Im Hintergrund ist eine natürliche Landschaft zu sehen, in der sich mehrere Strommasten erheben.

Wir unterstützen die Energieinfrastruktur der Zukunft

Das Zeitalter der Elektrizität ist da – und es erfordert eine fortschrittliche Energieinfrastruktur. Mit dem Ausbau erneuerbarer Energien sind leistungsfähige Stromnetze unverzichtbar, um energieintensive Anwendungen wie KI-Rechenzentren und moderne Industrien zu unterstützen. Die Halbleiter von Infineon tragen dazu bei, diesen Bedarf zu decken, indem sie innovative Lösungen für eine optimierte Energienutzung und Netzstabilität ermöglichen.

Energieinfrastruktur
Erneuerbare Energien
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KI Stromversorgung
Artikel

Aug. 04, 2026

Stromversorgung mit neuen Herausforderungen

Die Zukunft der Stromversorgung hängt von zwei Faktoren ab: den stark steigenden Energiebedarf von KI-Rechenzentren und modernen Industrien zu decken und gleichzeitig mehr erneuerbare Energien in das Stromnetz zu integrieren. Halbleiter liefern dafür die Intelligenz, die Energieinfrastrukturen zuverlässig, effizient und leistungsfähig für künftige Anforderungen macht.

Mit grüner Energie gibt die Natur den Takt vor! Sie betätigen den Schalter – das Licht geht an. Ihr Elektroauto lädt über Nacht. Rechenzentren laufen rund um die Uhr, versorgen künstliche Intelligenz mit Strom und verarbeiten unsere Datenströme. Und damit all das funktioniert, ist ein stabiler Stromfluss erforderlich. Mit dem steigenden Anteil erneuerbarer Energien im Stromnetz wird die Herausforderung komplexer: Zuverlässige Halbleitertechnologien sorgen dafür, das Stromnetz zu stabilisieren und es so anzupassen, dass es den wachsenden Anforderungen energieintensiver Anwendungen gerecht wird. Halbleiterlösungen von Infineon fangen die dynamischen Kräfte der Natur ein, kanalisieren und steuern sie – und wandeln sie für uns in zuverlässige Elektrizität um.

Einige interessante Fakten zur Energieinfrastrruktur

1,650 GW waiting to connect
1,650 GW waiting to connect
1,650 GW waiting to connect

1.650 GW warten auf den Anschluss

Im Jahr 2024 verzeichnete die Internationale Energieagentur (IEA) 1.650 GW Leistung in geplanten Solar – und Windprojekten, die immer noch darauf warten, ans Netz angeschlossen zu werden. Eine verpasste Chance für saubere, kostengünstige Energie.

Quelle: IEA, Building the Future Transmission Grid (2025)

100,000 KM global HVDC lines
100,000 KM global HVDC lines
100,000 KM global HVDC lines

100.000 km HGÜ-Leitungen weltweit

Seit 2010 hat sich die weltweite Länge der HGÜ-Leitungen fast verdreifacht und übersteigt nun 100.000 km – mit einem starken Wachstum in China, Brasilien und Europa. 100.000 km entsprechen einem Netz, das die Erde zweieinhalb Mal umrunden könnte.

Quelle: IEA, Building the Future Transmission Grid (2025)

Vor welchen Herausforderungen stehen moderne Stromnetze – und wie helfen Halbleiter dabei, sie zu bewältigen?

Eine zuverlässige Stromversorgung steht heute vor neuen Herausforderungen. Da erneuerbare Energien und der steigende Energiebedarf die Stromnetze grundlegend verändern, muss sich die Energieinfrastruktur weiterentwickeln, um eine sichere und effiziente Stromversorgung zu gewährleisten.

Wie können Halbleiter Leistungsschwankungen aus erneuerbaren Energien bewältigen?

Graphic HVDC
Graphic HVDC
Graphic HVDC

Herausforderung:

Erneuerbare Energiequellen sind essenziell, um unsere Klimaziele zu erreichen. Die Stromerzeugung aus Photovoltaik- und Windkraftanlagen schwankt jedoch in Abhängigkeit von Wetterbedingungen, Jahreszeiten und Tageszeiten. Da erneuerbare Energien einen immer größeren Anteil am Energiemix ausmachen, müssen die Stromnetze der Zukunft diese Schwankungen nahtlos ausgleichen können, um jederzeit und überall eine zuverlässige und resiliente Stromversorgung sicherzustellen.

Lösung:

Batterie-Energiespeichersysteme (BESS) sorgen für Stabilität und Zuverlässigkeit. Sie erschließen das volle Potenzial erneuerbarer Energien, indem sie Schwankungen im erneuerbaren Energiemix ausgleichen, Angebot und Nachfrage in Einklang bringen und Stromausfälle verhindern. Halbleiterlösungen von Infineon spielen dabei in vielen Bereichen von BESS eine zentrale Rolle – von der Leistungswandlung und dem Batteriemanagement bis hin zur Temperaturregelung sowie zu Safety- und Security-Funktionen. Netzbildende Umrichter in Windkraftanlagen wirken als Stabilisatoren innerhalb des Stromnetzes. Netzbildende Windkraftanlagen können mithilfe von Leistungselektronik eine stabile Frequenz erzeugen und die Netzspannung aufrechterhalten, selbst wenn sich die Last im Stromnetz verändert. Infineon treibt diese Technologie mit seinen hocheffizienten XHP™ 2 Leistungsmodulen weiter voran.

Netzbildende Windturbinen von Goldwin
Effiziente Batterie-Energiespeichersysteme
Wie aus einem Sonnenstrahl heißer Kaffee wird

Wie können Halbleiter das Stromnetz für energieintensive Anwendungen optimieren?

Data Center
Data Center
Data Center

Herausforderung:

Der weltweit steigende Strombedarf von KI-Rechenzentren und modernen Industrieanwendungen erfordert intelligentere und effizientere Stromnetze. Die traditionelle Netzinfrastruktur mit konventionellen Transformatoren, Schutzsystemen und Verteilnetzen wurde nicht für den schnell ansteigenden Leistungsbedarf zum Beispiel von KI-Hyperscale-Anwendungen ausgelegt. Dies führt zu Engpässen bei Netzanschlüssen, der Leistungsumwandlungskapazität sowie bei Zuverlässigkeit und Fehlerschutz.

Lösung:

Diese neuen Herausforderungen erfordern Innovationen auf Basis moderner Halbleitertechnologie. Die fortschrittlichen Leistungshalbleiter von Infineon ermöglichen die nächste Generation von Solid-State-Transformatoren (SST) und Solid-State-Circuit-Breaker (SSCB). Sie liefern die Effizienz, Leistungsdichte und Zuverlässigkeit, die moderne KI-Rechenzentren und industrielle Anwendungen benötigen. Solid-State-Transformatoren sind ein wichtiger Baustein für die Modernisierung von Netzanschlüssen angesichts des hohen Energiebedarfs von KI-Anwendungen. Im Vergleich zu konventionellen Transformatoren bieten SSTs einen höheren Wirkungsgrad, ein geringeres Gewicht und kompaktere Installationen. Sie schaffen zudem eine flexiblere Verbindung zwischen dem Stromnetz und energiehungrigen Verbrauchern wie Rechenzentren, Batterie-Energiespeichersystemen, Solarfarmen, Ladeinfrastrukturen für Elektrofahrzeuge und Gleichstrom-Mikronetzen. Solid-State-Circuit-Breaker übertragen dieses Prinzip auf den elektrischen Schutz, indem sie elektromechanische Schalter durch Halbleitertechnologie ersetzen. SSCBs isolieren Fehler innerhalb von Mikrosekunden und ohne Lichtbogenbildung. Dadurch erhöhen sie die Zuverlässigkeit und Fehlertoleranz des Systems in Umgebungen mit hohen Leistungsanforderungen.

Infrastrukturlösungen für KI-Rechenzentren
Elektrischer Schutz in Rechenzentren
Infineon im Gartner®-Bericht erwähnt

Wie kann Strom über weite Entfernungen mit minimalen Verlusten übertragen werden?

Bidirectional Energy Flow
Bidirectional Energy Flow
Bidirectional Energy Flow

Herausforderung:

Die verlustarme Übertragung von grünem Strom ist entscheidend für die Energiewende. Strom wird häufig weit entfernt von seinem Verbrauchsort erzeugt, beispielsweise in einem Offshore-Windpark. Wird dieser grüne Strom über große Entfernungen übertragen, geht ein Teil davon aufgrund des elektrischen Widerstands in den Leitungen in Form von Wärme verloren.

Lösung:

Die Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) ermöglicht die Übertragung elektrischer Energie über Hunderte von Kilometern mit deutlich geringeren Verlusten als Wechselstromsysteme (AC). Durch eine Erhöhung der Spannung kann die Stromstärke reduziert werden, wodurch wiederum weniger Energie als Wärme verloren geht. Offshore- und Onshore-Konverterstationen wandeln Wechselstrom für die Übertragung über Erd-, See- oder Freileitungen in Gleichstrom um und am Zielort wieder zurück in Wechselstrom. HGÜ bietet mehrere Vorteile, darunter geringere Übertragungsverluste, eine verbesserte Steuerbarkeit sowie eine höhere Netzstabilität. Um die Größenordnung zu verdeutlichen: In einem einzelnen 2-GW-HGÜ-Projekt können mehr als 16.000 Infineon-IGBT-Module mit 6,5 kV installiert werden. 

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Wie steuern Halbleiter dezentrale und bidirektionale Energieflüsse im Stromnetz?

Private Green energy generation
Private Green energy generation
Private Green energy generation

Herausforderung:

Das traditionelle Stromnetz wurde für einen Energiefluss in eine Richtung ausgelegt – von großen, zentralen Kraftwerken zu den Verbrauchern. Heute verbrauchen und erzeugen jedoch Millionen dezentraler Anlagen gleichzeitig Strom. Dadurch entstehen zunehmend komplexe und bidirektionale Energieflüsse, die das Stromnetz über verschiedene Spannungsebenen hinweg bewältigen muss. Ein Beispiel dafür ist die private Erzeugung erneuerbarer Energie, etwa durch Solaranlagen auf Hausdächern, deren Verbreitung im Zuge des Strebens nach mehr Energieunabhängigkeit kontinuierlich zunimmt. Überschüssig erzeugte Energie wird dabei in das Verteilnetz eingespeist. 

Lösung:

Halbleiter sind die Schlüsseltechnologie für ein intelligentes, flexibles und hocheffizientes Management dieser komplexen Energieflüsse. Sie ermöglichen die Umwandlung, Steuerung, Überwachung und Absicherung elektrischer Energie entlang der gesamten Energiekette. Ein Beispiel: Intelligente Technologien wie dreiphasige Hybrid-Solarwechselrichter schaffen lokale Speichermöglichkeiten für privat erzeugten Strom und leisten damit einen wichtigen Beitrag zur Stabilität des Stromnetzes.

Lösungen für 3-phasige Hybrid-Wechselrichter
Lösungen für Zentralwechselrichter

Fortschrittliche Stromversorgungslösungen für moderne Energieinfrastrukturen

Moderne Energieinfrastrukturen basieren auf leistungsstarken Halbleitern, um intelligentere und effizientere Stromnetze zu schaffen. Im Vergleich zu konventionellen Transformatoren und Schutzvorrichtungen bieten halbleiter-basierte Lösungen eine höhere Energieeffizienz, bessere Stromqualität, schnellere Reaktionszeiten, größere Zuverlässigkeit und kompaktere Bauformen. Dadurch können Stromnetze den wachsenden Anforderungen energieintensiver Anwendungen wie KI-Rechenzentren gerecht werden.

Im Fokus: Solid-State-Transformatoren und Solid-State-Circuit Breaker

Infineon solutions for solid-state transformers and solid-state circuit breakers
Infineon solutions for solid-state transformers and solid-state circuit breakers
Infineon solutions for solid-state transformers and solid-state circuit breakers

Solid-State-Transformator (SST)

Ein Solid-State-Transformator (SST) ist ein fortschrittliches, halbleiterbasiertes System zur Leistungsumwandlung, das herkömmliche Transformatoren aus Kupfer und Eisen ersetzt.

Er bietet einen höheren Wirkungsgrad, eine deutlich größere Leistungsdichte und eine verbesserte Skalierbarkeit. SSTs sind bis zu 30 Prozent kleiner und leichter als konventionelle Transformatoren. SSTs sind eine Schlüsseltechnologie der Zukunft, die das öffentliche Stromnetz mit energieintensiven KI-Rechenzentren und industriellen Anwendungen verbindet und dabei Spannung, Stromqualität und Energiefluss aktiv steuert.

Sie ermöglichen die direkte Umwandlung der vom Stromnetz bereitgestellten Mittelspannung in die für Anwendungen wie KI-Rechenzentren, Ladeinfrastrukturen für Elektrofahrzeuge, oder industrielle Mikronetze erforderlichen Niederspannungen.

Solid-State-Circuit-Breaker (SSCB)

Ein Solid-State-Circuit-Breaker (SSCB) schützt elektrische Stromkreise vor übermäßigen Strömen, beispielsweise infolge von Kurzschlüssen oder Überlastungen.

Im Gegensatz zu herkömmlichen elektromechanischen Leistungsschaltern, die auf mechanischen Komponenten basieren und im Millisekundenbereich arbeiten, nutzen SSCBs Halbleiter und intelligente Schutzalgorithmen, um den Stromfluss innerhalb von Mikrosekunden zu unterbrechen – also bis zu 1.000-mal schneller.

Diese Fähigkeit ist insbesondere für Gleichstromnetze (DC-Grids) von entscheidender Bedeutung und verbessert den Schutz sowie die Systemverfügbarkeit erheblich. Dies gilt vor allem für Anwendungen wie die industrielle Fertigung und KI-Rechenzentren, in denen selbst kurze Verzögerungen kostspielige Ausfallzeiten, Datenverluste und Schäden an der Hardware verursachen können.

Produkte im Fokus

CoolSiC™ MOSFET EasyPACK™ Module mit .XT

Mehr Information:

Easy Power Module für SST

Produkte im Fokus

CoolSiC™ JFET Technologie

Mehr Information:

Stromverteilung der nächsten Generation

Lösungen für eine widerstandsfähige und zuverlässige Energieinfrastruktur

Das Netz der Zukunft muss mehr leisten als nur Strom zu liefern. Es muss Stromschwankungen vorhersagen und ausgleichen, vor unerwarteten Überlastungen schützen und in Echtzeit kommunizieren. Versteckt im Hintergrund, aber dennoch unverzichtbar, sorgen Halbleiter dafür, dass die Elektrizität dorthin gelangt, wo sie gebraucht wird. Infineon treibt diese Entwicklung mit innovativen Technologien auf allen Spannungsebenen voran.

Infineon semiconductor solutions infographic showing 6 key applications to enable sustainable energy systems, grid reliability and optimize power infrastructure
Infineon semiconductor solutions infographic showing 6 key applications to enable sustainable energy systems, grid reliability and optimize power infrastructure
Infineon semiconductor solutions infographic showing 6 key applications to enable sustainable energy systems, grid reliability and optimize power infrastructure

FAQ

Warum ist die Energieinfrastruktur gerade jetzt ein so wichtiges Thema?

Elektrizität ist Grundlage des modernen Lebens und der modernen Industrie. Gleichzeitig steigt der Anteil erneuerbarer Energiequellen wie Photovoltaik und Windkraft am Strommix. Im Gegensatz zur konventionellen Stromerzeugung hängt die Energiegewinnung aus erneuerbaren Quellen von Wetterbedingungen ab, wodurch die Stromerzeugung stärker schwankt und weniger vorhersehbar wird. Moderne Stromnetze müssen deshalb intelligenter, flexibler und widerstandsfähiger werden, um Angebot und Nachfrage in Echtzeit auszugleichen. Ein resilientes Stromnetz trägt dazu bei, eine stabile und zuverlässige Energieversorgung sicherzustellen, selbst wenn sich Erzeugungs- und Verbrauchsmuster schnell verändern.

Welche Rolle spielen Halbleiter in modernen Energieinfrastrukturen mit einem hohen Anteil erneuerbarer Energien?

Halbleiter sind die unsichtbare Technologie hinter der Erzeugung, Umwandlung, Übertragung, Verteilung und Nutzung von elektrischer Energie. Sie helfen dabei, den Energiefluss zu steuern und sicherzustellen, dass Strom effizient und sicher dort ankommt, wo er benötigt wird. Dies ist besonders wichtig angesichts des wachsenden Anteils erneuerbarer Energien: Photovoltaik- und Windkraftanlagen liefern zwar grüne Energie, ihre Leistung schwankt jedoch je nach Wetterlage und Tageszeit. Halbleiter ermöglichen fortschrittliche Leistungselektronik, die zur Stabilisierung des Stromnetzes beiträgt, beispielsweise durch Batterie-Energiespeichersysteme, die Angebot und Nachfrage ausgleichen, oder durch netzbildende Wechselrichter, die Spannung und Frequenz im gesamten Netz stabilisieren.

Wie verbessern Halbleiter die Energieeffizienz?

Bevor elektrische Energie ihre Endanwendung erreicht, durchläuft sie in der Regel mehrere AC/DC- und DC/DC-Umwandlungsstufen. Jede dieser Umwandlungen verursacht Leitungs- und Schaltverluste, die den Gesamtwirkungsgrad eines Systems beeinträchtigen. Fortschrittliche Leistungshalbleiter reduzieren diese Verluste durch niedrigere Durchlasswiderstände, schnellere Schalteigenschaften und eine verbesserte thermische Leistungsfähigkeit. Wide-Bandgap Halbleitertechnologien wie Siliziumkarbid (SiC) und Galliumnitrid (GaN) steigern die Effizienz zusätzlich, indem sie höhere Schaltfrequenzen und Betriebstemperaturen ermöglichen. Dadurch werden nicht nur Energieverluste reduziert, sondern auch der Kühlbedarf gesenkt, die Systemgröße verkleinert und die Leistungsdichte erhöht.

Was sind Solid-State-Transformatoren und warum sind sie wichtig?

Solid-State-Transformatoren stellen eine neue Generation von Netztechnologien dar, die die Funktionen herkömmlicher Transformatoren durch moderne Leistungselektronik ersetzen. Sie können kleiner, leichter, effizienter und flexibler sein als konventionelle Transformatoren. SSTs machen die Stromverteilung intelligenter und anpassungsfähiger und helfen dabei, Stromnetze auf die Energieanforderungen der Zukunft vorzubereiten. Sie werden in Zukunft für die Integration erneuerbarer Energien, Schnellladehubs für Elektrofahrzeuge, Batterie-Energiespeichersystemen und leistungsstarken KI-Infrastrukturen eine wichtige Rolle spielen.

Was sind Solid-State-Circuit Breaker und wie erhöhen sie die Zuverlässigkeit?

Traditionelle Schutzschalter nutzen mechanische Komponenten, um Fehlerströme zu unterbrechen. Solid-State-Circuit-Breaker basieren dagegen auf Halbleitertechnologie und reagieren deutlich schneller, indem sie Fehler innerhalb von Mikrosekunden isolieren. Diese schnelle Reaktionszeit schützt kritische Anlagen, reduziert Ausfallzeiten und erhöht die Widerstandsfähigkeit des Gesamtsystems. Darüber hinaus ermöglichen sie fortschrittliche Überwachungs-, Diagnose- und digitale Steuerungsfunktionen. Solche intelligenten Schutzsysteme gewinnen zunehmend an Bedeutung, da Stromnetze immer komplexer werden.

Welche Halbleitertechnologien sind für die Energieinfrastrukturen der Zukunft besonders wichtig?

Silizium bleibt für viele Anwendungen die dominierende Halbleitertechnologie. Gleichzeitig treiben Wide-Bandgap-Halbleitermaterialien zunehmend die nächste Generation von Energiesystemen voran. Siliziumkarbid (SiC) bietet überlegene Leistung in Hochspannungs- und Hochleistungsanwendungen, indem es Schaltverluste reduziert und den Betrieb bei höheren Temperaturen ermöglicht. Galliumnitrid (GaN) überzeugt insbesondere in Hochfrequenzanwendungen, die maximale Leistungsdichte und Effizienz erfordern. Gemeinsam ermöglichen diese Technologien kleinere passive Komponenten, ein vereinfachtes Wärmemanagement und eine deutlich bessere Systemleistung. Mit der Weiterentwicklung der Energieinfrastruktur wird die Kombination aus Silizium, SiC und GaN helfen, die Leistung über ein breites Spektrum von Spannungs- und Leistungsklassen hinweg zu optimieren.

Große Designflexibiltät

Mit einem umfangreichen Portfolio an Leistungshalbleitern und langjähriger Expertise in allen relevanten Technologien wie Silizium, Siliziumkarbid und Galliumnitrid stehen wir für Designflexibilität und Anwendungs-Know-how entlang der gesamten Energieumwandlungskette.