{"id":110204,"date":"2025-10-16T02:40:00","date_gmt":"2025-10-16T00:40:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/?p=110204"},"modified":"2025-10-14T17:41:31","modified_gmt":"2025-10-14T15:41:31","slug":"energiewende-im-bahnstromnetz","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/de\/mobilitaet\/energiewende-im-bahnstromnetz\/","title":{"rendered":"Energiewende im Bahnstromnetz"},"content":{"rendered":"\n

Die Deutsche Bahn ist der gr\u00f6\u00dfte Stromverbraucher in Deutschland und betreibt ein eigenes Stromnetz von knapp 8.000 Kilometer L\u00e4nge. Wie dieses f\u00fcr die Einspeisung von Solarstrom genutzt werden kann, untersuchte das Projekt \u00bbPV4Rail\u00ab. <\/p>\n\n\n\n

Das Konsortium unter Leitung des Fraunhofer-Instituts f\u00fcr Solare Energiesysteme ISE entwickelte und testete einen Wechselrichter f\u00fcr die direkte Einspeisung von Photovoltaik-Strom, analysierte das Fl\u00e4chenpotenzial l\u00e4ngs der Gleise und f\u00fchrte techno-\u00f6konomische Untersuchungen von Bahnstrom-PV-Anlagen durch. Diese k\u00f6nnten ein wichtiger Baustein der Energiewende werden, wenn regulatorische und marktliche Nachteile ausgeglichen w\u00fcrden.<\/p>\n\n\n\n

Am Netz der Deutschen Bahn sind aktuell Erzeugungsanlagen mit einer Leistung von etwa zwei Gigawatt (GW) installiert. Dies sind vor allem konventionelle Kraftwerke und Wasserkraftwerke. Direkt in das Bahnstromnetz einspeisende PV-Anlagen werden jedoch aktuell in Deutschland noch nicht betrieben. \u00bbEin relevanter Teil des Energiebedarfs im Bahnstromnetz k\u00f6nnte jedoch durch Photovoltaik abgedeckt werden, denn das PV-Fl\u00e4chenpotenzial l\u00e4ngs der Bahnstrecken ist um ein Vielfaches h\u00f6her als die Menge an Energie, die im Bahnstromnetz gebraucht wird\u00ab, erkl\u00e4rt Andreas Hensel, Projektleiter PV4Rail am Fraunhofer ISE. Das Projektteam hatte bundesweit geeignete Fl\u00e4chen identifiziert und mit detaillierten Simulationen auf ihr Potenzial hin untersucht. Selbst wenn nur Fl\u00e4chen im Umkreis von zwei Kilometern um ein Bahn-Unterwerk einbezogen wurden, lag die m\u00f6gliche installierbare Nennleistung bei 37,6 GWp und der m\u00f6gliche Stromertrag bei 32.920 GWh j\u00e4hrlich. Der Strombedarf f\u00fcr die Bef\u00f6rderung der Z\u00fcge lag 2023 bei ca. 7.500 GWh.<\/p>\n\n\n\n

Wechselrichter f\u00fcr Direkteinspeisung entwickelt<\/h4>\n\n\n\n

Da das Bahnnetz nicht wie das \u00f6ffentliche Netz mit einer Frequenz von 50 Hertz, sondern einphasig mit 16,7 Hz betrieben wird, wurde vom Projektpartner Vensys Elektrotechnik GmbH ein Zentralwechselrichter mit 2 MW Leistung entwickelt, der in zwei symmetrische Leistungsteile von jeweils 1 MW aufgeteilt ist. Im Multi-Megawatt-Labor des Fraunhofer ISE wurde einer der Leistungsteile getestet und ein Wirkungsgrad von 96,6 Prozent gemessen (inklusive Eigenverbrauch f\u00fcr K\u00fchlung etc.). Das Fraunhofer ISE entwickelte zudem Regelungen f\u00fcr den netzbildenden Betrieb der Umrichter im Bahnnetz.<\/p>\n\n\n\n

F\u00fcr die Ausf\u00fchrung des Netzanschlusses betrachtete das Team verschiedene Anschlussm\u00f6glichkeiten, je nach Gr\u00f6\u00dfe der Anlage: w\u00e4hrend kleinere Anlagen bis 5 MW direkt in die Oberleitung einspeisen k\u00f6nnen, werden Leistungen bis 12 MW in Unterwerken \u00fcber die Sammelschiene eingespeist. Diese Variante weist hinsichtlich der LCoE-Kosten die geringsten Unterschiede gegen\u00fcber 50-Hz-Anlagen auf. F\u00fcr gro\u00dfe Anlagen bis 40 MW muss im Allgemeinen ein eigenes Unterwerk mit Trafo und Schaltanlage zur Einspeisung ins 110-kV-Bahnnetz errichtet werden.<\/p>\n\n\n\n

Bislang beschr\u00e4nken sich in Deutschland Bahnstrom-PV-Anlagen auf Pilotinitiativen. In \u00d6sterreich wurden bereits mehrere Anlagen mit mehr als 10 MWp Leistung am Netz in Betrieb genommen. Die Netzanschlussbedingungen bei der \u00d6BB unterscheiden sich jedoch von den Anschlussbedingungen<\/a> der Deutschen Bahn. Aufgrund der Anforderung an den Betrieb des Bahnstromnetzes und die Kompatibilit\u00e4t der Wechselrichter zur Leit- und Sicherungstechnik k\u00f6nnen bei der DB nur spannungseinpr\u00e4gende Wechselrichter zum Einsatz kommen. Spannungseinpr\u00e4gendes Verhalten wurde im Projekt von Forschenden am Fraunhofer ISE bereits in der Simulationsumgebung getestet und k\u00f6nnte im Rahmen eines Folgeprojektes noch implementiert werden.<\/p>\n\n\n\n

Das Fraunhofer ISE erm\u00f6glicht in seinem Zentrum f\u00fcr Leistungselektronik und nachhaltige Netze die Entwicklung und Charakterisierung von Wechselrichter im Multi-Megawatt-Bereich. Das Projekt wurde vom Bundesministerium f\u00fcr Wirtschaft und Energie (BMWE) gef\u00f6rdert.\u00a0<\/p>\n\n\n\n