Trafoverluste – was verliert dein Transformator wirklich?
Ein Transformator hat immer zwei Verlustanteile: Leerlaufverluste, die rund um die Uhr anfallen, sobald er am Netz hängt, und Lastverluste, die mit dem Strom quadratisch steigen. Beides zusammen ergibt deine Verlustarbeit in kWh – und genau die taucht als Differenz zwischen deinen Zählern oder als Verlustzuschlag auf deiner Netzrechnung auf.
Leerlaufverluste (Eisen- oder Kernverluste) entstehen durch Ummagnetisierung und Wirbelströme im Kern. Sie sind nahezu konstant und laufen, solange der Trafo unter Spannung steht – also bis zu 8.760 Stunden im Jahr, auch wenn du gar nichts abnimmst. Lastverluste (Kupfer- oder Wicklungsverluste) entstehen durch den ohmschen Widerstand der Wicklungen und steigen im Quadrat zum durchfließenden Strom: doppelte Last heißt vierfache Lastverluste. Bei schwach ausgelasteten Trafos dominiert deshalb der Leerlaufanteil, bei hoch ausgelasteten der Lastanteil.
Nimm die zwei Typenschild- bzw. Prüfprotokoll-Werte deines Trafos: P0 (Leerlaufverluste in W) und Pk (Kurzschluss-/Lastverluste bei Bemessungsleistung in W). Die momentane Verlustleistung ist P = P0 + Pk × (S/Sr)², wobei S die aktuelle Scheinleistung und Sr die Bemessungsleistung ist (z. B. 630 kVA). Für die Jahresverlustarbeit multiplizierst du P0 mit den Betriebsstunden am Netz und rechnest den Lastanteil über deinen Lastgang viertelstundenweise durch – ein pauschaler Jahresmittelwert unterschätzt den Lastanteil, weil das Quadrat Spitzen überproportional gewichtet. Wichtig: Beide Werte stehen im Prüfprotokoll deines konkreten Geräts, schätze sie nicht.
Entscheidend ist, auf welcher Seite gemessen wird. Sitzt der Zähler auf der Mittelspannungsseite, misst er die Verluste mit – du zahlst sie real. Sitzt er auf der Niederspannungsseite, obwohl der Anschluss in der Mittelspannung liegt, rechnet der Netzbetreiber die Verluste über einen pauschalen Verlustzuschlag auf Arbeit und Leistung auf. In unseren Kundenfällen mit eigener Trafostation liegt dieser Faktor typischerweise bei rund 2 Prozent der Arbeit. Der exakte Prozentsatz und die Bezugsgröße stehen in deinem Netzanschluss- bzw. Messstellenvertrag – prüf dort nach, statt eine Zahl anzunehmen.
Bei PV- oder Biogas-Anlagen mit eigener Übergabestation fällt oft auf, dass nachts Bezug gemessen wird, obwohl nichts läuft. Das ist normal: Der Trafo bleibt am Netz, die Leerlaufverluste laufen weiter und werden als Bezug abgerechnet. Bei einer Anlage mit 175 kWp und rund 14.600 kWh Monatserzeugung entsprachen etwa 300 kWh Verlustarbeit im Monat genau der 2-Prozent-Größenordnung. Ein Trafo dauerhaft vom Netz zu nehmen ist keine Lösung im laufenden Betrieb – bei mehreren parallelen Trafos mit schwacher Auslastung lohnt aber die Frage, ob wirklich alle Einheiten zugeschaltet sein müssen.
Der ehrlichste Weg ist die Zählerdifferenz: Erzeugungs- bzw. Wechselrichterzähler auf der Unterspannungsseite gegen den Einspeise-/Übergabezähler auf der Oberspannungsseite. Die Lücke enthält Trafoverluste plus Eigenverbrauch der Anlage (Wechselrichter, Steuerung, Hilfsantriebe) – in einem unserer Parks waren das rund 12 MWh Differenz, die genau so erklärbar waren. Rechne die beiden Anteile getrennt hoch, bevor du eine Abweichung als Messfehler reklamierst. Für die laufende Erfassung reicht ein Wirkleistungszähler direkt hinter dem Trafo, ausgelesen per Modbus – so siehst du die Verlustkurve statt einer Jahrespauschale.
Erstens Auslastung: Ein Trafo arbeitet im günstigsten Bereich, wenn er weder dauerhaft im Leerlauf noch am Anschlag läuft; bei mehreren Trafos hilft es, Lasten zu bündeln statt auf schwach belastete Einheiten zu verteilen. Zweitens Blindleistung: Ein schlechter Leistungsfaktor erhöht den Scheinstrom und damit die Lastverluste quadratisch – Kompensation zahlt sich hier doppelt aus. Drittens Ersatzbeschaffung: Für neu in Verkehr gebrachte Transformatoren gelten EU-Ökodesign-Mindestanforderungen (Verordnung (EU) Nr. 548/2014, geändert durch (EU) 2019/1783); beim Tausch alter Öltrafos vergleichst du P0 und Pk der Angebote über die erwarteten Betriebsstunden, nicht nur den Kaufpreis.