Netzschwankungen bewirken hohe Energieverluste und Kosten
Eine "saubere" Sinusschwingung im Stromnetz wäre optimal für alle elektrischen Anlagen. Aber diese kann im öffentlichen Stromnetz technisch nicht erreicht werden. Starke Netzschwankungen entstehen unter anderem durch das An- und Abschalten von Kraftwerken und bei regenerativen Energien durch nicht prognostizierbare Windverhältnisse sowie variable Sonneneinstrahlung. Laut DIN-Norm DIN EN 60038 ist eine Schwankungsbreite von +/- 10% (Toleranzband) zulässig.
In Zahlen: Bei einer Nennspannung von 230 V müssen Anlagen einen Bereich von 207 V bis 253 V und bei einer Nennspannung von 400 V einen Bereich von 360 V bis 440 V tolerieren. Das kann schon eine große Herausforderung für die Geräte sein.
Dazu kommen weitere Schwankungen durch An- und Abschalten von energieintensiven Verbrauchern, Produktionsanlagen, Elektromotoren, Transformatoren etc. Hierbei überlagern sich unterschiedliche Frequenzen und führen durch Interferenzen zur Ausbildung von Oberschwingungen (Oberwellen). Diese verursachen eine zusätzliche Erwärmung von Motoren und Generatoren, eventuell Zerstörung von Geräten durch hohe Einschaltspitzen, Fehlfunktionen oder sogar die komplette Abschaltung von industriellen Anlagen.
Die Gegenmaßnahmen
Ziel ist es, eine weitgehend konstante Betriebsspannung im Firmennetz zu erreichen. Hierbei wird die Schwankungsbreite durch Vorschaltung von Regulationsmodulen und Monitoring der Betriebsmittel auf maximal +/- 1 % reduziert. Somit werden Unter- oder Überspannung verhindert, die Spitzenlast nimmt ab und Oberschwingungen werden eliminiert. Das führt einerseits zur Reduktion der Energiekosten, anderseits zu Erhöhung der Lebensdauer von elektrischen Verbrauchern durch eine geringere Beanspruchung und verminderte Wärmeabgabe. Weiterhin bewirkt das Energieeffizienzsystem eine Reduzierung von CO2-Emissionen und sind ein wichtiger Beitrag zum Umwelt- und Klimaschutz.
Förderung vom Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA)
Die Novellierung der "Bundesförderung für Energieeffizienz in der Wirtschaft" ermöglicht seit Dezember 2020 eine Förderung in Form eines Zuschusses von bis zu 40% für investive Maßnahmen zur energetischen Optimierung von industriellen und gewerblichen Anlagen und Prozessen zur Steigerung der Energieeffizienz.
Infos zum Förderprogramm des BAFA
Der Weg zur Stromkostensenkung und Monitoring
Voraussetzung ist ein Stromverbrauch von mindestens 50.000 kWh/Jahr.
- Vorprüfung: Einreichung der Stromkostenabrechnung
- Netzqualitätsmessung: Über einen Zeitraum von 8 bis 14 Tagen werden Betriebsmittel und die Spannungsqualität Ihres Stromnetzes detailliert protokolliert.
- Auswertung der Messergebnisse: Mögliche Schwachstellen werden ermittelt und Optimierungsansätze erarbeitet.
- Angebotserstellung mit vertraglich zugesicherter Einspargarantie
- Installation und Inbetriebnahme der Optimierungsmodule
- Monitoring des Betriebs: Permanenter Überblick über einzelne Parameter wie z.B. kW-Spitzenlast, Stromverbrauch, Spannung, etc. und Ausweisung der aktuellen Einsparung.
Amortisierung der Investition
Je nach realisierter Einsparung, zwischen 5 und 10% werden mindestens garantiert, amortisiert sich eine Anlage innerhalb von zwei bis vier Jahren. Hierbei sind mögliche Förderungen nicht eingerechnet. Weitere finanzielle Vorteile ergeben sich durch Reduzierung bzw. Ausschluss von möglichen Systemausfällen durch Über- oder Unterspannungen sowie durch die längere Lebensdauer der Betriebsmittel bis zu 30 %.
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