Energieeffiziente Gleichstromverteilung in kommerziell genutzten Gebäuden mit intelligenter Kopplung zum Niederspannungsnetz

Abstract:
Das Verbundvorhaben „Direct Current Components and Grid“ (DCC+G) adressiert die strategischen Herausforderungen zu Energieeinsparungen und damit verbundener Reduzierung von CO2-Emissionen von kommerziell genutzten Gebäuden durch die Erforschung von Lösungen zur optimierten Gleichstromverteilung bei einer Spannung von ±380 V. Die Hauptverbraucher in einem kommerziell genutztem Gebäude, welches dem „net-zero-energy“ Ziel der Europäischen Union genügt, sind Wärmepumpen, Ventilatoren und Klimageräte, Kühlgeräte, LED-Beleuchtungseinrichtungen und Informationstechnologie. Alle diese Komponenten zeichnen sich dadurch aus, dass sie ihre höchste Effizienz in Ausführungsformen mit einer Gleichstromversorgung erreichen. Hierzu passt, dass auch die lokalen zur Verfügung stehenden Erzeuger elektrischer Energie, z.B. Photovoltaikanlagen, Gleichstrom erzeugen. Ein Gleichstromnetz in Gebäuden vermeidet die in heutigen Systemen erforderliche wiederholte Gleich- und Wechselrichtung und spart somit direkt Energie. Eine wesentliche Rolle dabei spielen zentralere, intelligente, hoch effiziente, bidirektionale Gleichrichter, die die Verbindung zum Drehstromverteilnetz bilden und die viele kleine und weniger effiziente Gleichrichter ersetzen, die derzeit in großer Stückzahl verwendet werden. Zentrale Gleichrichter können zudem in einem „smart grid“ die Regelung von Strom und Spannung im Niederspannungsnetz (Ortsnetz) unterstützen. Schwerpunkt ist darüber hinaus das Aufzeigen von einem signifikanten Einsparungspotential von ca. 5 % an elektrischer Energie durch eine 2-phasige Gleichstromverteilung bei einer Spannung von ±380V.