Siemens erweitert Portfolio für DC-Netze

Siemens erweitert sein Niederspannungsportfolio um neue Schutz- und Schaltlösungen für Gleichstromanwendungen. Das Unternehmen reagiert damit auf die wachsende Bedeutung von DC-Netzen in Industrie, Infrastruktur und Energieversorgung. Im Fokus stehen Anwendungen mit hoher Leistungsdichte und hohen Anforderungen an Verfügbarkeit – darunter Rechenzentren, KI-Fabriken, Produktionsanlagen, Batteriespeichersysteme sowie die direkte Einbindung erneuerbarer Energiequellen.

Die neue Produktfamilie umfasst unter anderem den Halbleiter-Leistungsschalter Sentron 3QD2 sowie das Halbleiterschaltgerät Sirius 3RF5. Beide Geräte adressieren ein zentrales Problem moderner Gleichstromnetze: Kurzschlussströme müssen sehr schnell erkannt und abgeschaltet werden, da sich DC-Fehler anders verhalten als in klassischen Wechselstromsystemen. Vor allem der fehlende natürliche Nulldurchgang macht die Beherrschung von Lichtbögen und Kurzschlussströmen anspruchsvoll.

Warum auf Gleichstrom setzen

Gleichstrom spielt in vielen modernen Energiesystemen ohnehin eine zentrale Rolle. Photovoltaikanlagen erzeugen elektrische Energie als Gleichstrom, Batteriespeicher speichern sie in Gleichstromform, und auch viele elektronische Verbraucher arbeiten intern mit DC. In klassischen AC-Infrastrukturen sind deshalb häufig mehrere Wandlungsschritte nötig. Jede Umwandlung zwischen Gleich- und Wechselstrom verursacht Verluste, benötigt Komponenten und erhöht die Komplexität des Systems.

Siemens sieht deshalb in DC-Netzen eine Möglichkeit, Energieflüsse direkter und effizienter zu organisieren. Werden erneuerbare Energiequellen, Speicher und Verbraucher in einer Gleichstrominfrastruktur verbunden, lassen sich Wandlungsverluste reduzieren. Für industrielle Anwendungen kann das vor allem dort interessant sein, wo viele elektrische Antriebe, Roboter, Speicher und rückspeisefähige Systeme zusammenarbeiten.

Wie Siemens mit Gleichstrom Lastspitzen reduzieren will

Nach Angaben von Siemens können Gleichstromsysteme in einer Produktionsumgebung mit Robotern in Verbindung mit Energierückgewinnung und Speichern den Spitzenstrombedarf um bis zu 80 Prozent senken. Das ist vor allem für Anlagen relevant, in denen Bremsenergie zurückgewonnen, zwischengespeichert und erneut genutzt werden kann. Statt Energie ungenutzt in Wärme umzuwandeln oder Lastspitzen aus dem Netz zu ziehen, kann sie innerhalb des DC-Systems verteilt werden.

Ein weiterer Vorteil betrifft den Aufbau der elektrischen Infrastruktur. Gleichstromsysteme benötigen keine Blindleistungskompensation. Zudem verweist Siemens auf einen geringeren Kupferbedarf in der Verkabelung. Der Materialeinsatz könne dadurch um bis zu 50 Prozent sinken. Neben Kostenvorteilen adressiert Siemens damit auch die Nachhaltigkeit der elektrischen Installation, denn weniger Kupfer bedeutet weniger Materialaufwand und geringere Umweltbelastung entlang der Lieferkette.

Wie der Sentron 3QD2 DC-Netze schützt

Eine Schlüsselkomponente des neuen Portfolios ist der Sentron 3QD2. Der Halbleiter-Leistungsschalter nutzt Halbleitertechnologie und intelligente Schutzalgorithmen, um Kurzschlussströme im Mikrosekundenbereich abzuschalten. Laut Siemens erfolgt das bis zu 1000-mal schneller als bei herkömmlichen Systemen.

Diese hohe Abschaltgeschwindigkeit ist in DC-Netzen besonders wichtig. Während Wechselstrom regelmäßig den Nulldurchgang passiert, fehlt dieser natürliche Unterbrechungsmoment bei Gleichstrom. Kurzschlussströme und Lichtbögen können deshalb kritischer werden und empfindliche Komponenten stärker belasten. Eine schnelle elektronische Abschaltung kann helfen, Leistungselektronik, Speicher, Lasten und Verteilkomponenten besser zu schützen und die Systemverfügbarkeit zu erhöhen.

Damit positioniert Siemens den Sentron 3QD2 besonders für Anwendungen, in denen Stillstände teuer sind und elektrische Fehler möglichst lokal begrenzt werden müssen. Dazu zählen Rechenzentren, industrielle Fertigungslinien und Batteriespeichersysteme. Gerade in diesen Bereichen treffen hohe Leistungsdichte, empfindliche Elektronik und hohe Verfügbarkeitsanforderungen aufeinander.

Wofür Sirius 3RF5 gedacht ist

Ergänzt wird der Leistungsschalter durch das Halbleiterschaltgerät Sirius 3RF5. Siemens bezeichnet es als Halbleiterschaltgerät für Gleichstromanwendungen. Es ist für das hochfrequente Schalten ohmscher Lasten ausgelegt und soll eine verschleißarme, langlebige Alternative zu konventioneller Schalttechnik bieten.

Der Vorteil elektronischer Schalttechnik liegt vor allem im verschleißarmen Betrieb. Wo mechanische Kontakte bei häufigen Schaltvorgängen altern, können Halbleiterschalter Lasten ohne bewegliche Kontakte schalten. Für Industrieanlagen mit häufigen Schaltzyklen kann das die Wartung reduzieren und die Anlagenverfügbarkeit verbessern. Siemens hebt zudem hervor, dass der Sirius 3RF5 das Siemens-EcoTech-Label trägt und auf ein transparentes, nachhaltiges Produktdesign ausgelegt ist.

Warum DC-Netze für Rechenzentren und KI-Fabriken interessant werden

Besonders deutlich wird der Nutzen von Gleichstromtechnik bei Anwendungen mit sehr hohem Energiebedarf. Rechenzentren und KI-Fabriken benötigen leistungsfähige, stabile und möglichst effiziente Stromversorgungen. Gleichzeitig arbeiten viele zentrale Komponenten – von Leistungselektronik bis zu Batteriespeichern – intern mit Gleichstrom. Eine DC-Verteilung kann hier helfen, Wandlungsschritte zu reduzieren und Energiepfade zu vereinfachen.

Auch Batteriespeichersysteme profitieren von einer DC-Infrastruktur, weil Speicher ohnehin in Gleichstromform arbeiten. Werden Batteriespeicher, PV-Anlagen und Verbraucher direkt auf DC-Ebene gekoppelt, kann das System effizienter werden. Voraussetzung ist allerdings eine Schutztechnik, die Fehler schnell erkennt und zuverlässig abschaltet. Genau hier setzt Siemens mit dem neuen Portfolio an.

Wie Siemens Gleichstromtechnik industrietauglicher machen will

Mit dem neuen Portfolio greift Siemens einen Trend auf, der durch Elektrifizierung, erneuerbare Energien, Batteriespeicher und stark wachsende Rechenleistung an Dynamik gewinnt. Gleichstromnetze sind technisch kein neues Thema, bekommen aber durch moderne Leistungselektronik, Speichertechnik und digitale Schutzalgorithmen neue Relevanz. Für die Industrie entscheidet sich der Erfolg solcher Systeme allerdings nicht allein an der Effizienz, sondern auch an Schutzkonzepten, Normung, Investitionskosten und Integrationsaufwand.

Die neuen Siemens-Produkte adressieren deshalb einen zentralen Punkt: DC-Netze brauchen Schalt- und Schutztechnik, die schneller reagiert als klassische mechanische Systeme. Wenn sich damit Energieverluste, Lastspitzen und Materialeinsatz tatsächlich im genannten Umfang reduzieren lassen, könnten DC-Infrastrukturen vor allem in energieintensiven Anwendungen deutlich attraktiver werden.