Innovationsberatung
Gleichstromanwendungen
Im Zuge der Energiewende wächst die Bedeutung von auf Gleichstrom basierenden Anwendungen wie der Photovoltaik oder der Elektromobilität. Gleichzeitig steigert der wachsende Bedarf nach immer mehr Rechenleistung und Speicherkapazität auch den Gleichstrombedarf von Rechnern, Servern wie auch von Endgeräten wie Smart Phones oder Tablets. In ferner Zukunft könnten selbst die Bordnetze von Flugzeugen in Gleichspannungstechnik ausgeführt sein. Schließlich nimmt Gleichstrom auch in der Hochspannungs-Übertragung (HGÜ) eine zunehmende Bedeutung ein.
Die jeweils nötige Wandlung von Wechsel- zu Gleichspannung ist verlustbehaftet und führt letztlich zur wieder aufkeimenden Grundsatzdiskussion über die Vor- und Nachteile von Wechsel- und Gleichspannungsnetzen. Aktuell sind jedoch vorrangig Sicherheitsfragen der Gleichspannungsanwendungen relevant. An die Nutzung der Wechselspannung für Standard-Stromversorgungssysteme in Haushalt und Industrie haben wir uns so gewöhnt und die erforderlichen Schutzmaßnahmen so gut beherrscht, dass der Blick auf die steigende Anwendung von Gleichspannungssystemen nur in den Fokus weniger Fachleute geriet. Die nun zunehmende Bedeutung der Gleichspannungstechnik macht daher die Erarbeitung von Sicherheitsnormen und die Entwicklung von Schutzeinrichtungen für die Verteilungssysteme dringend notwendig.
Inwieweit sich Gleichstrom auf den menschlichen Körper auswirkt, wurde bereits in dem vom BMWi geförderten Forschungsprojekt „DCSich“ eruiert. Das derzeit anlaufende BMWi-Projekt „IsKoNeu“ dient der Bemessung von Luft- und Kriechstrecken unter Umgebungsgesichtspunkten. Der verstärkte Einsatz von Gleichspannungs-Anwendungen von einigen 100 V wirft neue Fragen der Isolationskoordination auf, insbesondere vor dem Hintergrund von dort besonders zu berücksichtigenden Umgebungseinflüssen, wie beispielsweise Verschmutzung oder Betauung. Durch eine aktive Beteiligung der DKE in beiden Projekten soll eine flexible und reibungslose Überführung der im Projekt erarbeiteten Schutzkonzepte in die entsprechenden Normungs- und Standardisierungsprozesse auf nationaler, europäischer und internationaler Ebene erfolgen. Grundsätzlich sind spannungsabhängige Schutzeinrichtungen für Gleichspannung notwendig, die ebenfalls in die Normung einfließen sollten.
Die Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (über 100 kV) wird bereits seit 2008 auf internationaler Ebene im IEC/TC 115 genormt. Das IEC/TC 115 wird auf nationaler Ebene von dem DKE-Gremium K 432 gespiegelt. Der Normungsbedarf für Niederspannungs-Gleichstrom-Verteilnetze (bis 1500 V) wird derzeit noch auf internationaler Ebene in der IEC/SMB/SG 4 evaluiert. Um die internationalen Arbeiten zu spiegeln, wurde innerhalb der DKE ein Arbeitskreis des TBINK ins Leben gerufen.
Die Normung kann eine wichtige Rolle spielen, um die Sicherheitslücken in Gleichspannungssystem und Wechselspannungsnetzen mit Gleichfehlerströmen zu schließen. Um dies zu realisieren, wird derzeit neben den bereits erwähnten Normungsaktivitäten an einer Normungs-Roadmap für Gleichstromanwendungen gearbeitet.
Wenn auch Sie Interesse haben, an der Normung dieses spannenden Zukunftsthemas mitzuarbeiten, freuen wir uns über eine kurze Nachricht.