Warum gewinnt die Nutzung von Gleichstromnetzen in der Industrie aktuell an Bedeutung?

Zunächst muss man sagen, dass Wechselstromnetze nach wie vor dominant sind und auch weiterhin ein Großteil der Netze mit Wechselstrom laufen wird, allein schon wegen des großen Bestands an Wechselstromnetzen. Größere Gleichstromnetze sind also insbesondere dort interessant, wo ganze Produktionshallen oder größere Anlagen neu gebaut werden. Dort geht es dann letzten Endes um die Energieeinsparung und damit natürlich auch um die Betriebskosten. Kleinere Gleichstromnetze, die auf eine Maschine oder Anlage beschränkt sind, können sich unabhängig davon etablieren. Auch hier geht es meist um Energieeinsparung in Zusammenhang mit rückspeisenden Lasten.

Welche Vorteile bietet Gleichstrom in der Produktion, beispielsweise im Vergleich zur Nutzung von 400-V-Drehstromnetzen?

Gleichstromnetze bieten besonders in neu errichteten Industrieanlagen und Produktionshallen Vorteile, für die sich der heutzutage noch vorhandene Mehraufwand lohnen kann. Dazu gehört die einfache Einbindung von erneuerbaren Energien genauso wie die Energieeinsparungen, die aufgrund der genutzten Rückspeiseleistung zustande kommen. Wir konnten in Versuchen Einsparungen von einigen Prozent bis über zehn Prozent nachweisen, abhängig vom genauen Lastprofil. Wenn Sie das über eine längere Betriebszeit für eine größere Anlage durchrechnen, kommen Sie schon auf erhebliche Kosteneinsparungen.

Sie haben in DC-Netzen außerdem den Vorteil, dass Ihr Netz systembedingt entkoppelt ist vom Wechselstromnetz. Dadurch können Sie ggf. kurze Netzunterbrechungen schon durch die verbundenen Zwischenkreise der angeschlossenen Geräte überbrücken. Außerdem können Sie sicherstellen, dass selbst erzeugte Energie, zum Beispiel von einer Photovoltaikanlage nicht ins Netz eingespeist wird. Das kann unter Umständen ein Ausweg sein, wenn der Netzausbau nicht schnell genug vorankommt, um eine Einspeisung zu ermöglichen. Kurz gesagt: Gleichstromnetze können den Autarkiegrad einer Produktionsanlage oder Halle erheblich erhöhen.

Welche Produkte und Technologien stehen aktuell für den Aufbau eines Gleichstromnetzes zur Verfügung?

Einige Anbieter haben bereits seit Jahren Produkte für DC-Netze am Markt, ohne dass dafür gesondert geworben wird. Block hat beispielsweise schon seit 2014 mit seiner Netzteilbaureihe ‚Power Compact‘ Geräte am Markt, die mit Gleichspannung bis über 800 V betrieben werden können. Das Interesse an dem Betrieb mit Gleichspannung ist dennoch erst in den letzten Jahren gestiegen. Insgesamt gibt es inzwischen einige Produkte für Gleichstromnetze, es fehlt aber oft noch an einem vollständigen Portfolio, insbesondere wenn die Vorteile eines verbundenen DC-Netzes voll ausgeschöpft werden sollen. Für Planer von Gleichstromnetzen kann es aktuell schon herausfordernd sein zu erkennen, welche Produkte geeignet sind für Gleichstrom und welche nicht.

Was können Unternehmen tun, um ihre Planer und Errichter auf die neuen Herausforderungen von DC-Netzen vorzubereiten?

Die ODCA inklusive der zwei vorangegangenen Forschungsprojekte DC-Industrie 1 und 2 hat hier eine sehr gute Basis gelegt. Das entstandene Systemkonzept bietet den Entwurf eines Standards, anhand dessen Planer und Errichter ihr DC-Netz auslegen können. Die ODCA arbeitet aktiv daran, diesen Standard weiter voranzutreiben und in die Normung einzubringen. Die Mitarbeit in der ODCA ist besonders für Anwender auch eine Möglichkeit, sich einerseits auf DC-Netze vorzubereiten und andererseits die genaue Ausgestaltung der Normen mitzubestimmen.

Wie unterstützt Block Unternehmen bei der Umsetzung von DC-Microgrids?

Block steht seinen Kunden sowohl als Ansprechpartner als auch mit passenden Produkten zur Seite. Dazu haben wir uns in der Vergangenheit an verschiedenen Forschungsprojekten mit einem Fokus auf Komponenten für DC-Netze beteiligt. Dort, wo heute noch keine passenden Produkte bestehen, entwickeln wir auch mit unseren Kunden zusammen neue, kundenspezifische Lösungen. Für die Netzüberwachung – ob DC-Microgrid oder Wechselstrom-Niederspannungsnetz – haben wir in den letzten Jahren beispielsweise spezielle Netzteile mit integrierter Pufferung entwickelt. Mit einer eigenen Grundlagenforschung, der Teilnahme an internationalen Konferenzen und der Mitgliedschaft in wichtigen Verbänden stellen wir sicher, dass wir die aktuellen und zukünftigen Markttrends immer im Blick haben. Das Wissen behalten wir dann nicht für uns, sondern lassen auch unsere Kunden daran partizipieren.