Netzoptimierung zur Stromkosten-Reduktion und Erhöhung der Netzqualität für Unternehmen
Funktionsweise
– Energiespeicherung aus Netzrückwirkungen durch Aufbau eines Magnetfeldes
– Stromkostenersparnis: Umwandlung der gespeicherten Energie in Wirkstrom
– Netzoptimierung: Verringerung der Oberwellen bzw. Glättung der Spannungskurven
– Überbrückung von Mikro-Netzausfällen durch Energiespeicherung
– Einsparungen von bis zu 24% in Abhängigkeit vom Maschinenpark
– Amortisation aufgrund der Stromkostenersparnis und BAfA-Förderung innerhalb 2-5 Jahren
Der Stromverbrauch und somit die Stromkosten des Unternehmens kann bei gleichen Betriebszuständen der elektrischen Verbraucher um nachweislich bis zu 24% gesenkt werden.
Spannungsspitzen werden geglättet durch eine Kaskadenschaltung. Somit werden elektrische Verbraucher durch eine geringere Wärmeentwicklung geschont, was wiederum zu einer längeren Lebensdauer führt.
Eine Reduktion der Überspannungen verhindert die Zerstörung empfindlicher Anlagenkomponenten und führt somit zu einer Verringerung der Reparaturkosten.
Trotz eines gewissen Eigenverbrauchs der Spannungsregelung sind Verbrauchssenkungen von bis zu 24% für das Unternehmen erzielbar.
Umweltschutz der sich aus der Ersparnis rechnet: Unter Berücksichtigung von Fördermöglichkeiten durch das BAfA kann ein ROI von 2-5 Jahren erreicht werden.
Durch die Optimierung der Sinuswellen hinsichtlich Oberwellen, Phasenungleichheiten, Blindströmen und Überspannung wird die Qualität des Stromnetzes des Unternehmens verbessert.
Eine Zwischenspeicherung der Netzrückwirkungen kann Mikro-Spannungsausfälle überbrücken. Somit bleiben Spannungsabfall-empfindliche Geräte in den Anlagen weiterhin funktionsfähig – Produktionsausfälle werden vermieden.
Ein unterbrechungsfrei schaltender Sicherheitskreis gewährleistet den kontinuierlichen Betrieb der Anlage des Unternehmens bei einem – unwahrscheinlichen – Ausfall der Spannungsregelung.
Quick-Check Netzoptimierung
Netzoptimierung mit Magnetfeldspeicherung funktioniert für nahezu alle Branchen.
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Eine optimierte Spannungsversorgung kann den gesamten Stromverbrauch und die damit verbundenen Kosten signifikant 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 sie 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. 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. Dies erfolgt unter Beibehaltung der Stromstärke.
Die Hauptvorteile von Netzoptimierung lassen sich leicht zusammenfassen.
Netzoptimierung regelt die aktuelle Netzspannung dynamisch nach und können so auch bei extremen Laständerungen und Spannungsschwankungen die Spannung stabilisieren. Überspannungen werden komplett vermieden.
Darüber hinaus wird die Lebensdauer technischer Anlagen verlängert, da diese somit nicht in der Nähe ihrer Grenzwerte betrieben werden. Gleichzeitig kann die Energie der sogen. Oberwellen im Netz in einem Magnetfeld gespeichert werden. Diese Energie wird in Form von Wirkenergie kostensenkend an das Stromnetz des Unternehmens zurückgespeist. Auf diese Weise können zudem kostenintensive Produktionsausfälle vermieden werden.
Unternehmen mit Blindleistungskompensation profitieren besonders von Netzoptimierung.
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, die Blindenergie durch eine Kompensationsanlage zu eliminieren. Betreibt der Verbraucher eine derartige Blindstromkompensationsanlage, so entfallen im Idealfall sämtliche Mehrkosten durch Blindleistung. Eine solche Anlage stellt den idealen Partner für Netzoptimierung dar. Schließlich weist doch die Existenz von Blindströmen auf eine signifikante Anzahl von nicht-linearen Verbrauchern hin, die die Netzqualität negativ beeinflussen und indirekt auf ein hohes Einsparpotential.
Schnelle und einfache Betriebskostensenkung
Folgende Kosten werden durch den Einsatz von Netzoptimierung gesenkt:
– Stromkosten durch Nutzung der Energie aus Oberwellen
– Wartungs- und Reparaturkosten durch Maschinen- und damit Produktionsausfällen, hervorgerufen durch Spannungsspitzen
– Kosten von Produktionsausfällen durch Mikro-Black-Outs (Netzwischer)
Das Gesamtsystem reduziert und optimiert den Stromverbrauch und damit einhergehende Nebenkosten.
Folgendes Beispiel macht dies sehr deutlich:
Ein Unternehmen aus der Recycling-Branche konnte mittels Netzoptimierung seinen Stromverbrauch um ca. 200.000 kWh pro Jahr senken. Dies entspricht einer Einsparung der Stromkosten von 14,3% bzw. einer CO2-Ersparnis von ca. 97 t pro Jahr. Die einmaligen Investitionskosten beliefen sich auf 170.000 €. Unter Berücksichtigung von Fördermitteln amortisierte sich die Anlage bereits nach 3 Jahren (ROI). Nicht bewertet ist hierbei der Sicherheitsgewinn für das Unternehmen in Bezug auf mögliche Ausfälle von Geräten bzw. Produktionsprozessen.
Zusatznutzen von Netzoptimierung
Netzoptimierung basiert auf einer Kombination aus Hard- und Software. Über eine Mobilfunkverbindung werden die Betriebsdaten und -zustände erfasst und archiviert. Auf diese Weise können Nachweise für Behörden, Zertifizierungen, Kostenstellenberichte, etc. zusammengestellt werden. Mittels einer Meldefunktion können Betreiber und Hersteller über außerordentliche Betiebszustände gewarnt werden. Gleichzeitig kann Netzoptimierung über eine Schnittstelle mit dem Energiemanagement- oder Gebäudeleitsystem kommunizieren.
Fazit: Der Einsatz von Netzoptimierung rechnet sich in allen Branchen
Netzoptimierung ist daher in vielen Fällen ein guter Einstieg in die komplexe Materie der Energie-Optimierung, wenn die Hauptverbraucher in der Anlage des Unternehmens keine ohmschen Verbraucher (Heizungen, Öfen, Glühbirnen, etc.) sind.
Eine Amortisationsdauer von 2 – 5 Jahren bedeutet betriebswirtschaftlich, das spätestens nach 2 – 5 Jahren freie Liquidität für weitere Energie-Effizienz- Projekte zur Verfügung steht, wenn der betriebsinterne Fokus darauf liegt, diese Investitionen selbst zu betreiben und auch zu bilanzieren.
Alternativ ist die Auslagerung dieses Themas an einen Betreiber, der selbst finanziert, plant, baut, betreibt. Dies ist die bevorzugte Option, wenn man sich auf seine Kernkompetenzen und die laufende Nutzung von Energie konzentrieren möchte.
Neben der Stromkostenersparnis sollte jedoch der Aspekt einer erhöhte Ausfallsicherheit nicht unterschätzt werden. Unsere Stromnetze sind herausgefordert durch die zunehmende dezentrale Energieeinspeisung aus erneuerbaren Energien. Eine Netzoptimierung bewahrt hier die Produktionsanlagen vor Überspannung (Netzwischer) und Spannungsabfällen.
Wir betrachten betriebliche Energieeffizienz immer im Zusammenhang mit den volkswirtschaftlichen Vorteilen wie entlastete Netze und den klimapolitischen Zielen, da jede eingesparte Kilowattstunde auch die Treibhausgasemissionen senkt.
