Normalisierung von Verbrauchsdaten

Gradtage und Gradtagszahlen sind unverzichtbar für die Bewertung des Energieverbrauchs bei Wärmeprozessen und die Beurteilung von Optimierungsmaßnahmen. Das Konzept von Gradtagen ist ein wichtiges Instrument zur Normalisierung von Energiedaten im Immobiliensektor und in der Industrie.
Die Normalisierung ist ein Prozess, bei dem saisonale Witterungseinflüsse auf den Energieverbrauch korrigiert werden, um die Daten über verschiedene Beobachtungszeiträume und geografische Standorte hinweg vergleichbar zu machen, wie z.B. von der ISO 50001 gefordert.

LED

Eine optimierte Beleuchtung kann den Verbrauch und die damit verbundenen Kosten um bis 90 Prozent senken.

Ein reiner Austausch der Leuchtmittel kann diese Potenziale nicht ausschöpfen. Sogenannte Retrofits verfügen neben eingeschränkten Steuerungsmöglichkeiten aufgrund der vorgegebenen Bauform auch nicht über ein optimiertes Thermodesign, um die heute möglichen 100.000 Betriebsstunden zu garantieren. Diese Laufleistungen werden insbesondere durch den Einsatz von Platinen realisiert, die es inzwischen in allen Bauformen und Größen gibt.

Der Einsatz von Hochleistungs-LEDs mit 200 Lumen/Watt führt zu einer doppelten Lichtleistung bzw. halbierten Verbrauch gegenüber der Ware aus dem Fachhandel. Hochleistungs-LEDs und die thermische Entkopplung von der Treiberelektronik durch Platinentechnik ermöglicht neben einer deutlich längeren Lebensdauer auch völlig neue Konzepte, wie beispielsweise Linienlicht.

Je nach Ausgangssituation sind so Effizienzsteigerungen um bis zu 70 Prozent machbar. Weitere Potenziale lassen sich durch Einsatz einer Lichtsteuerung erschließen, die die Helligkeit in Abhängigkeit von natürlichen Lichtquellen regelt und die Beleuchtung dimmt. Darüber hinaus können Präsenzmelder Lichtschalter und Zeitschaltuhren komplett ersetzen, da Licht nur dort, und auch nur so lange erzeugt wird, wie sich Personen in der Nähe aufhalten.

LEDs gibt es in verschiedenen Abstrahlwinkeln, Farbtemperaturen, Farbechtheitskoeffizienten und Qualitätsstufen. Der Einsatz optimaler Abstrahlwinkel sorgt für eine gleichmäßigere Ausleuchtung, die Auswahl der perfekten Farbtemperatur ermöglicht konzentrierteres Abarbeiten oder leichteres Abschalten und nur farbechtes Licht erzeugt die gewünschte Wirkung. LEDs gehen bei bestimmungsgemäßem Gebrauch zum Laufzeitende nicht einfach aus, sie werden langsam dunkler. Die höchste Qualitätsstufe L80B10 gewährleistet, dass maximal 80 Prozent einer Charge über die gesamte Laufzeit maximal 10 Prozent an Leuchtkraft verlieren.

Über die Senkung von Energieverbrauch und Umweltbelastung hinaus enthalten LEDs keine schädlichen Stoffe, flimmern nicht, haben keine Einschaltverzögerung und verlängern die Wartungszyklen und den damit verbundenen Ressourceneinsatz von Personal und Lagerhaltung deutlich.

LEDs ermöglichen durch neu gedachte Beleuchtungskonzepte auch eine signifikante Reduzierung des Installations- und Montageaufwandes, da beispielsweise bei Linienlicht nur ein Kabelauslass am Ende eines Ganges erforderlich ist und bis zu 6 Metern vormontierte Linien gegenüber Einzelleuchten montiert werden können.

Die Gesamtheit dieser Möglichkeiten birgt Energieeffizienz-Potenziale von bis zu 90 Prozent.

Spannungsregelung

Eine optimierte Spannungsversorgung kann den gesamten Stromverbrauch und die damit verbundenen Kosten um bis zu 15 Prozent senken.

Die internationale Norm IEC 60038 legt fest, dass die tatsächliche Spannung einphasiger und dreiphasiger Netze um ±10 Prozent von der Nennspannung abweichen kann. Einphasige Verbraucher müssen folglich in einem Bereich von 207 bis 253 Volt sicher arbeiten. Analog gilt dieses bei dreiphasigen Geräten mit Spannungstoleranzen von 360 bis 440 Volt. Vor diesem Hintergrund müssen elektrische Betriebsmittel so ausgelegt sein, dass Ssie ihre Nennwerte bei minimal zulässiger Spannung noch erreichen und dass die thermische Beanspruchung bei höchstzulässiger Spannung nicht überschritten wird. Daraus folgt der Ansatz, elektrischen Verbrauchern nur so viel Spannung zuzuführen, wie sie tatsächlich benötigen, um so letztlich Strom zu sparen.

Seit Ratifizierung der Energiewende steigt die Anzahl der Einspeisepunkte in dem ursprünglich nur in eine Richtung konstruierten Netz, nämlich vom Kraftwerk zur Steckdose. Um Strom in ein Leitungsnetz einspeisen zu können, muss die Einspeisespannung höher als die vorhandene Netzspannung sein. Diese Gesetzmäßigkeit sorgt mit wachsender Anzahl und Dichte der Einspeisepunkte für eine Netzspannung deutlich oberhalb des Mittelwertes. Spannungsregelungsanlagen können diese unnötig hohe Spannung auf eine definierte Schwelle absenken.

Die Definition der unteren Schwelle erfolgt auf Basis einer Langzeit-Minuten-Lastmessung und ergibt sich aus dem Verhältnis ohmscher, kapazitiven und induktiver Verbraucher. Die Differenz zwischen aktueller Netzspannung und der definierten unteren Spannungsebene ergibt das Einsparpotenzial.

Spannungsregelungsanlagen regeln die aktuelle Netzspannung dynamisch nach und können so auch bei extremen Laständerungen und Spannungsschwankungen die Spannung stabilisieren. Überspannungen werden komplett vermieden.

Darüber hinaus wird eine Verkürzung der Lebensdauer technischer Anlagen verhindert, wenn diese nicht in der Nähe ihrer Grenzwerte betrieben werden.
Die damit verbundene Blindleistungskompensation nutzt dem Verbraucher, da er die durch den Blindstrom verursachten Leitungsverluste, welche als Verlustwärme abgeführt werden, über die Netznutzungsentgelte bezahlen muss (§10 Stromnetzentgeltverordnung). Für das Energieversorgungsunternehmen reduzieren sich durch den niedrigeren Strom die Belastung der Netze und somit deren (ohmsche) Lei(s)tungsverluste. So können Versorgungsanlagen eingespart werden bzw. müssen nicht erweitert werden. Um diesen Effekt beim Verbraucher zu erreichen, wird bei Großabnehmern (Sondervertragskunden) die Blindenergie zusätzlich gemessen und in der Stromrechnung berechnet. Es besteht deshalb ein deutlicher monetärer Anreiz, den Leistungsfaktor innerhalb gewisser Grenzen zu halten. Betreibt der Verbraucher eine funktionierende Blindstromkompensationsanlage entfallen im Idealfall sämtliche Mehrkosten durch Blindleistung.

Im Zuge der Lastmessung erfolgt auch eine Messung des tatsächlichen Wirkungsgrades der eingesetzten Transformatoren sowie eine Analyse der einzelnen Phasen. Phasenungleichheiten führen genau wie erhöhte Temperaturen im Traforaum zu einer Verringerung des Wirkungsgrades und damit zu einer Verringerung der Lebensdauer und zu einem höheren Eigenverbrauch, der in Ausnahmefällen bis zu 5 Prozent betragen kann.

Eine Korrektur dieser Symptome verhindert plötzliche Transformatorausfälle und deren Folgekosten, sorgt für einen zuverlässigen Betrieb aller elektrischen Verbraucher und reduziert den nicht unerheblichen Eigenverbrauch.

Die Gesamtheit dieser Möglichkeiten birgt Energieeffizienz-Potenziale von bis zu 15 Prozent.

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