Energierückgewinnung aus Oberschwingungen
Energierückgewinnung macht verloren gegangene Energie nutzbar – senkt Verbrauch und Emissionen und steigert Effizienz in Prozessen und Systemen.
Stand:
Technologie-Check
Definition und Wirk-/Funktionsprinzip
In elektrischen Netzen entstehen durch nichtlineare Verbraucher, wie Frequenzumrichter, Schaltnetzteile, LED-Beleuchtung oder Induktionsöfen sogenannte Oberschwingungen. Die verursachen eine Verzerrung des Strom- und Spannungsnetzes mit einer vielfachen Frequenz der normalen Netzfrequenz. Dies führt dazu, dass der Anteil der Energie nicht genutzt werden kann. Durch eine entsprechende Filterung der Oberschwingungen ist es möglich diese aktiv wieder in nutzbare Energie zurückzuführen und wieder ins Netz einzuspeisen.
Energierückgewinnung aus Oberschwingungen im Stromnetz - Schaubild (Deutsche Gesellschaft für EMV-Technologie e.V. (o.D). https://www.demvt.de/publish/viewfull.cfm?objectid=44a989ce%5F995f%5F4d48%5Facc6830258f3b47c)
SWOT-Analyse
Welche aktuellen Stärken und Schwächen hat die Technologie? Welche externen Entwicklungen (Chancen, Risiken) beeinflussen die Technologie? Gibt es Normen und Vorgaben?
Stärken
- Steigerung der Energieeffizienz durch Rückgewinnung von nicht nutzbaren Energieanteilen
- Reduktion von Bauteilbeanspruchungen, wie Transformatoren, die sich unter Einfluss der Oberschwingungen erwärmen
- Verringerung der Netzstörung durch Harmonisierung und Vermeidung von Produktionsausfällen
- Kein Ausstoß von CO2-Emissionen
Schwächen
- Absolute Energiemenge ist relativ gering, die Oberschwingungen machen im Normalfall weniger als 3 % der Gesamtleistung aus
- Wirtschaftlichkeit lohnt sich nur bei sehr unruhigen Netzen
- Technisch sehr anspruchsvolle Integration und Steuerung
- Regelung selbst hat zusätzlichen Energieverbrauch
Chancen
- Kombinierbar mit Energiemanagementsystemen nach ISO 50001 und Speichern und Lastmanagement
- Anteil der Verbraucher, die Oberschwingungen erzeugen können, nimmt zu, dazu gehört z.B. die E-Mobilität
- Anforderungen an Netzqualität nimmt stetig zu, EN 50160
Risiken
- Effiziente Verbraucher senken den Bedarf an Harmonisierung des Stromnetzes
- Alternative Lösungen sind häufig günstiger, Wirtschaftlichkeit ist nur in wenigen Fällen gegeben
- Technologische Weiterentwicklung der Leistungselektronik führt zu schneller Veraltung der integrierten Systeme
Erfolgsbeispiele
- In Baden-Württemberg umgesetzt: Die badenovaNETZE GmbH entwickelt Mess‑ und Analyseverfahren für supraharmonische Oberschwingungen im Verteilnetz, um Netzqualität und Effizienz der Stromversorgung zu verbessern.
Zum Erfolgsbeispiel - Das Beispiel zeigt den Einfluss von Oberschwingungen auf Abwasseraufbereitungsanlagen und mögliche Lösungen.
Zum Erfolgsbeispiel
Technologieanbieter
Mögliche Technologieanbieter aus Baden-Württemberg: FRAKO Kondensatoren- und Anlagenbau GmbH, Bürkle + Schöck
Transformatoren GmbH
Technologieanbieter
Unternehmen
eSaver GmbH
Die eSaver GmbH entwickelt Systeme zur Optimierung industrieller Stromnetze. Fokus sind Netzqualität, Stabilität und die Reduktion verlustreicher Energieanteile im Gesamtsystem.
