Umweltverschmutzung in elektrischen Netzen

20.10.1999 - (idw) Universität Siegen

"Sauberen Strom" als Möglichkeit zur Kostenersparnis, der Lösung dieses Problems sind Siegener E-Techniker auf der Spur.

"Strom kommt aus der Steckdose, und wieviel Strom man verbraucht, kann man am Zähler ablesen". So einfach ist das mit dem Strom heute auch nicht mehr. Wer kennt nicht diese Situationen: Sobald das neue Halogenlicht brennt, kommen aus dem Babyphon unerklärliche Geräusche und wenn man(häufiger: frau) den Staubsauger startet, stürzt der Computer ab.
Um diesen Phänomenen auf die Spur zu kommen, bedarf es aufwendiger Meßtechnik, um den Stromverlauf grafisch darzustellen. Einfache Verbrauchsstellen, wie eine Glühbirne oder ein Elektroherd haben einen sinusförmigen Stromverlauf, d.h. der Strom zeichnet eine Kreisbahn. Diese Geräte sind unkritisch und verursachen keine Störungen. Andere Verbrauchsstellen, wie etwa Computer oder Lichtdimmer besitzen eine Stromaufnahme, die eher einem Weihnachtsstern, als einer Kreisbahn ähnelt. Die Spitzen des "Weihnachtssterns" bezeichnet man in der Fachsprache als harmonische Oberschwingungen und diese können verantwortlich sein für die gegenseitige Störung von Elektrogeräten, wie es gelegentlich zu beobachten ist. Auf jeden Fall stellen sie jedoch ein Problem für die Energieversorger dar, weil in ihren Versorgungsnetzen zusätzliche Verlustleistung und damit Kosten entstehen, die jedoch nicht vom Stromzähler erfaßt werden.

An der Universität Siegen wird im Fachbereich Elektrotechnik/Informatik an neuen Verfahren gearbeitet, die diese elektrische Umweltverschmutzung bekämpfen sollen. Mit Hilfe von schnellen Leistungshalbleitern wird die elektrische Leistung bis zu fünfzigtausendmal in jeder Sekunde ein und wieder ausgeschaltet. Gesteuert wird die Schaltung von einem Mikroprozessor, der den Strom dann auf einer exakten Kreisbahn führt. Auf diese Weise kann jedes Elektrogerät so "sauber" wie eine Glühlampe werden. Auch für bereits vorhandene Geräte gibt es Abhilfe. Mit einer zentralen Kompensationsanlage kann z. B. der Strom von allen Geräten, die in einem Gebäude betrieben werden, gesäubert werden. Das kann sich für Industriebetriebe bezahlt machen, denn für eine saubere Stromaufnahme kann unter Umständen ein günstigerer Stromtarif ausgehandelt werden.
Es besteht noch viel Forschungsbedarf, auch im Institut für Leistungselektronik und elektrische Antriebe an der Universität Siegen, bis dieses Verfahren in den Geräten von morgen serienmäßig eingebaut wird. Durch strengere Grenzwerte für die elektrische Umweltverschmutzung kann dieses Verfahren in Zukunft einmal zwingend erforderlich werden und da ist es von Vorteil, wenn man schon jetzt das nötige Know-How sammelt.

Anfang September haben die beteiligten Siegener Wissenschaftler ihre Forschungsergebnisse auf der "European Conference on Power Electronics and Applications" in Lausanne vorgestellt und diskutiert.

Weitere Informationen: Prof. Dr. J. M. Pacas, Institut für Leistungselektronik und elektrische Antriebe, Fachbereich 12
Tel.: 0271/740-4671