahr. Ein Einsatzgebiet dieses Embedded Poles PT1 ist auf dem Vakuumleistungsschalter VD4/RC.
Bild 3: OEM Mittelspannungsprodukte und -komponenten
Im Bereich der Hochspannung präsentiert ABB die neue gasisolierte 245 kV-Schaltanlage vom Typ ELK-14 und ein Modell der gasisolierten 72,5-kV-Schaltanlage vom Typ ENK. Die neue gasisolierte 245 kV-Schaltanlage vom Typ ELK-14 zeichnet sich durch eine äußerst kompakte Bauweise und geringes Gasvolumen aus. Der Platzbedarf ge-genüber herkömmlichen Anlagen konnte um rund 40 % reduziert werden. Durch die kom-pakte Bauweise und Lieferung als komplettes Schaltfeld kann die Installationszeit zudem um etwa 60 % gekürzt werden. Die Schaltfelder sind einphasig isoliert und werden fertig geprüft auf einem Rahmen montiert an den Einsatzort angeliefert. Die intelligente Sekundärtechnik im Steuerschrank, der direkt an das Schaltfeld angebaut ist, erfüllt bereits heute die
Anforderungen des zukünftigen intelligenten Stromnetzes. Weitere neue Merkmale sind bei-spielsweise die gute Zugänglichkeit der Antriebe, die von der Vorderseite des Schaltfeldes aus bedient werden können und die Anordnung der Stromwandler außerhalb des Gasrau-mes, die den den Betrieb erleichtern. Die Schaltfelder zeichnen sich überdies durch eine hohe Flexibilität aus, so dass sämtliche Anlagenkonfigurationen, auch spätere Erweiterun-gen, ohne Probleme möglich sind. Die Anlagen sind für eine Bemessungsspannung von 253 kV ausgelegt und können Bemessungsströme von bis zu 3.150 A führen. Die den IEC- und IEEE-Normen entsprechenden Versionen sind für einen Bemessungskurzschlussstrom von bis zu 50 kA dimensioniert.
Zu den Hauptmerkmalen der auf der Hannover Messe vorgestellten neuen gasisolierten 72,5-kV-Schaltanlage vom Typ ENK gehören der gegenüber vergleichbaren Produkten um 25 % reduzierte Platzbedarf sowie der um 50 % geringeren Bedarf an SF6-Gas.
Die Baureihe zeichnet sich ferner durch eine moderne "Plug-and-Switch" sowie eine intelli-gente Sekundärtechnik aus, die bereits heute die Anforderungen des zukünftigen intelligen-ten Stromnetzes erfüllt. Weitere neue Merkmale sind z. B. die bessere Zugänglichkeit der Antriebe von der Vorderseite und die Anordnung der Stromwandler außerhalb des Gasrau-mes, die den Betrieb erleichtern. Mit Sammelschienensteckverbindungen zum Kuppeln ein-zelner Felder und der Auslieferung fabrikfertiger, vollständig geprüfter Schaltfelder lassen sich gasisolierte Schaltanlagen des Typs ENK einfach und schnell auf der Baustelle instal-lieren. Die Anlagen sind für eine Bemessungsspannung von 72,5 kV ausgelegt und stehen mit Bemessungsströmen von bis zu 2.500 A zur Verfügung. Die den IEC- und IEEE - Nor-men entsprechenden Versionen sind für einen Bemessungskurzschlussstrom von bis zu 40 kA dimensioniert.
Bild 4: ENK-Feld in Doppelsammelschienenanordnung
ABB präsentiert den neuen TriDry Transformator, der sich durch seine kompaktere Bau-weise in Dreiecksform auszeichnet. Durch diese neue Anordnung eignet sich der ABB Tro-ckentransformator insbesondere für die Installation an Orten mit Längenbeschränkungen und bietet eine Vielzahl an neuen Installationsmöglichkeiten. Der sichere und umweltfreundliche Transformator weist zudem verbesserte Wirkungsgrade im Vergleich zu Standardtrans-formatoren auf, die eine Senkung der Betriebskosten bedingen.
Mit der biologisch abbaubaren und schwer entflammbaren Biotemp-Transformatoren-flüssigkeit bietet ABB auch eine umweltfreundliche Lösung für ölgefüllte Transformatoren an. Für die Überwachung ölgefüllter Transformatoren bietet ABB innovative Serviceleistungen an. Eine Neuerung im Bereich Transformatoren-Monitoring ist der neue HydroTEC 1001+ Sensor, der zusammen mit ABB's TEC Monitoring System oder einzeln eingesetzt werden kann. Damit können die 7 wichtigsten Fehlergase nach der innovativen TDCG Methode erfaßt werden und so Transformatoren während des Betriebes sicher überwacht werden.
ABB hat auf Basis von umfassenden Erfahrungen ein Konzept für unterirdische Um-spannwerke entwickelt. Auf der Hannover Messe zeigt ABB anschaulich, wie Umspann-werke als Teil des Verteilungsnetzes innerhalb von Städten vorteilhaft eingesetzt werden können. So wir ein höhere Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit der Energieversorgung in ur-banen Umgebungen ohne Akzeptanzprobleme und Flächenvernichtung möglich. Dies er-laubt auch die sichere Integration der Ladeinfrastruktur von Elektrofahrzeugen in städtische Lastzentren. Durch die geringeren netzbezogenen Lebenszykluskosten bei gleichzeitiger Einhaltung höchster Sicherheitsstandards leisten Untergrund-Schaltanlagen einen wichtigen Faktor bei der Vermeidung von Netzengpässen und Netzüberlastung im intelligenten Netz.
Bild 5: Beispiel eines unterirdischen Umspannwerkes
Im Rahmen der weltweiten Bemühungen zur Minderung des Klimawandels sind Hafenbe-hörden und Schiffseigner auf der Suche nach Lösungen zur Reduzierung von Emissionen.
ABB bietet schlüsselfertige Landstromanlagen an, die die gesamte elektrische Infrastruk-tur auf Schiffen und in Häfen einschließt. Bereits im Jahr 2000 hat ABB die weltweit erste landseitige Stromversorgungsanlage für Schiffe im Hafen von Göteborg (Schweden) instal-liert. ABB bietet die erforderliche elektrische Infrastruktur - sowohl land- als auch schiffssei-tig - als schlüsselfertige Lösungen an. Dies beinhaltet alle Systemkomponenten wie Fre-quenzumrichter, Hoch- und Mittelspannungs-Schaltanlagen, Transformatoren sowie Steuer- und Schutzsysteme. ABB stellt seine gesamtheitlich entwickelten und integrierten Systeme und Dienstleistungen hierzu auf der Messe vor.
ABB in Deutschland erzielte im Jahr 2009 einen Umsatz von 3,18 Milliarden Euro und be-schäftigte zum 30. Juni 2010 etwa 10.300 Mitarbeiter. ABB ist führend in der Energie- und Automationstechnik. Das Unternehmen ermöglicht seinen Kunden in der Energieversorgung, der Industrie und im Handel, ihre Leistung zu verbessern und die Umweltbelastung zu redu-zieren. Der ABB-Konzern beschäftigt etwa 124.000 Mitarbeiter in rund 100 Ländern.
