Die Bedeutung der Leistungselektronik für die Energiewende

Die Energiewende ist ein zentrales Thema unserer Zeit. Die steigende Integration erneuerbarer Energien in unser Energiesystem ist ein wichtiger Schritt auf diesem Weg. Diese Entwicklung geht mit einer Reihe infrastruktureller Maßnahmen einher.

Als Planungsgrundlage werden Netzentwicklungspläne (national und überregional) ins Leben gerufen. Doch was ist das eigentlich genau und welche Rolle spielt dabei die Leistungselektronik?

 

Das erfahren Sie in diesem Blogartikel.

Was ist der Netzentwicklungsplan und welche Bedeutung hat er für die Energiewende?

 

Ein wichtiger Aspekt bei der Umsetzung der Energiewende ist der Netzentwicklungsplan (NEP). Er ist ein strategisches Instrument, das die Entwicklung des Stromnetzes langfristig plant. Er stellt eine Reihe infrastruktureller Maßnahmen dar, die im Rahmenentwurf eines Szenarios festgelegt werden. So sollen Engpässe identifiziert und Maßnahmen aufgezeigt werden, um sie zu beheben.

Für die Energiewende ist der NEP entscheidend. Er stellt sicher, dass das Netz die steigende Einspeisung erneuerbarer Energien bewältigen kann. Ohne eine entsprechende Netzinfrastruktur könnten die Ausbauziele nicht erreicht werden. Denn erneuerbare Energien werden dezentral erzeugt und benötigen eine stabile Netzverbindung.

 

Das Ziel des NEP ist es also, das Stromnetz für zukünftige Anforderungen eines klimaneutralen Energiesystems zu planen. Dabei muss folgendes berücksichtigt werden:

  • Energieinfrastruktur: Wie geht man mit Schwankungen in der Erzeugung und Belastung der Netze um?
  • Systemstabilität: Wie kann der Strom auch bei steigender Kapazität sicher vom Erzeuger zum Verbraucher transportiert werden?
  • Stromtransport (HGÜ): Wie kann eine effiziente Stromübertragung in Höchstspannungsnetzen auch über weite Strecken sichergestellt werden?

Welche Rolle spielt die Leistungselektronik in der Energiewende?

Die wachsende Integration verschiedener Sektoren verwandelt das Stromnetz in einen zentralen Knotenpunkt für die Integration von erneuerbaren Energien. Vom Punkt der Erzeugung bis zum Endverbrauch durchläuft der elektrische Strom verschiedene Stufen der Leistungselektronik. Als Ergebnis nimmt mit der Erweiterung erneuerbarer Energiequellen auch die Verbreitung von Wechselrichtern und digitalen Technologien in sämtlichen Marktsegmenten zu.

 

Die Leistungselektronik ist somit eine Schlüsseltechnologie für die Integration von erneuerbaren Energien und Speichern. Die Verwendung fortschrittlicher Komponenten und Techniken ermöglicht signifikante Verbesserungen auf der Systemebene. Diese Fortschritte sind essenziell, um die ehrgeizigen Entwicklungsziele der Energiewende im Rahmen der verfügbaren Ressourcen zu realisieren.

Welche leistungselektronischen Schlüsseltechnologien kommen vermehrt zum Einsatz? 

 

Umrichter für den Einsatz in Hochleistungs-Gleichstrom-Übertragungssystemen (HGÜ) stellen eine Schlüsseltechnologie für die Integration erneuerbarer Energien dar und sind unerlässlich für die Energiewende. Sie ermöglichen die Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom und umgekehrt. Das ist entscheidend für den effizienten Betrieb von Windkraftanlagen, Solaranlagen und anderen erneuerbaren Energiequellen.

Besonders wichtig ist dabei eine optimale Kühlung, um die Leistungselektronik vor Überhitzung zu schützen und eine zuverlässige Funktion sicherzustellen. Hier kommen vakuumgelötete Kühlkörper (Cold plates) mit ihren zahlreichen Vorteilen ins Spiel:

 

  • Effiziente Wärmeableitung: Durch das vakuumgelötete Design kann die Wärme effizient abgeführt werden. Das verbessert die Leistungsfähigkeit der Hochleistungselektronik und verlängert ihre Lebensdauer.
  • Hohe Zuverlässigkeit: Die vakuumgelöteten Verbindungen bieten eine sehr gute Langzeitstabilität und sind unempfindlich gegenüber thermischen und mechanischen Belastungen. Dies gewährleistet eine zuverlässige Funktion der elektronischen Systeme, selbst unter extremen Betriebsbedingungen.
  • Kompaktes Design: Die höhere Designfreiheit ermöglicht es, komplexe Kühlkörperstrukturen ideal für die Kühlung der elektronischen Bauteilen zu designen. Dies ist besonders wichtig für Anwendungen, bei denen Bauraum und Ausfallsicherheit eine Rolle spielen.

 

 

Kommt die Energiewende nun ohne Leistungselektronik aus?

 

Die kurze Antwort darauf lautet: Nein.

 

Denn die Integration erneuerbarer Energien ins Energienetz ist, wie wir im Blogartikel gesehen haben, eine komplexe Herausforderung. Sie erfordert eine Vielzahl von infrastrukturellen Maßnahmen.

Die Leistungselektronik ist bei der Realisierung von HGÜ (Hochleistungs-Gleichstrom-Übertragung) unerlässlich für den Erfolg der Energiewende. Sie spielt sowohl beim Energietransport eine tragende Rolle als auch in puncto Stabilität und Sicherheit.

 

Sie möchten mehr über die Energiewende und die dafür notwendige Leistungselektronik erfahren? Als Hersteller von vakuumgelöteten Kühlkörpern stehen wir Ihnen bei allen Fragen zur Seite.

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