Stromkrieg Gleichstrom oder Wechselstrom – welches ist die bessere Variante?

George Westinghouse und Thomas Edison stritten sich im sogenannten Stromkrieg Ende des 19. Jahrhunderts darum, welches die geeignete Technik für die großflächige Stromversorgung der USA sei. Heute wird die elektrische Energieversorgung weltweit am häufigsten mit sinusförmigem Wechselstrom vorgenommen. Darren Halford, Verkaufsleiter von EU Automation, erörtert hier warum auch Gleichstrom von Bedeutung ist und welche Folgen der damalige Stromkrieg für moderne Datenzentren hat.

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Steve Jobs und Bill Gates – zwei der berühmtesten Figuren der modernen Technologie, aber auch zwei der berüchtigsten Rivalen. „Das einzige Problem an Microsoft ist, dass sie keinen Geschmack haben“, lautet ein berühmtes Zitat von Jobs aus dem Jahr 1996. Trotz der schnippischen Bemerkungen und der gelegentlichen Klageverfahren erkannten sowohl Jobs als auch Gates, dass der IT-Markt groß genug für beide Unternehmen war. Was man von George Westinghouse und Thomas Edison jedoch nicht behaupten kann. Die beiden Herren, die man getrost als zwei der hellsten Köpfe der Wissenschaft bezeichnen kann, stritten sich jahrzehntelang um die Frage, ob nun Wechselstrom (alternating current, AC) oder Gleichstrom (direct current, DC) die bessere Variante ist.

Über einhundert Jahre später erörtert Darren Halford, Verkaufsleiter von EU Automation, dem Zulieferer für industrielle Automation, den Stromkrieg und seine Folgen für moderne Datenzentren.

Wechselstrom setzte sich durch

Aus Angst davor, sein Vermögen zu verlieren, startete Edison in den späten 1880er-Jahren eine Propaganda-Kampagne, um die Öffentlichkeit davon zu überzeugen, dass Wechselstrom tödlich sei – trotz der Tatsache, dass Gleichstrom genauso gefährlich ist. Trotz vehementer Proteste setzte sich Wechselstrom durch. Über einhundert Jahre später erlebt der Gleichstrom heute allmählich ein Comeback, diesmal jedoch aus eigener Kraft.

Geräte mit Transistoren laufen mit Gleichstrom. Der Anteil am weltweiten Stromverbrauch von Verbrauchergeräten wie PCs, Smartphones und Fernseher, die Gleichstrom nutzen, soll sich auf 20 % belaufen. So ist wohl zum Teil der wachsende Bedarf an Verbrauchertechnologie für das steile Wachstum von Gleichstrom verantwortlich.

Gleichstrom wird immer beliebter

Gleichstrom wird jedoch nicht nur auf Verbraucherebene immer beliebter. Die Hochspannungsübertragung von Gleichstrom ist kosteneffizienter als die von Wechselstrom. Wechselstrom ist derzeit der Standard bei der Übertragung von Elektrizität an das Stromnetz und an viele industrielle Maschinen, z. B. Elektromotoren. Da die Industrie jedoch damit zu kämpfen hat, die Effizienz zu erhöhen, bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung oder sogar Steigerung der Verfügbarkeit, soll Gleichstrom heute dazu beitragen, Energie zu sparen. So sollen Unternehmen mit der direkten Übertragung von Gleichstrom an Gleichstrom-Geräte ohne eine vorherige Umwandlung in Wechselstrom Energieverluste vermeiden können.

Ein weiteres Argument für Gleichstrom ist laut Halford die weltweit wachsende Zahl der Datenzentren. Diese verbrauchen derzeit 1,3 % des weltweiten Stromaufkommens und wachsen in Sachen Größe und Kapazität. Manager von Datenzentren wandeln für ihre Anlagen derzeit Wechselstrom aus dem Netz mit großen zentralisierten Konvertern in Gleichstrom um. Durch den Austausch dieser Konverter mit effizienteren, zentralisierten Wechselrichtern soll sich der Energieverbrauch um bis zu 15 % reduzieren lassen.

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Hohe Zuverlässigkeit von Datenzentren gefordert

Die Vorteile von Gleichstrom für Datenzentren liegen daher laut Halford auf der Hand. In finanzieller Hinsicht sind bei Gleichstromanwendungen im Vergleich zu Wechselstromalternativen die Installation, der Betrieb und die Wartung günstiger. Darüber hinaus ist es nicht erforderlich, die Kapazität wegen eines Phasenausgleichs oder Oberschwingungen anzupassen, da diese Faktoren bei Gleichstrom keine Rolle spielen. Da für Datenzentren eine neue Reifephase anbricht, in der Zuverlässigkeit und höhere Kapazitäten von entscheidender Bedeutung sind, scheint Gleichstrom die offensichtliche Lösung zu sein, um Kosten und Energieverbrauch zu reduzieren.

Es sind jedoch nicht alle Fachleute davon überzeugt, dass der Aufstieg des Gleichstroms in nächster Zeit ernsthaft Gestalt annehmen wird. In Industrieländern, wo das Wechselstromnetz bereits seit über einem Jahrhundert gut etabliert ist, könnten logistische Probleme beim Umrüsten großer Komponenten des existierenden Netzes von Wechsel- auf Gleichstrom eine Umstellung behindern.

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Neue Stromversorgungsinfrastruktur aufbauen

Auch wenn eine großflächige Umstellung des Stromsystems auf Gleichstrom in naher Zukunft unwahrscheinlich ist, ist sich Halford sicher, dass Gleichstrom für viele moderne Unternehmen ein wesentlicher Bestandteil der IT-Infrastruktur ist, da eine kritische Anzahl an Geräten Gleichstrom verbraucht und dieser von Aggregaten erzeugt wird.

Letztendlich sei eine Bereitstellung von Gleichstrom über das Netz nicht unwahrscheinlich, so das Appell von Halford an die vielen Skeptiker. Für Entwicklungsländer, die eine komplett neue Stromversorgungsinfrastruktur aufbauen, seien die potenziellen Vorteile von Gleichstrom sicherlich interessant. (sh)

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