Das Niederspannungsnetz (NS-Netz) bildet als Netzebene 7 die unterste Ebene der elektrischen Energieversorgung mit üblicherweise 400 V. Es dient der direkten Versorgung von Haushalten, Kleingewerbe und kleineren Verbrauchern.
In Deutschland umfasst die Niederspannungsebene Spannungen bis 1 kV, hauptsächlich das 400-V-Drehstromnetz sowie 230-V-Einphasenanschlüsse. Sie stellt den letzten Abschnitt der Versorgungskette zwischen Ortsnetzstation und Endverbraucher dar.
Technische Hintergründe
Das Niederspannungsnetz ist durch mehrere technische Besonderheiten gekennzeichnet:
1. Netzstruktur
- Überwiegend strahlenförmiger, seltener vermaschter Netzaufbau.
- Einspeisung über Ortsnetztransformatoren (z. B. 10 kV / 0,4 kV oder 20 kV / 0,4 kV).
- Stark variierende Netzlängen und Leitungsquerschnitte je nach Siedlungsstruktur.
2. Hohe Anzahl an Anschlussnehmern
- Höchste Anschlussstellendichte im gesamten Verteilnetz.
- Haushalte, Gewerbebetriebe, Elektrofahrzeuge, Wärmepumpen und dezentrale Erzeuger (PV-Anlagen).
3. Zunehmende Bidirektionalität
Durch den starken Ausbau dezentraler Erzeugung wird das Niederspannungsnetz zunehmend bidirektional:
- Energiefluss vom Netzbetreiber zum Kunden.
- Rückspeisung aus PV-Anlagen ins Netz.
Das führt zu neuen Anforderungen bei Spannungshaltung, Lastflussmanagement und Netzberechnung.
4. Sensibilität gegenüber Spannungs- und Kapazitätsgrenzen
Im Vergleich zu Mittel- und Hochspannungsnetzen ist das Niederspannungsnetz technisch stärker begrenzt:
- Höhere Leitungsverluste
- Schnellere Annäherung an thermische Grenzen
- Höhere Empfindlichkeit gegenüber Spannungsbandabweichungen
Insbesondere PV-Einspeisung zur Mittagszeit sowie Lastspitzen durch Wärmepumpen und Ladepunkte verschärfen diese Herausforderungen.
5. Geringere Mess- und Transparenzbasis
Traditionell besteht im Niederspannungsnetz nur eine geringe Echtzeittransparenz. Erst durch Stationsmessungen, intelligente Messsysteme und Anwendungen wie Online Monitoring wird eine detaillierte Netzzustandsschätzung möglich.
Relevanz für Verteilnetzbetreiber
Für Verteilnetzbetreiber ist das Niederspannungsnetz die am stärksten von der Energiewende betroffene Netzebene. Folgende Entwicklungen werden hier besonders deutlich:
1. Anstieg dezentraler Erzeugung
PV-Anlagen verursachen Rückspeisungen, Spannungsanhebungen und lokal stark unterschiedliche Einspeiseprofile.
2. Wärmewende
Wärmepumpen erhöhen insbesondere im Winter die Lastspitzen und führen zu neuen Gleichzeitigkeiten.
3. Elektromobilität
Ladepunkte verursachen punktuelle, kurzfristig sehr hohe Belastungen einzelner Leitungsabschnitte.
4. Zunehmende Netzengpässe
Viele Engpässe entstehen nicht im Mittelspannungsnetz, sondern im Niederspannungsnetz – häufig in einzelnen Straßenzügen oder Netzsträngen.
5. Hoher Automatisierungsbedarf
Manuelle Netzberechnungen sind bei tausenden Netzsträngen nicht mehr praktikabel. Daher gewinnt Automatisierung stark an Bedeutung, insbesondere bei:
6. Schlüsselrolle für Netzausbau- und Flexibilitätsstrategien
Auf Niederspannungsebene entscheidet sich:
- wo Netzausbau erforderlich ist,
- wo Flexibilitätsmaßnahmen wie §14a EnWG und steuerbare Verbrauchseinrichtungen helfen können,
- wie belastbar ein Netzgebiet unter zukünftigen Szenarien ist.
Trivia
Interessant: Die Stromnetze in Deutschland umfassen insgesamt rund 1,91 Millionen Kilometer und transportieren elektrische Energie vom Kraftwerk bis zum Endverbraucher.
Davon entfallen etwa 1,25 Millionen Kilometer auf das Niederspannungsnetz, während sich das Mittelspannungsnetz auf rund 530.000 Kilometer und das Hoch- bzw. Höchstspannungsnetz auf etwa 130.000 Kilometer erstreckt (Quelle: BDEW).
Damit das Stromnetz den wachsenden Energiebedarf und die zunehmende Anzahl dezentraler Einspeiser zukünftig bewältigen kann, muss seine Leistungsfähigkeit bis 2045 etwa verdoppelt werden.
Dazu sind nicht nur umfassende Aus- und Umbaumaßnahmen erforderlich, sondern ebenso die konsequente Einbindung moderner digitaler Technologien, die einen effizienteren und flexibleren Netzbetrieb ermöglichen.
