DC-Hybridschalter fur den Einsatz in energieeffizienten Gebauden

摘要

Durch die Europaische Kommission wurde festgelegt, dass, neu gebaute, kommerziell genutzte Gebaude, ab 2018 beziehungsweise nach 2020 nur noch als Nullenergiegebaude zugelassen werden sollen [1]. Um dies zu erreichen muss eine energiesparendere Bauweise mit erneuerbaren Energiequellen und effizienteren Verbrauchern kombiniert werden. Eine Vielzahl von elektrischen Verbrauchern ist mit Gleichspannungs-Netzteilen ausgerustet (z. B.: LED-Beleuchtung, Warmepumpen, Klima- und Kuhlanlagen, Burogerate, Computer, u.a.). Regenerative Erzeuger wie die Photovoltaik oder Brennstoffzellen stellen Gleichspannung zur Verfugung. Das heutige Wechselspannungsnetz in Gebauden erfordert zunachst das Umwandeln der erzeugten Gleichspannung in Wechselspannung und dann eine Ruckwandlung in Gleichspannung. Um diese Wandlungsverluste zu reduzieren, ist ein Gleichspannungsnetz eine sinnvolle Alternative [2]. Das europaische Verbund-Forschungsprojekt "Direct Current Components + Grid" (BMBF FKZ 16N12113; ENIAC Nr. 296108 "DCC+G") [3], [4] beschaftigt sich mit dieser Thematik. Bei den geplanten 380V DC Netzen sollen 5% der elektrischen Verluste in Wandlern, Gleichrichtern und Kabeln eingespart werden. Gleichzeitig konnen die Kosten fur eine PV-Installation um 7% gesenkt werden. Das Ein- und Ausschalten bei hoheren Gleichspannungen stellt an Schaltgerate besondere Herausforderungen. Der Schaltlichtbogen bei mechanischen Kontaktsystemen verlischt nicht ohne zusatzliche Massnahmen, da ein naturlicher Stromnulldurchgang fehlt. Eine Moglichkeit annahernd lichtbogenfrei zu schalten, stellen hybride Schaltkonzepte dar.