VDE: Gleichstromsysteme feiern Comeback

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 von VDE|DKE beleuchtet wirtschaftliche und rechtliche Rahmenbedingungen, Sicherheit, Schutzkonzepte und Netzstrukturen, Anlagentopologien und Use Cases sowie Betriebsmittel und Komponenten von Gleichstromsystemen. Detaillierte Handlungsempfehlungen ermöglichen es den Normungsgremien, festgestellte Normungslücken zeitnah zu schliessen.

Wichtiger Baustein für die Energiewende
"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 DC-Netz reduziert werden. Mikroturbinen, kleine Wasserkraftwerke und Windkraftanlagen mit variabler Drehzahl können von der Verbindung mit einem DC-System ebenfalls profitieren. Und Batterie- bzw. 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 (Low-Voltage-Direct-Current-Grid) 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 DC-Komponenten verteilt werden. Durch solche "AFE-Umrichter" (AFE: Active-Front-End) lässt sich auftretende Blindleistung im Wechselspannungsnetz kompensieren und das speisende Netz stabilisieren.

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Text: VDE Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e. V.