• I: AC-Netz ohne Transformator, wie Abb. 1
• II: AC-Netz wie I, nur mit Transformator zur galvanischen Trennung
• III: DC-Netz mit Rückspeisung und galva-
nischer Trennung, wie Abb. 2
• IV: DC-Netz mit Rückspeisung wie III, ohne
galvanische Trennung (Werte abgeschätzt)
Abbildung 4 zeigt die Messergebnisse dieser vier Varianten im Betrieb mit Last. So ist in der untersuchten Anwendung eindeutig zu erkennen, dass eine Umrüstung auf DC unter Verwendung von hocheffizienten Netzteilen im Betrieb zu einem Effizienzgewinn führt. Die Leistungsaufnahme sinkt sogar im Vergleich zur direkten Anbindung (I) um 6%, obwohl zusätzlich eine galvanische Trennung zur Verfügung steht (III). Die Effizienz könnte weiter gesteigert werden, wenn auf eine galvanische Trennung verzichtet werden kann (IV).
Durch die zusätzlichen Verluste des Netztransformators ergibt sich der größte relative Gewinn von 19%, wenn eine galvanische Trennung gefordert ist und auf DC-Netze umgestellt wird (II im Vergleich zu III). Vor allem die Rückspeisung der Bremsenergie wirkt sich im Betrieb positiv auf die mittlere Leistungsaufnahme des Systems aus. Dies erklärt auch das etwas schlechtere Abschneiden im Leerlauf (Abbildung 5), wenn diese zusätzliche Energie nicht zur Verfügung steht und keine Verluste durch einen Transformator anfallen.
Komponenten bereits heute verfügbar
Es lässt sich folglich festhalten, dass die eingangs aufgezeigten Vorteile von DC-Netzen auch auf Anlagenebene bei der Kopplung mit AC-Netzen ausgeschöpft werden können. Für die Umrüstung auf DC-Netze in Schaltschränken können bereits jetzt verfügbare AC-Schaltnetzteile eingesetzt werden, wenn diese für die höhere Spannungsklasse ausgelegt sind. Block bietet schon heute ein umfangreiches Portfolio an Netzteilen, die in DC-Netzen bis über 800V eingesetzt werden können. Zukünftige kundenspezifische Anpassungen senken hier weiter die Kosten und steigern die Effizienz durch Verzicht auf die integrierten Gleichrichterstufen. Mit den steigenden Energiepreisen haben sich die höheren Kosten eines solchen Systems bereits nach kurzer Zeit amortisiert.
