Die explosionsgeschützte Umrichterzelle im Zellverband.

Die explosionsgeschützte Umrichterzelle im Zellverband.

Ökostrom hat meist eine lange Reise hinter sich, bevor er dann wirklich aus der Steck­dose kommt. Doch auf dem Weg zum Verbraucher geht ein großer Teil verloren. Hochleistungsschalter, die das Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie IISB und Siemens Energy entwickelt haben, sollen dies ändern. Für die Energieübertragung über Entfernungen von mehr als 500 Kilometern oder für Seekabel wird heute verstärkt auf Gleichstrom gesetzt. Dieser besitzt eine konstante Spannung und verliert über große Distanzen nur bis zu sieben Prozent Energie. Zum Vergleich: bei Wechselstrom sind es bis zu 40 Prozent. Allerdings müssen zusätzliche Umrichterstationen die hohe Spannung des Gleichstroms wieder in den vom Verbraucher benötigten Wechselstrom umwandeln. „Gemeinsam mit Siemens Energy entwickeln wir Hochleistungsschalter. Diese sind für die Übertragung der Gleichspannung im Stromnetz notwendig und eine entscheidende Voraussetzung für Projekte wie Desertec. Die Schalter müssen sicherer, besser skalierbar und flexibler einsetzbar sein als bisherige Lösungen, um den Anforderungen zukünftiger Energieversorgungsnetze gerecht zu werden“, unterstreicht Markus Billmann vom IISB. Dazu kommen kostengünstige Halbleiterzellen zum Einsatz, die mit bisherigen Schaltungstechniken nicht für die Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) eingesetzt werden konnten. Wie funktioniert es? „An beiden Enden einer HGÜ-Anlage befindet sich eine Stromrich­terstation“, erklärt der Forscher. „Als Stromrichter verwenden wir abschaltbare und mit höheren Schaltfrequenzen betreibbare Bauelemente, die kleinere und besser steuerbare Anlagen ermöglichen.“