Comeback für Gleichstromsysteme

Vor 129 Jahren siegte im „Stromkrieg“ der Wechsel­strom gegen den Gleich­strom. Doch heute feiert der Gleich­strom ein Come­back, und das nicht nur in der Hoch­spannungs-Gleich­strom­über­tragung, sondern auch im Nieder­spannungs­bereich. Da die Einbindung regene­rativer Energie­quellen – Wind, Solar, Bio­masse – mit neuen Ein­speise­quellen und -orten die Netz­struktur ändert, können viele inno­vative Anwen­dungen etwa der Elek­tro­mobi­lität und bei Gebäude­instal­la­tionen im Nieder­spannungs­bereich jetzt mit Gleich­strom versorgt werden. Die Vorteile: Verluste bei der Umwandlung von Wechsel­spannung in Gleich­spannung sinken, die Energie­effizienz steigt, AC/DC-Wandler entfallen, große Netz­teile werden über­flüssig, die Inves­titions­kosten sinken. Um die norma­tiven Voraus­setzungen hierfür zu schaffen, haben VDE-Experten jetzt die neue Normungs-Roadmap „Gleich­strom im Nieder­spannungs­bereich“ heraus­gegeben. Die Roadmap beleuchtet wirt­schaft­liche und recht­liche Rahmen­be­dingungen, Sicher­heit, Schutz­konzepte und Netz­struk­turen, Anlagen­topo­logien und Anwendungs­fälle, sowie Betriebs­mittel und Kompo­nenten von Gleich­strom­systemen. Detail­lierte Hand­lungs­empfeh­lungen ermög­lichen es den Normungs­gremien, fest­ge­stellte Normungs­lücken zeitnah zu schließen.

„Mit der neuen Normungs-Roadmap haben wir einen wichtigen Bau­stein für die Energie­wende gelegt“, erklärt VDE-Normungs­experte Stefan Heusinger. Die Anwendungs­fälle sind viel­fältig. So ist ein Gleich­strom­system zum Beispiel für Energie­erzeuger wie Photo­voltaik­anlagen und Brenn­stoff­zellen gut geeignet. Diese erzeugen oft Gleich­strom, der dann für das Wechsel­strom­netz umge­wandelt und schließ­lich für viele End­an­wendungen doch wieder in Gleich­spannung zurück­gewandelt werden muss. Diese DC-AC-DC-Umwand­lungen führen zu erheb­lichen Energie­ver­lusten und können in einem Gleich­strom­netz redu­ziert werden. Mikro­turbinen, kleine Wasser­kraft­werke und Wind­kraft­an­lagen mit variabler Dreh­zahl können von der Verbindung mit einem Gleich­strom­system eben­falls profi­tieren. Batterie- und Speicher­systeme lassen sich ohne Wandler sogar direkt an das System anschließen. Auch die Anbindung von Gleich­strom­netzen an das Wechsel­strom­netz ist machbar. In einem Nieder­spannungs-Gleich­strom­netz kann der Wechsel­strom beim Ein­speisen in das Gleich­strom­netz unter Verwendung von zentralen Umrichtern in Gleich­strom umge­wandelt und dann mit einer bestimmten Spannung direkt auf die beste­henden Gleich­strom-Kompo­nenten verteilt werden. Durch solche „Active-Front-End -Umrichter“ lässt sich auf­tretende Blind­leistung im Wechsel­spannungs­netz kompen­sieren und das speisende Netz stabi­li­sieren.

VDE / RK