Fachartikel aus MECHATRONIK 6/2012, S. 17 bis 19
Die Energie, die nie versiegt
Wind, Sonne und Leistungselektronik
Mit dem Beschluss zum Atomausstieg verschiebt sich der Fokus der Energiegewinnung auf die so genannten erneuerbaren Energien. Wind- und Wasserkraft, Sonnenenergie, Biomasse und Geothermie sollen langfristig genügend Strom liefern, um die Bedürfnisse der Wirtschaft zu decken.
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| So wird ein Solarkraftwerk gesteuert: Über die roten Leitungen fließt die Energie, über die blauen Leitungen die Steuerinformationen. Vorne rechts und links sind die Zentralwechselrichter mit String-Monitoring zu sehen, im Hintergrund die Übergabestation. In einer Zentrale laufen alle Informationsstränge zusammen. (Bild: SMA Solar Technology AG) |
Auch die Erkenntnis, dass die fossilen Energieträger wie Öl, Kohle oder Erdgas nicht in beliebigen Mengen zur Verfügung stehen, lässt die erneuerbaren Energien zu den Hoffnungsträgern einer technisierten Gesellschaft werden - nicht nur in Deutschland, sondern weltweit. Dazu will etwa die Bundesregierung den Anteil der "erneuerbaren" am Strom-Mix bis 2030 auf 50 Prozent, bis 2050 auf 80 Prozent anheben. Die Entwicklungstätigkeit der Industrie konzentriert sich dabei auf die Wind- und die Sonnenenergie. Diese beiden Möglichkeiten, die Kräfte der Natur zur Erzeugung elektrischer Energie heranzuziehen, begegnen uns praktisch auf Schritt und Tritt - in Gestalt der Windräder, die auf vielen Hügelketten installiert sind und sich träge im Wind drehen, als Solardächer auf Häusern und Scheunen oder als großtechnische Solarparks.
Keine dieser Techniken kann jedoch den vom öffentlichen Netz verlangten Drehstrom mit 50 Hertz liefern. Diese Anpassungsarbeit leisten aufwändige Umrichter, während gleichzeitig komplexe Regelanlagen und Condition Monitoring Systeme (CMS) für die Verfügbarkeit der Anlagen gerade stehen. Trotz der jüngsten Verschlechterung der politischen Rahmenbedingungen ist die Photovoltaik die dominierende Technik im Bereich der erneuerbaren Energien in Deutschland. Solarzellen wandeln die Strahlungsenergie der Sonne um in Gleichspannung; durch Serien- und Parallelschaltungen entstehen große und größte Installationen mit Leistungen bis 500 Megawatt. Zwar kann auch die private Anlage auf dem Dach ihren Strom in den meisten Fällen ins öffentliche Netz einspeisen; aber nur die großen kommerziellen Solarparks besitzen die Regelbarkeit, die erforderlich ist, um im großen Maßstab zur Netzstabilität in dezentralen Netzen beizutragen.
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