Der Sprung in die Wirklichkeit Einfach machen. In Blomberg ist ein Fabrikgebäude entstanden, in dem dank eines ausgeklügelten Gleichstromnetzes energieeffizienter und nachhaltiger produziert werden kann. Ein Blick hinter die Kulissen verrät, wie Gleichstrom in der Praxis funktioniert.

Ein sonniger Nachmittag in Blomberg. Wie ein gläsernes Meer wellen sich auf den 11.000 m² Dachfläche lange Reihen von Solarpaneelen. Sobald Sonnenlicht auf das Halbleitermaterial trifft, fließt Strom. Bis auf die Größe der Anlage ein ganz normaler Anblick auf vielen deutschen Dächern.

Doch dieses Gebäude ist anders: Wo andernorts Wechselrichter dafür sorgen, dass der Gleichstrom aus der Solaranlage zu Wechselstrom umgewandelt wird, fließt er hier direkt in ein lokales Gleichstromnetz. „Ein Gleichstromnetz optimiert die gesamte Energiekette aus Erzeugung, Verteilung, Speicherung und Verbrauch“, erklärt Tobias Lüke, Experte für Gleichstromnetze bei Phoenix Contact.

Der Experte beginnt seine Führung durch das Gebäude gern auf dem Dach. Hier, am Solarfeld, wird deutlich, warum Gleichstrom überall auf dem Vormarsch ist: „Nicht nur die Erzeuger arbeiten auf Gleichstrombasis, sondern auch Energiespeicher oder Verbraucher. Die meisten elektrischen Geräte und Produktionseinheiten arbeiten mit Gleichstrom.“

Zehn Ladepunkte sind auch vor der All Electric Society Factory zu finden. Sie sind wichtige Akteure im Gleichstromkosmos. Daher führt Tobias Lüke hinab auf den Parkplatz, wo sich die Energiespender aufreihen. „Über bidirektionale DC-Ladesäulen (DC = Gleichstrom) könnten Firmenwagen in Zukunft nicht nur ihre Antriebsbatterien aufladen, sondern aus diesen auch Energie direkt und ohne erneute Wandlung ins System zurückspeisen“, erklärt Lüke.

Beim Blick in eine der Ladesäulen zeigt sich, dass Phoenix Contact für das Thema Gleichstrom gut aufgestellt ist. „Überspannungs- und Geräteschutz, DC-Leistungsschalter und DC-Ladestecker – die Energieflüsse werden durch unsere Leistungsmodule optimal ausgesteuert.“

Die Fahrzeugbatterien sind aber längst nicht alles: Tobias Lüke zeigt auf einen unscheinbaren, weißen Container: „Eine stabile Energieversorgung auf Basis von erneuerbarer Energie braucht hinreichend große und zuverlässige Speicher, um Schwankungen auszugleichen“, erklärt der Gleichstromexperte.

„Und wir können mit diesen Speichern Lastspitzen gegenüber dem öffentlichen Versorgungsnetz ausgleichen.“ Lastspitzen entstehen, wenn etwa große Elektromotoren in Produktionsmaschinen anlaufen. Sie verbrauchen dann kurzzeitig mehr Strom als mit dem Versorger vereinbart. Und das lässt der sich teuer bezahlen. „Wir konnten mit dem Abpuffern der Lastspitzen durch unsere Batterien die Stromkosten um bis zu 80 % reduzieren.“

Überall dort, wo DC-Lasten in der All Electric Society Factory sicher geschaltet werden müssen, wird der Leistungsschalter ELR HDC eingesetzt. Er kombiniert die Funktionen Schützen, Schalten, Überwachen, Vorladen und Netzwerkfähigkeit. Spezielle DC-Energiezähler erfassen die Energieströme. Und um DC-Anschlüsse zu verbinden, wird der ArcZero-Gleichstromsteckverbinder eingesetzt. Er ermöglicht das lichtbogenfreie Stecken und Ziehen unter Last.

Das Lastmanagement und das übergeordnete DC-Netzmanagement erledigt die Software-Plattform PLCnext Engineer. Sie vereint die einzelnen Bereiche zu einem ganzheitlichen System. Die Steuerung integriert zudem Daten wie Stromkosten an den Strombörsen, Wettervorhersagen sowie tagesaktuelle Daten von der Messstation auf dem Dach in das Gebäudeenergiemanagement.

Die All Electric Society Factory in Blomberg besitzt in der Branche bereits einen Ruf weit über die Landesgrenzen hinaus. Nicht nur reden, sondern auch umsetzen – Gleichstrom funktioniert schon hier und heute, wie die auf Gleichstrom konzipierte Fertigung mit ihrer Energiebilanz jeden Tag zeigt.

Aber „diese Anlage ist ausdrücklich auch für Versuchszwecke und Betriebstests konzipiert“, ergänzt Tobias Lüke. Insgesamt erhoffen sich die Macher dieses Pilotprojekts noch weitere Einsparungen und Effizienzsteigerungen. Geplant ist u. a. der Aufbau einer Windkraft-Kleinanlage, ein Elektrolyseur für die Wasserstofferzeugung und Brennstoffzellen, die wiederum Strom aus dem eingelagerten Wasserstoff erzeugen.

Phoenix Contact engagiert sich schon lange für Erforschung und Etablierung der Gleichstromtechnik und ist Gründungsmitglied der Open Direct Current Alliance (ODCA). Als die Planung des Gebäudes begann, gab es auf dem Markt kaum Komponenten und Standards für den Einsatz von DC-Technologie. Heute ist das anders, betont Tobias Lüke: „Mit den verfügbaren Komponenten, regulatorischen Fortschritten, zunehmender Expertise und Zusammenarbeit mit kompetenten Partnern lohnt es sich auch für andere Unternehmen, den Schritt zu wagen.“

Es ist dunkel geworden in Blomberg. Wir sind am Ende der Führung und Tobias Lüke schließt das Tor zu einem der wohl innovativsten Fabrikgebäude Europas.