Aber warum eigentlich Gleichstrom? Die Entscheidung für Wechselstrom und gegen Gleichstrom in der Energieversorgung geht auf die Pionierzeit der Elektrizität im späten 19. Jahrhundert zurück, als die Erfinder Thomas Edison und George Westinghouse um die Vorherrschaft im Strommarkt konkurrierten. Edison, der als Erfinder der Glühlampe bekannt ist, setzte auf Gleichstrom als Standard für die Energieversorgung. Seine Argumente: Gleichstrom sei sicherer und zuverlässiger als Wechselstrom. Zudem sei die Technologie für die Erzeugung und Verteilung bereits vorhanden.
Westinghouse hingegen setzte sich mit großer Leidenschaft für Wechselstrom ein. Er erkannte, dass dieser aufgrund seiner Fähigkeit, über große Entfernungen übertragen werden zu können, besser geeignet war, um Strom aus weit entfernten Kraftwerken zu transportieren. Um die Spannung des Stroms auf das Niveau zu reduzieren, das in Haushalten und in der Industrie benötigt wurde, kamen sogenannte Transformatorstationen zum Einsatz. Westinghouse gewann den Wettstreit. Bis heute wird beinahe unser gesamter Strom weltweit als Wechselstrom übertragen, viele Jahre spielte die Gleichstromtechnologie abseits des Physikunterrichts nur eine untergeordnete Rolle.
Nachhaltigkeit bringt Gleichstrom zurück aufs Tableau
LAPP hat für DC bereits ein umfangreiches Portfolio aufgebaut: Dazu zählt etwa die ÖLFLEX® DC 100 für Gleichstromleitungen mit neuer Farbcodierung der Adern nach der im Jahr 2018 aktualisierten Norm DIN EN 60445 (VDE 0197). Darüber hinaus führt LAPP die DC-Hybridleitung ÖLFLEX® DC SERVO 700 für stationäre Anwendungen, die ÖLFLEX® DC CHAIN 800 aus TPE für bewegte Anwendungen sowie die erste DC-Roboterleitung ÖLFLEX DC ROBOT 900 mit der Aderisolation aus TPE und einem Mantel aus PUR. Für Gleichstromanwendungen für bis 1,5 kV für den Einsatz in Energiespeichersystemen (ESS) kommt die Einzeladerleitung ÖLFLEX® DC ESS SC zum Tragen.
Mit dem immer stärker wachsenden Bewusstsein für Nachhaltigkeit, Klimawandel und Energiewende begannen Forschungseinrichtungen und Unternehmen verstärkt, über innovative Technologien nachzudenken, um die internationalen Klimaziele zu erreichen. Dazu zählen auch Energieforschungsprogramme, wie das Projekt DC-INDUSTRIE, das sich, gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz, seit 2019 mit der nahtlosen und effizienten Integration von erneuerbaren Energien und Speichersystemen zum Ausgleich von Stromangebot und -nachfrage beschäftigt. Im Fokus: Die Gleichstromversorgung einer Produktionszelle, später im Nachfolgeprojekt DC-INDUSTRIE2, einer ganzen Produktionshalle. In Kooperation mit weiteren Verbundpartnern forschte LAPP hier am industriellen Gleichstromnetz der Zukunft. Aus dem Projekt heraus entstand schließlich die Open Direct Current Alliance (ODCA). Als Gründungsmitglied dieser Arbeitsgemeinschaft setzt sich LAPP für den weltweiten Aufbau eines Gleichstromökosystems und die anwendungsübergreifende Etablierung der Gleichstromtechnik für eine zügige Energiewende ein.
Mit Gleichstrom gegen Stromspitzenlasten
Aber wie kann Gleichstrom nun konkret zur Energiewende beitragen? Ein prominentes Beispiel findet mit Blick auf die sogenannten Stromspitzenlasten, also kurzzeitig auftretende hohe Leistungsnachfragen im Stromnetz. Gerade für Unternehmen in der Industrie können sie höhere Energiekosten zur Konsequenz haben, denn Spitzenlasten überfrachten Stromleitungen, was zu kurzfristigen Netzinstabilitäten und im schlimmsten Fall zu Ausfällen führen kann. Gleichzeitig können sie für Verbraucher erheblich höhere Stromkosten zur Konsequenz haben. Deshalb können Energiespeicher dabei helfen, Stromspitzenlasten zu vermeiden und Stromkosten zu reduzieren. Da diese Speicher in DC-Netzen nicht durch Umrichter und Schalter zugeschaltet werden müssen, kann in DC-Netzen schneller und präziser auf Lastveränderungen reagiert werden. Besonders die schnellere Reaktion verringert auch das Ausfallrisiko von Netzen, was besonders in der Produktion oder in Rechenzentren von erheblicher Bedeutung ist.
Wichtig wird das beispielsweise beim Blick auf die für uns immer bedeutender werdende Elektromobilität, ein wichtiger Markt für E-Mobilitäts- und Gleichstrompionier LAPP.
Um die Batterien von Elektrofahrzeugen zu laden, wird grundsätzlich Gleichstrom benötigt. Aus diesem Grund ist beim Laden aus AC-Netzen wiederum ein Gleichrichter notwendig. Künftig werden kürzere Ladezeiten durch höhere Leistungsklassen aus AC- und DC-Netzen realisiert. Eine höhere Effizienz lässt sich mit dem Laden aus DC-Netzen realisieren. Ein weiteres, nicht weniger wichtiges Beispiel ist der Einsatz von Gleichstrom in Rechenzentren, denn die meisten Computer und Server arbeiten intern mit Gleichstrom. Auch hier kann dementsprechend der Energieverbrauch gesenkt und die Energieeffizienz erhöht werden. Das Ergebnis: die Kosten und die Verluste, die durch die Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom entstehen, entfallen.
LAPP ist Gründungsmitglied der Open Direct Current Alliance, kurz ODCA, die der ZVEI gemeinsam mit Unternehmen aus Industrie, Wissenschaft und Forschung ins Leben gerufen hat. Ziel der Arbeitsgemeinschaft ist es, mithilfe von Gleichstromtechnologie das Ziel einer ressourcenschonenden und CO2-neutralen Welt zu unterstützen und umzusetzen. Die ODCA treibt hierfür die Aktivitäten der Gleichstromnetze systematisch voran.