Panorama

Gleichstromnetz für Deutschland

03.11.2022 - Projekt für eine höhere Auslastung der Netzinfrastruktur startet nächstes Jahr.

Im Zeichen der Energiewende entwickelt die Technische Universität Ilmenau ein ressourcen­effizientes Energie­verteilernetz für Deutschland. Ein solches Stromnetz, das auf Gleichstrom­technologie basiert, wird eigens auf die zunehmende Nutzung regenerativer Energie zugeschnitten, die in einer Vielzahl dezentraler Anlagen erzeugt wird, und bietet eine wesentlich höhere Betriebs­sicherheit als das derzeitige Netz. Das auf sechs Jahre angelegte Forschungsprojekt „Verteiler­netz-DC-Technologie (VERNEDCT)“, das von der Carl-Zeiss-Stiftung im Rahmen des Programms „Durchbrüche“ mit fast fünf Millionen Euro gefördert wird, startet im Juli nächsten Jahres.

Im neuen Verteiler­netz fließt der Strom von hunderttausenden kleinen dezentralen Anlagen in alle Richtungen. Da die Photo­voltaik- oder Windkraftanlagen den Strom zeitlich und mengenmäßig unregelmäßig in alle Spannungsebenen einspeisen, schwankt die Auslastung der Verteiler­netze erheblich. Diese neue Art der Energie­verteilung belastet das Verteilernetz stark und die Infrastruktur wird immer ineffizienter ausgenutzt. Das VERNEDCT-Projekt unter der Leitung von Dirk Westermann, Leiter des Fachgebiets Elektrische Energie­versorgung der TU Ilmenau, verspricht Lösungen. Trotz der Vielzahl an kleinen Energiequellen im deutschen Energieverteilernetz gewährleistet es ein stetiges Gleichgewicht zwischen Strom­einspeisung und -verbrauch – schnell, flexibel und direkt vor Ort, und stellt so die Stabilität des Systems insgesamt sicher.

Statt wie bisher auf Wechselstrom, basiert das innovative Konzept für Energieverteilernetze auf dem Einsatz von Gleichstrom, denn er ermöglicht es, Ströme und Spannungen im Netz einfacher zu steuern. Dies erlaubt eine höhere Auslastung der Netz­infrastruktur insgesamt, etwa durch eine höhere Ausnutzung der Kabel und anderer elektrischer Geräte und Anlagen im Verteilernetz, wodurch Leiter­materialien für die Verteilung elektrischer Energie eingespart werden könnten.

Um das Ziel eines ressourcen­effizienten Energie­verteilernetzes zu erreichen, müssen eine vollkommen neue Architektur des Netzes und innovative Methoden für dessen Betrieb entwickelt werden. Methoden zur Vermeidung und Behebung von Fehlern im laufenden Netzbetrieb werden bereits zu Beginn des Projekts mitgedacht. Am Projekt arbeiten Forschende von sechs Fachgebieten der TU Ilmenau inter­disziplinär zusammen. Dabei untersucht zum Beispiel das Fachgebiet Empirische Kommunikation die Akzeptanz der neuen Technologie in der deutschen Bevölkerung oder in Unternehmen. Dirk Westermann ist überzeugt, dass die Technologie höchste Sicherheit bieten wird: „Wir entwerfen nicht nur eine neue Technologie­plattform für Verteilernetze, sondern zeigen auch einen Weg zu ihrer Imple­mentierung auf. Das ist der Einstieg in eine effiziente und störungs­sichere Energie­versorgung der Zukunft.“

TU Ilmenau / JOL

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