Mit der im Jahr 2022 gestarteten ODCA und den Vorgängerinitiativen DC Industrie und DC Industrie2 ist das Thema der Nutzung von Gleichstrom im industriellen Umfeld seit rund neun Jahren verstärkt auf der Agenda. Wie würden Sie den aktuellen Stand der Entwicklung beschreiben?
Wir haben in den letzten Jahren beeindruckende Fortschritte gemacht. Was als Vision begann, hat sich mittlerweile zu einer Technologie entwickelt, die greifbare Vorteile für die Industrie bringt. Der Markt für Gleichstromkomponenten wächst, und wir haben sowohl technische als auch politische Barrieren abgebaut. Mit der Verankerung im SET-Plan der EU und der Veröffentlichung der VDE SPEC 90037 gibt es jetzt eine klarere Struktur, die Unternehmen die Planung und Umsetzung erleichtert.
Wie darf man sich die Arbeit der ODCA vorstellen? Gibt es bestimmte Arbeitsgruppen, die sich regelmäßig treffen, und wenn ja welche?
Die Arbeit der ODCA basiert auf der aktiven Zusammenarbeit unserer Mitglieder in fünf zentralen Arbeitsgruppen (siehe Kasten), die sich regelmäßig treffen, um die Weiterentwicklung der Technologie und ihre Skalierung voranzutreiben. Wir beschäftigen uns dabei ganzheitlich mit dem Thema Gleichstrom, von der technischen Standardisierung und der Integration neuer Applikationen über aktuelle Ergebnisse aus der Forschung und Entwicklung, die eine Implementierung vereinfachen können, bis zur Kommunikation und Vernetzung mit Partnern und der Öffentlichkeit – u.a. indem wir das Wissen über konkrete Anwendungsbeispiele und -potenziale verbreiten. Mit diesem strukturierten Vorgehen adressieren wir die Herausforderungen und Chancen rund um Gleichstromsysteme und möchten die Akzeptanz dieser Technologien weiter steigern.
Ende letzten Jahres haben Sie die Vor-Norm VDE SPEC 90037 veröffentlicht. Was hat es damit auf sich?
Die VDE SPEC 90037 ist ein wichtiger Meilenstein für uns. Sie dient als Vor-Norm für die Planung und Installation von Gleichstromsystemen und bietet Unternehmen eine klare Orientierung. Sie hilft dabei, Projekte einfacher und effizienter zu gestalten, da sie bewährte Methoden und Umsetzungen definiert. Für uns ist die Veröffentlichung ein wichtiger Schritt, um die Akzeptanz von Gleichstromtechnologien weiter zu erhöhen.
Welche Industrieanwendungen eignen sich besonders gut für eine Umstellung von AC auf DC?
Ein großer Treiber für Gleichstrom in der Industrie war und ist die Rekuperation, also die Rückgewinnung von Energie. In vielen Produktionsprozessen entstehen erhebliche Mengen an Bremsenergie, die sich in einem Gleichstromnetz effizienter wiederverwenden lassen.
Neben den eigentlichen Produktionsanlagen ist aber auch die Gebäudeinfrastruktur relevant. In vielen Betrieben entfallen über 50 Prozent des elektrischen Energieverbrauchs u.a. auf Beleuchtung, Heizung, Lüftung und Klimatisierung (HVAC). LED-Beleuchtung und moderne HVAC-Systeme arbeiten intern bereits mit Gleichstrom, sodass eine direkte Versorgung über DC hier Effizienzvorteile birgt.
Ein besonders großes Potenzial ergibt sich, sobald sowohl Erzeuger als auch Verbraucher in einem Kreislauf auf Gleichstrombasis arbeiten. Photovoltaikanlagen und Batteriespeicher liefern Gleichstrom, ebenso wie viele moderne Verbraucher – etwa drehzahlgeregelte Antriebe, EV-Ladestationen oder Server in Rechenzentren. In solchen Fällen lassen sich durch eine direkte DC-Kopplung Wandlungsverluste vermeiden und die Systemeffizienz steigern.
Die Akzeptanz von DC-Microgrids wird auch maßgeblich von der Einsatzfähigkeit der technischen Verbraucher abhängen. Endgeräte wie Lüfter, Laptops oder LED-Beleuchtung laufen bereits mit Gleichstrom. Inwieweit sind die Gerätehersteller dafür sensibilisiert, weiteres DC-taugliches Equipment anzubieten?
Das Bewusstsein für die Vorteile des Gleichstroms wächst bei den Geräteherstellern stetig, und es kommen immer mehr DC-kompatible Komponenten auf den Markt. Besonders in Bereichen wie der Beleuchtung, bei Verbindern oder Leistungsschaltern gibt es bereits eine gute Auswahl an Lösungen. Allerdings gibt es noch Nachholbedarf bei bestimmten Anwendungen. Leistungsstarke oder modulierende Wärmepumpen beispielsweise benötigen Frequenzumrichter, die intern bereits mit Gleichstrom arbeiten. Doch bislang sind diese noch nicht oder nur selten als direkt DC-taugliche Geräte erhältlich. Hier ist eine stärkere Zusammenarbeit zwischen Herstellern und der Industrie gefragt, um das Angebot an gleichstromfähigen Komponenten weiter auszubauen und die Vorteile noch breiter nutzbar zu machen.
Mit Current OS gibt es in den Niederlanden eine Organisation, die den Einsatz von Gleichstrom in der Gebäudeinstallation fokussiert. Würde es nicht Sinn machen, zumindest auf europäischer Ebene die Kräfte von ODCA und Current OS zu bündeln, um mehr Tempo bei der Akzeptanz der Technologie und der Ausarbeitung gemeinsamer normativer Grundlagen zu erzielen?
Absolut – und genau das tun wir bereits. Die Physik ist die gleiche, nur die Betrachtung erfolgt von unterschiedlichen Startpunkten. Während sich Current OS auf die Gebäudeinstallation fokussiert, lag unser Startpunkt bei den industriellen Anwendungen. Letztlich verfolgen wir aber dasselbe Ziel: die Verbreitung und Standardisierung von Gleichstromtechnologien.
Besonders im Bereich der Standardisierung arbeiten wir daher mit Current OS zusammen. Als gemeinsamen Erfolg haben wir den Input für Tests von DC-Halbleiterschutzschaltern im IEC-Projektteam zu Niederspannungs-Schaltanlagen und -Schaltgeräten integriert. Das ist essenziell für die Gewährleistung zuverlässiger und sicherer DC-Systeme.
Auch auf europäischer Ebene sind wir gemeinsam aktiv. Zusammen mit der Europäischen Kommission (DG Energy) arbeiten wir im Rahmen des EU-SET-Plans an der Weiterentwicklung von Niederspannungs-Gleichstrom (LVDC). Diese enge Kooperation hilft dabei, politische Aufmerksamkeit für das Thema zu schaffen und die regulatorischen Rahmenbedingungen zu verbessern.
Wie sieht es mit dem Thema im außereuropäischen Bereich aus: Gibt es ähnliche Initiativen in Nordamerika und Asien, oder eventuell sogar schon existierende Kooperationen mit der ODCA?
Ja, es gibt weltweit mehrere Initiativen, die sich mit Gleichstromtechnologien befassen, und wir sind bereits eng mit einigen von ihnen vernetzt. In China arbeiten wir intensiv mit der China DC Alliance zusammen, um technologische Entwicklungen und Standardisierungsansätze zu koordinieren. Auch in Korea bestehen durch unsere Aktivitäten mit der DKE (Deutsche Kommission Elektrotechnik) und dem Deutsch-Koreanische Normungsdialog, dem S-Dialog, enge Kontakte. Diese Vernetzung hilft dabei, den Austausch über regulatorische und technische Entwicklungen zu fördern. In Nordamerika gibt es mit der EMerge Alliance eine Organisation, die sich mit der Standardisierung und Implementierung von DC-Microgrids beschäftigt. Diese Initiative wird aktuell wieder aktiver, und wir arbeiten gemeinsam an der ‚Outline of Investigation for DC Microgrids‘, ein künftiger UL-Standard. Hier bringen wir unser Knowhow also ein, um die Entwicklung und Sicherheit von DC-Netzen auch im amerikanischen Markt voranzutreiben.
Im Rahmen Ihrer Podiumsdiskussion auf der SPS hob der Vertreter eines Elektroinstallationsbetriebs hervor, dass die größten Herausforderungen bei der Errichtung eines DC-Microgrids in dessen Planung bzw. in der Auslegung der Schaltanlagen liege. Wie holen Sie das Elektrohandwerk ab, um hier Kompetenzen aufzubauen?
Wir wissen, dass die Planung und Installation von DC-Microgrids für viele Betriebe noch Neuland ist. Deshalb arbeiten wir gezielt daran, das Elektrohandwerk und die Planer in den Prozess einzubinden. Aktuell bereiten wir einen Workshop mit Planern und Installateuren vor, um deren spezifische Bedarfe zu analysieren und herauszufinden, welche Unterstützung sie benötigen.
Aufbauend auf diesen Erkenntnissen streben wir eine Zusammenarbeit mit dem ZVEH (Zentralverband der Deutschen Elektro- und Informationstechnischen Handwerke) und dem VDMA (Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau) an. Diese Verbände spielen eine entscheidende Rolle für die Etablierung von Gleichstromlösungen in der Praxis. Unser Ziel ist es, gemeinsam praxisnahe Schulungen, Leitfäden und Qualifizierungsmaßnahmen zu entwickeln, um das Elektrohandwerk optimal auf die neuen Anforderungen vorzubereiten.
Wenn ich mich als potenzieller Anwender für das Thema Gleichstrom interessiere: Kann ich mich direkt an die ODCA wenden?
Natürlich. Wir stehen Interessierten jederzeit zur Verfügung, sei es für erste Informationen, für konkrete Projekthilfen oder um sie mit Experten zu vernetzen. Unsere Webseite bietet zudem eine Fülle an Ressourcen, die den Einstieg erleichtern.
Gibt es derzeit Fördermöglichkeiten, wenn ich meine Fabrik von AC auf DC umrüsten möchte?
Aktuell gibt es leider keine spezifischen Förderprogramme für die Umstellung von Wechselstrom auf Gleichstrom. Wir sehen hier einen klaren Bedarf für finanzielle Anreize, wenn Unternehmen in energieeffiziente DC-Technologien investieren möchten. Daher fordern wir dies aktiv auf politischer Ebene ein, damit Gleichstromnetze noch attraktiver werden.
Mit Blick auf die nähere Zukunft: Was sind die nächsten Schritte in der Arbeit der ODCA?
Wir arbeiten kontinuierlich daran, unseren Mitgliedern die Informationen zur Verfügung zu stellen, die sie für eine möglichst schnelle Transformation benötigen. U.a. arbeiten wir dazu an unserer Website, um Use Cases und technische Entwicklungen in der Breite bekannt zu machen.
In der näheren Zukunft möchten wir eine Gleichstrom-Komponentenliste veröffentlichen, die von unseren Mitgliedern bereitgestellt wird. Diese Liste soll Unternehmen dabei unterstützen, geeignete Produkte für ihre Infrastrukturen zu identifizieren und nahtlos zu integrieren. Damit werden wir einen weiteren wichtigen Baustein zur praktischen Umsetzung von Gleichstromlösungen in der Industrie beitragen.
Open Technology: Diese Gruppe konzentriert sich auf technische Standards, die (Weiter-)Entwicklung im Bereich der Normen und die Integration neuer Applikationen.
Research: Hier stehen Forschung und Innovationsförderung im Fokus, einschließlich neuer Ansätze für Gleichstromtechnologien und -anwendungen.
Use Cases: Diese Arbeitsgruppe sammelt und analysiert konkrete Anwendungsfälle, um Unternehmen praktische Leitlinien und Erfolgsbeispiele an die Hand zu geben.
Communication: Sie sorgt für die Verbreitung von Wissen über Gleichstromtechnologien und für die Kommunikation unserer Aktivitäten an die Öffentlichkeit.
Partner Management: Diese Gruppe kümmert sich um die Vernetzung mit externen Partnern, darunter Energieversorger, politische Akteure und andere internationale Initiativen.
