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Kommt der Paradigmenwechsel in der Stromversorgung?

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Einer, der für die Gleichspannungsversorgung auch in der Industrie und Haushalten der Niederspannung plädiert, ist Professor Frank Berger, Leiter des Fachgebiets Elektrische Geräte und Anlagen an der Technischen Universität Ilmenau: „Die Technik verspricht eine Reduktion der Energieübertragungsverluste von bis zu 30 Prozent“. Ein zweiter Vorteil sei, dass die Technik zur Stabilität der Netze beitrage. Als dritten Aspekt führt er an, dass man in dörflichen Gegenden in Indien oder Afrika ohne entsprechende Infrastruktur auf diese Weise schnell Elektrizität erzeugen und der Bevölkerung zur Verfügung stellen könne.

Während die Hochspannungs-Gleichstromübertragung bewährt und etabliert ist, sind auf der Niederspannungsseite noch etliche Fragen offen. Hier stehe uns ein Paradigmenwechsel erst noch bevor, meint Berger: Denn immer mehr Kleingeräte arbeiten mit Gleichspannungen von wenigen Volt. Angefangen vom elektrischen Rasierer über den Laptop und den Flachbildfernseher bis zu LED-Leuchten. „Gleichspannungsversorgung ist für viele Anwendungsbereiche ein Gebot der Vernunft“, so Berger.

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Offene Probleme im Fall der Gleichspannungsnutzung

Offene Probleme sind: Der VDE hat zwar eine Normungs-Roadmap erarbeitet, die Handlungsempfehlungen enthält. Aber es gibt zum Beispiel keine Normen für Steckverbinder und auch die Normierung für Niederspannungskabel befindet sich erst in Arbeit.

Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie fördert mit 10 Mio. Euro ein Forschungsprojekt, das ein „intelligentes offenes DC-Netz in der Industrie für hocheffiziente Systemlösungen mit elektrischen Antrieben“ erprobt. Dabei geht es um die Frage, wie Gleichspannungsnetze mit einer zentralen Wandlung als energiesparende Alternative für Antriebe in der Produktion etabliert und wie regenerative Energien besser eingebunden werden können. Beteiligt sind 15 Verbundpartner, darunter Siemens, Bosch Rexroth, Daimler und das Fraunhofer IPA sowie elf assoziierte Partner, darunter auch die Lapp-Gruppe.

„Durch unsere Mitwirkung am Projekt wollen wir die Anforderungen an Kabel und Leitungen für Gleichstrom besser verstehen“, erklärt Guido Ege, Leiter Produktmanagement und Produktentwicklung bei Lapp. Georg Stawowy, Vorstand und Cheftechnologe der Lapp Holding ergänzt: „Wir sehen großes Potenzial bei Gleichstromanwendungen. Die Vorteile sind da und auch die technischen Möglichkeiten“.

So ein Projekt funktioniere allerdings nur, wenn unglaublich viele Beteiligte – der Gesetzgeber, die Firmen für Energieerzeugung, Energietransport, Energieverbrauch – dazu beitragen, meint Stawowy. Hier folge Lapp erst einmal „nur“ seinen Kunden, die aus dem Maschinenbau kommen.

Aber in fünf Jahren, da ist sich Stawowy sicher, werde man echte Anwendungspiloten sehen. Beispielsweise das Rechenzentrum oder die neue Siedlung in Indien. „Ich denke, in zehn Jahren werden Gleichstromanwendungen akzeptiert sein und man wird sich mit der Frage beschäftigen, stelle ich jetzt von Wechselstrom auf Gleichstrom um und was sind die Kosten.“

Die Praxis ist der Prüfstein der Theorie

In der Theorie eignen sich Wechselspannungskabel auch für Gleichstromanwendungen. Laborversuche, die Lapp mit der TU Ilmenau durchführt, weisen aber darauf hin, dass die elektrischen Felder durch Gleichstrom ganz andere physikalisch-chemische Auswirkungen auf den Kabelmantel haben als bisher.

Der Kabelmantel altere schneller, erklärt Ege, worauf die Kabelkonstrukteure Antworten finden müssten. Auch die Wirksamkeit der Isolationswerkstoffe ist bei verschiedenen Temperaturen unterschiedlich. Darüber hinaus erfolgen Langzeittests ohne dass eine Spannung angelegt würde. Bei Gleichstrom würde dieses Vorgehen möglicherweise den wahren Alterungsprozess unterschätzen.

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