Wechselstrom bildet seit über einem Jahrhundert das Rückgrat der elektrischen Energieversorgung. Seine Vorteile bei der Übertragung über große Distanzen haben ihn zum Standard gemacht. In Anwendungen mit verteilten, leistungselektronischen Verbrauchern – etwa in automatisierten Produktionslinien – stößt das Konzept jedoch an Grenzen, da Energieflüsse nicht mehr linear verlaufen. Viele Erzeuger, Speicher und industrielle Verbraucher arbeiten bereits mit Gleichstrom und müssen in AC-Netzen über mehrere Wandlungsstufen angebunden werden, was zu Energieverlusten führt und den Material- und Platzbedarf erhöht. Studien und Pilotprojekte im industriellen Umfeld zeigen, dass Gleichstromverteilungen insbesondere dort messbare Vorteile bieten, wo Erzeugung, Speicherung und Verbrauch eng verknüpft sind: Umwandlungsverluste lassen sich reduzieren, Infrastrukturen vereinfachen und – je nach Anwendung – Effizienzpotenziale im zweistelligen Prozentbereich erschließen. Gleichstromtechnologie ist bereits heute sicher im Einsatz. Sie ergänzen Wechselstromnetze dort, wo systemische Vorteile erzielt werden können. Die Fragestellung lautet daher nicht AC oder DC, sondern: In welchen Anwendungen lassen sich mit Gleichstrom nachweisbare technische und wirtschaftliche Vorteile erzielen? „Mit der zunehmenden Elektrifizierung reicht es nicht aus, bestehende Verteilungskonzepte weiterzuentwickeln. Erst lokale, aktive Gleichstromnetze ermöglichen es, Erzeugung, Speicher und leistungselektronische Verbraucher eng miteinander zu verzahnen. Auf dieser Systemebene lassen sich Effizienzpotenziale erschließen, die mit klassischen Strukturen kaum erreichbar sind – vorausgesetzt, Technologie, Schutzkonzepte und Systemintegration werden von Anfang an gemeinsam gedacht“, sagt Thorsten Strassel, Solution Portfolio Manager Emerging DC Applications, ABB Elektrifizierung.
Gleichstrom als Systemantwort mit neuen Anforderungen
Die wachsende Bedeutung der Gleichstromverteilung ergibt sich also aus einer veränderten Systemlogik. Der Einsatz von DC-Technologie reduziert Lastspitzen, macht regenerative Energie gezielter und flexibler nutzbar und elektrische Infrastrukturen insgesamt robuster und ressourceneffizienter. Damit wird DC zum wichtigen Baustein für zukunftsfähige Energiesysteme, während damit auch die Anforderungen an elektrische Netze steigen. In Gleichstrombasierten Verteilnetzen verlaufen Fehler dynamischer, da charakteristische Nulldurchgänge fehlen. Kurzschlüsse müssen daher innerhalb kürzester Zeit erkannt und sicher unterbrochen werden, um Schäden an Anlagen und Komponenten zu vermeiden. Klassische elektromechanische Schutzgeräte stoßen bei diesen Anforderungen an ihre Grenzen. Gefragt sind Schutzlösungen, die bidirektionale Energieflüsse beherrschen, sich an dynamische Betriebszustände anpassen und Fehler schnell abschalten können.
Halbleiter-Technologie als Enabler aktiver DC-Verteilsysteme
Dafür setzt ABB auf Halbleiter-Technologie. Mit dem Sace Infinitus hat ABB einen Leistungsschalter entwickelt, der speziell für den Einsatz in DC-Verteilnetzen ausgelegt ist und neue Maßstäbe bei Geschwindigkeit, Schutz und Verfügbarkeit setzt. Im Gegensatz zu klassischen Schutzgeräten unterbricht der Sace Infinitus Fehlerströme halbleiterbasiert. Bei einem Kurzschluss lassen sich Systeme so deutlich schneller abschalten. In aktiven Gleichstromnetzen, etwa in industriellen Produktionsumgebungen mit vernetzten Antrieben, Speichern und rückspeisenden Lasten, ist diese Geschwindigkeit entscheidend: Störungen werden lokal begrenzt, Komponenten geschützt und die Stabilität des Gesamtsystems erhalten. Als zertifizierter halbleiterbasierter Leistungsschalter nach IEC60947-2 ist der Sace Infinitus dafür geschaffen, Gleichstromnetze effizient zu schützen und bietet so optimale Voraussetzungen für den Einsatz in DC-Verteilungen in industriellen Anwendungen.
DC als Baustein der Energieverteilung von morgen
In Industrie, Gebäuden und lokalen Energiesystemen bieten DC-Strukturen Vorteile, wenn erneuerbare Energien, Speicher und leistungselektronische Verbraucher effizient kombiniert werden sollen. Produktionsumgebungen, Microgrids oder Logistikinfrastrukturen zählen zu den Einsatzfeldern, in denen Gleichstromnetze ihr Potenzial in der Praxis zeigen. Auch im Bereich leistungsintensiver AI-Rechenzentren gewinnt Gleichstrom an Bedeutung. Gemeinsam mit NVDIA arbeitet ABB an der Entwicklung energieeffizienter, skalierbarer DC-Infrastrukturen für AI-Factories, um den steigenden Anforderungen an Leistungsdichte und Dynamik moderner Rechenlasten gerecht zu werden. ABB gestaltet die Entwicklung skalierbarer Gleichstromverteilungen aktiv mit – mit Technologien und Systemkompetenz entlang der gesamten elektrischen Infrastruktur, von der Energieverteilung über Schutz- und Schalttechnik bis hin zur digitalen Einbindung. Dabei bringt ABB Erfahrung aus Industrie-, Gebäude- und Energiesystemen ein und unterstützt Kunden, DC-Verteilsysteme sicher und effizient umzusetzen. Damit Gleichstromverteilungen über einzelne Anwendungen hinaus skaliert werden können, sind offene Standards und interoperable Konzepte entscheidend. ABB engagiert sich daher sowohl in der Open DC Alliance (ODCA) als auch in Current/OS, um gemeinsam mit Partnern herstellerübergreifende Rahmenbedingungen für Planung, Betrieb und Weiterentwicklung industrieller Gleichstromnetze zu schaffen. Die Entwicklung hin zu effizienteren, flexibleren und nachhaltigeren Energiesystemen wird die elektrische Infrastruktur verändern. Gleichstromverteilungen bieten neue Möglichkeiten, doch entscheidend ist ein ganzheitlicher Ansatz, der Technologie, Schutzkonzepte und Standardisierung verbindet. ABB positioniert sich auf diesem Weg als Schlüsselpartner für sichere und skalierbare DC-Verteilnetze mit leistungsfähiger Schutz- und Schalttechnik, Systemkompetenz entlang der gesamten elektrischen Infrastruktur und aktivem Engagement im industriellen Ökosystem. Ziel ist es, Gleichstrom zuverlässig dort in der Praxis einzusetzen, wo er seine Vorteile ausspielen kann. Die Gleichstromtechnologie ist dabei ein gezielt eingesetzter Baustein für zukunftsfähige, resiliente Energiesysteme.
