Energieverteilung

Neben PV-Großkraftwerken bieten auch leistungsstarke Ladeinfrastrukturen für nachhaltige Mobilität, DC-Microgrids in großindustriellen Fertigungsinfrastrukturen der Prozessindustrie sowie Aspekte der Systemstabilität vielversprechende Anwendungsmöglichkeiten bei der Energieverteilung im Mittelspannungsbereich.

Ladeinfrastruktur für elektrische Busse, LKW und (schwere) Nutzfahrzeuge

Im Bereich der Mobilität entwickelt sich die Elektrifizierung von Nutzfahrzeugen wie Lastwagen, Schiffen und Flugzeugen rasant. Diese Fahrzeuge benötigen aufgrund ihrer großen Batteriekapazitäten hohe Ladeleistungen für eine schnelle Aufladung. Durch die Erhöhung der Spannung und die damit verbundene Reduzierung des Stroms könnten Vereinfachungen erreicht werden, die leichtere Kabel und Steckerkontakte ermöglichen. Dies bringt nicht nur eine einfachere Bedienbarkeit, sondern auch eine signifikante Reduktion der Stromwärmeverluste mit sich.

In Deutschland wird gefordert, dass entlang der Autobahnen alle 50 km Ladepunkte für PKW und LKW vorhanden sind. Um den hohen Energiebedarf zu decken, müssen Rastanlagen zukünftig mit einer Anschlussleistung von bis zu 32 MVA ausgestattet werden, was dem Energiebedarf einer Kleinstadt entspricht. Um die Netze zu entlasten, wäre eine Kombination aus regenerativer Energieerzeugung vor Ort und Energiespeichern ideal. Die Nutzung von Photovoltaik-Anlagen auf Parkplatzüberdachungen bietet große Potenziale. Die Einführung von Mittelspannung und ein MV-DC Bussystem könnten die Energieeffizienz und Materialnutzung optimieren und gelten als zukunftsweisende Lösungen für die Ladeinfrastruktur.

Prozessindustrie: DC-Microgrids in industrieller Fertigung

In der industriellen Fertigung stellen Energiekosten einen wesentlichen Faktor dar. DC-Microgrids könnten eine Schlüsselrolle in der zukünftigen Fabrikation spielen, da sie direkt Strom aus regenerativen Quellen und Speichern aufnehmen können. Dabei werden die Verluste vermieden, die bei der Umwandlung von AC in DC entstehen. In Branchen wie Chemie, Pharmazie, Metallherstellung und Lebensmittelindustrie könnte der Einsatz von Gleichstromnetzen die Energieeffizienz steigern und zur CO₂-Neutralität beitragen. Diese Systeme erlauben es, Energieverluste zu minimieren und die betriebliche Effizienz zu steigern, indem sie weniger Energieumwandlungsstufen benötigen und eine direkte Versorgung aus erneuerbaren Quellen ermöglichen.

Systemstabilität und Effizienz

DC-Microgrids ermöglichen eine resiliente und weniger vom traditionellen AC-Stromnetz abhängige Energieversorgung. Dies ist besonders vorteilhaft für Quartiere, Ladeinfrastrukturen oder Industriebetriebe. Die dezentrale Erzeugung und Speicherung von Energie in diesen Netzen minimiert nicht nur die Energieverluste, sondern bietet auch spezifische Vorteile für industrielle Prozesse, wie höhere Verfügbarkeit und Redundanz. Mit einer größeren Netzausdehnung und höheren Leistungen steigen zudem die Potenziale und Kostenvorteile, wodurch DC-Systeme eine zunehmend wichtige Rolle in der zukünftigen Energieinfrastruktur spielen könnten. Die Implementierung von DC-basierten Systemen wie dem MV-DC Bussystem könnte in der Zukunft eine effiziente Lösung für die Energieverteilung darstellen, die sowohl ökonomische als auch ökologische Vorteile bietet.