Statement „Industrielle Gleichstromnetze benötigen neue Schutzkonzepte“

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Gleichstromübertragung bietet viele Vorteile für moderne Stromnetze in der Industrie. Dazu gehören u. a. Energieeinsparungen. Allerdings erfordern DC-Netze laut Dr. Hartwig Stammberger auch neue Schutzkonzepte, da herkömmliche Schalter oft nicht ausreichen.

„Nachhaltigkeitsziele spielen auch im verarbeitenden Gewerbe eine immer größere Rolle und vor diesem Hintergrund muss die Branche den eigenen Energieverbrauch drastisch reduzieren. Als eine von vielen Maßnahmen wird dabei auch die Einführung von Gleichstromnetzen vor Ort diskutiert. Dafür spricht einerseits, dass in der modernen Stromerzeugung Gleichstrom eine wesentlich größere Rolle spielt als zu Zeiten der thermischen Großkraftwerke. Photovoltaikanlagen und Brennstoffzellen als Energiequelle liefern direkt DC-Output. Batteriespeicher, die zukünftig eine wichtige Pufferfunktion wahrnehmen werden, arbeiten ebenfalls mit Gleichstrom. Gleiches gilt für IT-Infrastrukturen und Schnellladestationen für E-Autos. Hinzu kommt, dass DC-Installationen lediglich drei Leiter benötigen, während konventionelle dreiphasige Verkabelungen mindestens vier Leiter benötigen. Dadurch können Einsparungen von etwa 50 Prozent Kupfer gegenüber heute üblichen Verkabelungen erreicht werden und die Verlustleistung der Leitungen sinkt um etwa die Hälfte (45 Prozent).

Anforderungen an Schutzschalter

Neben den Vorteilen bringen Gleichstromnetze allerdings auch neue Herausforderungen mit sich. Im Fall eines Kurzschlusses steigt der Fehlerstrom aufgrund der vielen Kapazitäten im DC-Netz sehr schnell. Ein Anstieg im zweistelligen Ampere-Bereich pro Millisekunde ist möglich. Im Gegenzug fällt die Spannung ebenfalls äußerst schnell ab. Herkömmliche mechanische Schutzschalter sind für diese Bedingungen nicht geeignet, da sie Abschaltzeiten von mehreren Millisekunden aufweisen. Für DC-Netze sind also wesentlich schnellere Schutzschalter notwendig.