Zum Download - Energie & Technik

energie.und.technik.de

Zum Download - Energie & Technik

Mit Power ’n More reagiert SILICA auf die steigende

Nachfrage nach professioneller Entwicklungsunterstützung

bei Leistungselektronik und Stromversorgungsdesigns – auf

System- und Produktebene.

Mit einem einzigartigen Trainingskonzept, einer engen

Zusammenarbeit mit den führenden Power Herstellern

und zusätzlichen Serviceleistungen, bietet SILICA einen

revolutionären Ansatz für die technische Unterstützung Ihres

Power Designs:

• Unterstützung durch 14 dedizierte Power FAEs mit mehr als

1700 Stunden Power Intensivtraining

• Ein führendes Power Produktportfolio

• Voll ausgestattete Power-Labs für Projektkonzeption

und Simulation

• Ein Netzwerk von SILICA-zertifizierten, unabhängigen

Consultants für die Konzeption von Power-Systemen

Power ’n More – das bedeutet für Sie: die beste

Entwicklungsunterstützung die es je gab – von der System-

Spezifizierung über Beratung bei Topologien und Layout bis hin

zur Produktauswahl.

Power ’n More – the Future of Power Design Support starts now.

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WRITTEN AND DIRECTED BY


Editorial

Wasch mich,

aber mach mich

nicht nass . . .

Überzeugen durch Leistung

KATALOG

PRODUCT CHANGE

NOTIFICATION

MASSQUOTATION

PROCUREMENT

Hagen Lang,

HLang@weka-fachmedien.de

Energie&Technik

Das ist zur Zeit die Einstellung der Deutschen zur Energiewende.

Die Mehrheit möchte Atom- und Kohlekraftwerke

abschalten, vor den Konsequenzen scheut sie zurück. Neue

Stromtrassen bauen, damit der Windstrom aus der Nordsee

Bayern erreicht? Not in my backyard. Derweil schmälern sinkende

Spotmarktpreise für Strom die Investitionsbereitschaft

von Energieerzeugern, und widersprüchliche Signale aus Berlin

verunsichern die Investoren in Regenerativenergien zusätzlich.

Ein klarer Fahrplan für die Energiewende, nach dem sich

Business Cases schmieden lassen, sieht anders aus.

Dabei gibt es einen Bereich, dessen Appeal den Menschen das

Portemonnaie öffnet: Das Lokale, Regionale hat Renaissance.

Energie aus der eigenen Solaranlage oder vom eigenen Stadtwerk,

Nahrung vom örtlichen Bauern, Internet vom lokalen

Provider, das alles ist positiv besetzt, hier sind die Menschen

bereit, Geld auszugeben.

Für flinke Investoren, die den Trend zum Regionalen nutzen

wollen, bieten sich viele Business Cases, gerade im Bereich der

Energieversorgung und -effizienz. Die Technik dafür ist vorhanden,

wird immer besser, effizienter und günstiger.

Katalog

Alle Wege

führen

zu uns.

Sie suchen ein bestimmtes elektronisches Bauelement?

Wir führen Sie mit unserem Rutronik24

„Katalog“ sicher an Ihr Ziel: Über unsere Produktgruppensuche

mit Hilfe technischer Parameter

im Menü finden Sie in maximal 3 Schritten Ihr

gewünschtes Produkt. Die Produktgruppen teilen

sich auf in aktive, passive und elektromechanische

Bauelemente, Storage Technologies, Displays&

Boards sowie Wireless Technologies.

Über die Volltext- und Teilenummernsuche mit

der Search-Funktion können Sie nach Eingabe

von Teilen des Produkt- oder Herstellernamens

aus einer Übersicht relevanter Ergebnisse

auswählen.

Beispiele dafür finden Sie in dieser Energie&Technik. Technische

Innovationen in der Solartechnik zeigen wir Ihnen in

unserem Photovoltaik-Segment und im Ausblick auf das diesjährige

Mekka der Solarbranche, die Messe Intersolar 2013 in

München. Der Fokus Energiespeicher (ab S. 30) belegt, dass

batteriebasierte Energiespeicher flügge sind und gerade im

Verbund mit Photovoltaikanlagen ein seriös kalkulierbares Investment

darstellen. Smart Homes bieten nicht nur Bewohnern

neue Annehmlichkeiten, sie sind auch unverzichtbar, wenn

Energieversorger Kunden ins Lastmanagement einbeziehen

wollen. Dazu ab Seite 38 mehr.

Energieeffizienz ist ein weiterer Baustein der Energiewende.

Energieeffizienzlösungen für Logistikunternehmen (S. 54),

Anwender elektrischer Antriebe (S. 57) und IT-Rechenzentren

(ab S. 59) zeigen, wie Technik geldwertes Energiesparen ermöglicht.

Kurz: Die Energie&Technik zeigt Ihnen, wie Sie die Energiewende

technisch zum Erfolg führen, auch wenn andere noch

trödeln.

Herzlich Ihr

Hagen Lang

4/2013 Energie & Technik

3

www.rutronik24.de


Inhalt

www.energie-und-technik.de

Wirkungsgrad und Lebensdauer von Energiespeichern verbessern • Seite 30

Photovoltaik

Im Brandfall haftet der PV-Installateur

Was angeblich »kompatible« PV-Steckverbinder

so gefährlich macht ......................................................................... 6

Solarkraftwerk in Chile übertrifft Betreiber-Erwartungen

Ein Garten in der Atacamawüste ..............................................10

Fokus • Energiespeicher

Shunt-basiertes Strom- und Spannungsmessmodul

Wirkungsgrad und Lebensdauer

von Energiespeichern verbessern ............................................30

Batterie-Managementsysteme in PV Anlagen

Funktionale Sicherheit bestimmt das Anforderungsprofil

und den Lösungsansatz ...............................................................33

Boeing betreibt Kosmetik statt Ursachenbehebung

Dreamliner-Batterien:

»Ein Auto dürfte damit nicht fahren!« .....................................35

Schmid erwartet einen Auftragsschub

für sein APCVD-System

»Die PV-Produktionsumstellung auf PERC steht bevor!« ...12

Wirkungsgrad von CIGS-Modulen

TSMC übertrumpft Manz .............................................................13

Ein Investitionsgut, kein Consumer-Produkt!

Saft strebt die Marktführerschaft bei Energiespeicherlösungen

für erneuerbare Energien an ......................................36

Lange autark zu niedrigen Kosten

SFC Energy baut mit einer neuen Brennstoffzellen-

Generation das Angebot für

Industrieanwendungen aus .......................................................37

Mit der PV-Anlage unabhängig werden

Mit Nachführung und Batterie zur Autarkie .........................14

Totgesagte leben länger

Made-in-EU-Zertifikat für Hanwha-Q-Cells-Produkte .......16

Blitz- und Überspannungsschutz für PV-Anlagen

Raycap bereitet Fertigung in Deutschland vor ...................17

Marktübersicht

Komponenten und Systeme

für die Photovoltaik (PV) .................................................... 18 – 22

Messeausblick Intersolar Europe 2013

Intersolar Europe

vom 19. bis 21. Juni 2013

Zunehmender Fokus aus

Energiespeicher, Eigenverbrauch und Netzintegration ...23

Smart Home

Zu lange vernachlässigt:

Energiemessung und Sicherheit im Smart Grid ..................38

Der einfache und wirtschaftliche Einstieg

Komfort und Sicherheit steigern,

Energiekosten senken ..................................................................41

Moderne Stromzähler-Infrastrukturen

Rasantes Wachstum bis 2016 .....................................................43

Das Elektrohandwerk ist im permanenten Wandel

»Wo bleibt das Energiespeicher-Förderprogramm?« ........44

Stabiles Regulierungssystem: entscheidend für Erfolg

Energiewende: Keine Experimente! ........................................46

Konzeptstudie: Energiemanagement in der Produktion

Einsparpotenzial: mindestens 10 Prozent .............................47

Messerundgang ................................................................... 23 – 29

4

Energie & Technik 4/2013


Rittal erweitert die IT-Infrastrukur der Fachhochschule Münster • Seite 59

Automatisierung

Optischer Bypass in Windparks

Höhere Verfügbarkeit von Kraftwerken

durch fehlertolerant gestaltete Glasfasernetze ...................50

Energiekosten und Effizienzregeln steigern die Nachfrage

Studie von Frost & Sullivan zum Europamarkt

für elektrische Mikroantriebe .....................................................53

Mehr Energieeffizienz in der Intralogistik

Nicht nur die Antriebe sind zu betrachten,

sondern auch Steuerung und Organisation .........................54

Optimierter Energiehaushalt für Antriebe

Dynamische Energiespeicher von Koch

für die Aktorebene jetzt im Dreierpack ..................................57

Grünes Rechenzentrum

Titel

Alles aus einer Hand

Rittal erweitert die IT-Infrastrukur der Fachhochschule

Münster um ein neues Data Center .........................................59

Nicht nur heiße Luft

Würfelförmige Wasserkühlung ..................................................62

Adsorptionskälte in Rechenzentren

Kühlen mit Abwärme ......................64

Rubriken

Editorial ............................................................................................................................................. 3

Inserentenverzeichnis ................................................................................................ 66

Impressum ................................................................................................................................. 66

4/2013 Energie & Technik

5


Photovoltaik

■ Im Brandfall haftet der PV-Installateur

Was angeblich »kompatible«

PV-Steckverbinder so gefährlich macht

Sowohl der TÜV als auch UL raten von der Kombination von Steckverbindern unterschiedlicher

Hersteller ab. Nur der Einsatz durchgängiger Steckverbindersysteme

eines Herstellers stellt sicher, dass Zertifizierungen bestehen bleiben, darauf

weist Multi-Contact hin. Werbewirksamen Versicherungen, Stecker seien »kompatibel«

zu denen anderer Hersteller, sollten Installateure daher misstrauen.

»Jeder Brand ist ein Brand zu viel«, sagt

Dr. Heribert Schmidt, Projektleiter am

Fraunhofer ISE. Das Institut beschäftigt

sich mit dem Brandrisiko von PV-Anlagen

und berichtet, dass es an den derzeit 1,3

Millionen PV-Anlagen in Deutschland in

den letzten 20 Jahren 350 Brände gab. In

120 Fällen war die Solaranlage Auslöser

des Brandes. In 75 Fällen gab es größere

Schäden, in 10 Fällen brannte das Gebäude

ganz ab. Dr. Schmidt weiter: »Brände

entstehen oft dann, wenn unerfahrene Installationstrupps

im Akkord Anlagen installieren.

Werden die PV-Steckverbinder

mit der Kombizange statt mit Spezialwerkzeug

angebracht oder nicht zertifizierte

Steckverbinder-Systeme verwendet, dann

Ein Hallenbrand dieses Ausmaßes

ist eine unternehmerische Katastrophe

ist die Schwachstelle vorprogrammiert.

Hier dürfen Anlagenbetreiber nicht an der

falschen Stelle sparen.«

Geraten Steckverbinder in Brand, haben

sie sich meist zu stark erhitzt. Das könne

passieren, wenn der PV-Installateur aus

Kostengründen konfektionierte Steckerleitungen

wähle, die laut Hersteller »kompatibel«

oder »steckbar« zu den an den Modulen

befindlichen Steckverbindern sind,

sagt Sascha Schmidt, Produktmanager

Photovoltaik bei der Multi-Contact Essen

GmbH. »Die Ersparnis gegenüber den Originalkabeln

betrug wenige Hundert Euro.

Im Preiskampf der PV-Anbieter um das

Projekt verschaffte sie dem Installateur die

nötige Luft und bescherte

ihm den Auftrag.«

Das Schweizer Unternehmen Multi-Contact

ist ein Pionier auf dem Gebiet der PV-

Steckverbindungen. Mit den Steckerserien

MC3 und MC4 hat das Unternehmen ein

weit verbreitetes System auf Basis einer

speziellen Lamellentechnik etabliert. Die

Kontaktlamellen-Bänder aus einer Kupferlegierung

bestehen aus zahlreichen Lamellenstegen.

Sie erlauben eine elektrische

Kontaktierung über eine Vielzahl stromübertragender

Berührungsflächen. Jeder

Lamellensteg bildet eine unabhängige, federnde

Strombrücke. Die vielen parallel

angeordneten Lamellenstege vermindern

den Übergangswiderstand und somit die

Verlustleistung des Gesamtkontaktes erheblich.

Zusätzlich wird auf diese Weise

das Unterwandern von korrosivem Gas

unterbunden, so dass die Verbindung langzeitstabil

und dicht ist.

Doch wie andere große Anbieter ist auch

Multi-Contact Opfer von Produktfälschungen,

Imitaten und Nachahmungen.

Plagiate sind so gemacht, dass der Kunden

überzeugt davon ist, das Original vor sich

zu haben. Die Fälscher übernehmen deshalb

auch den Originalnamen oder das

Originallogo. Gegen diese Unternehmen,

die die Kunden bewusst täuschen, geht

Multi-Contact rigoros vor.

Bild: ©Carola Vahldiek - Fotolia.com

6

Energie &Technik 4/2013


Überzeugen durch Leistung

MASSQUOTATION

KATALOG

PRODUCT CHANGE NOTIFICATION

PROCUREMENT

Next Generation

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Rutronik24 ist die modulare Internet-Plattform für

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Die Geschäftsprozesse werden dabei deutlich vereinfacht.

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zugeschnittenen Beratung.

Wir ersetzen damit nicht unseren persönlichen Service,

ganz im Gegenteil: Wir ergänzen ihn.

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Photovoltaik

Schnitt durch einen MC-Steckverbinder mit Kontaktlamellen

Geringere rechtliche Handhabe haben die

Hersteller hingegen bei den »Imitaten«, die

dem Original unter Umständen sehr ähnlich

sehen und gern als »kompatibel« angepriesen

werden. Eine Haftung bei Verwendung

solcher Fremdfabrikate schließt

Multi-Contact jedoch kategorisch aus.

Dr. Michael Berginski leitet die globalen

PV-Aktivitäten von Multi-Contact im Bereich

Engineering und Produktmanagement.

Sein Standpunkt zu dieser Frage ist

eindeutig: »Die Firma Multi-Contact hat bis

heute keinerlei Kompatibilität von Fremdprodukten

zu unseren MC3- oder MC4-

Steckverbindern bestätigt. Wir beabsichtigen

auch nicht, das in Zukunft zu tun.

Eine Kompatibilität von PV-Steckverbindern

gibt es für uns nur innerhalb der gleichen

Typenfamilie desselben Herstellers,

bei aufeinander abgestimmten Prozessen,

Materialien, Produktionshilfsstoffen, Änderungswesen

etc.«

Dr. Berginski hat sog. »Fremdverbindungen«

von Multi-Contact-PV-Steckverbindern

mit Steckverbindern anderer Fabrikate

untersucht und kommt zu ernüchternden

Ergebnissen: Bei Fremdverbindungen

lagen die Temperaturen der Steckverbinder

in einer Reihe von Fällen deutlich

über den zulässigen Werten. Auffällig war,

dass der Durchgangswiderstand im Neuzustand

beim Fremdverbau anfangs zwar

niedrig war, aber im Laufe der Zeit teilweise

sehr stark anstieg. Beim Verbau gleicher

Steckerfamilien blieb der Durchgangswiderstand

nahezu konstant. Die Einhaltung

des IP-Schutzgrades wird bei Fremdverbau

unter anderem durch die Steckertoleranzen

erschwert; oft sitzen die Stecker zu locker.

Die Folgen: Leistungsverluste, deutlich

größere Erwärmung bis hin zur Brandgefahr,

Verformung der Stecker mit Nichteinhalten

von Wasser- oder Staubschutz gemäß

IP-Klasse und somit die Gefahr eines

elektrischen Schlages.

Dr. Berginski: »Fremdverbindungen sind in

vielen PV-Anlagen zu finden. Das kann

nicht nur zu technischen, sondern auch zu

rechtlichen Problemen führen. Die Hersteller

übernehmen im Fall einer Vermischung

von Systemen entweder keinerlei Haftung

oder diese ist bei einem massiven Auftreten

von Problemen zeitversetzt nach wenigen

Jahren nicht mehr viel wert. Durch

Bruch, Verformungen und die dadurch ungeschützt

offen liegenden stromführenden

Teile kommt es im günstigsten Fall zu Ertragseinbußen

der Anlagenbetreiber. Die

extreme Folge kann aber sein, dass es zum

Schmelzen oder gar zum Brand dieser

Steckverbinder kommt.«

Illegale Kopien der MC3- und MC4-Steckverbinder,

vorwiegend aus Asien, tauchen

laut Berginski jedoch immer wieder auf.

Rein äußerlich seien die minderwertigen

Nachahmungen teilweise nur schwer vom

Original zu unterscheiden. Bei einem Vergleich

auf technischer Ebene treten bei den

Plagiaten jedoch oft erhebliche qualitative

Mängel zutage. Oben auf der Hitliste: fehlende

UV-Beständigkeit und hohe Übergangswiderstände.

Zu hohe Übergangswiderstände

können zur Überhitzung der

Steckverbinder führen. Ein schleichendes

Abnehmen des Stromertrags wird oft mit

der Wetterlage »schön geredet«, in Wirklichkeit

können aber auch die Steckverbinder

die Ursache sein. Dringt zudem Wasser

durch eine nicht dichte Steckverbindung

ein, kann es infolge des Kapillareffekts in

Richtung Modul wandern und dort Überschläge

auslösen, die teure Folgeschäden

verursachen. Stellt man diese Verluste den

Einsparungen bei der Installation gegenüber,

wird schnell klar, dass man zusätzlich

zum Eingehen von leicht vermeidbaren

Risiken eine schlechte Investition

getätigt hat.

Multi-Contact empfiehlt daher aus Sicherheitsgründen,

grundsätzlich keine Plagiate

einzusetzen. Verbraucher, denen MC3-

und MC4-Steckverbinder angeboten wurden

und die unwissentlich illegale Kopien

erhalten haben, hätten das Recht auf kostenlosen

Austausch der Steckverbinder.

Die Kosten muss der der Installateur oder

Händler tragen, über den der Kunde die

Plagiate bezogen hat. (sc)


Widerstandsanstieg und Temperaturerhöhung bei Paarung von drei Fremdfabrikaten

mit dem PV-Steckverbinder MC4 von Multi-Contact. Untersucht wurden je 10 Steckverbinderpaare.

Die Thermografieaufnahmen zeigen die auffälligsten Temperaturerhöhungen

nach Alterung (thermische Zyklen und Damp Heat).

8

Energie & Technik 4/2013


VIELEN DANK FÜR

WUNDERVOLLE

JAHRE

Unsere Welt ändert sich im Nanosekundentakt. Neue Verbindungen entstehen.

Alte Probleme werden gelöst. Und was gestern noch unmöglich erschien, ist heute

schon in Reichweite. Sie schaffen jeden Tag phantastische Dinge durch Technik.

Wir sind stolz darauf, unseren Teil dazu beizutragen.

© 2013 Maxim Integrated Products, Inc. All rights reserved. Maxim Integrated and the Maxim Integrated logo are trademarks of

Maxim Integrated Products, Inc., in the United States and other jurisdictions throughout the world.


Photovoltaik

■ Solarkraftwerk in Chile übertrifft Betreiber-Erwartungen

Ein Garten in der Atacamawüste

Ein Jahr nach Fertigstellung eines 307,2-kWp-Solarkraftwerks in der chilenischen

Atacamawüste hat der Frankfurter Bauträger »KRAFTWERK Renewable Power

Solutions« die Anlage vor Ort überprüft. Im Betrieb hat sie die Erwartungen des

Betreibers, Fruchtproduzent »Exportadora Subsole«, übererfüllt.

Stromerzeugung als Geschäftsmodell für

chilenische Fruchtproduzenten? Die Initialzündung

für diese Idee könnte im erfolgreichen

Betrieb des Solarkraftwerks liegen,

das Bauträger »KRAFTWERK Renewable

Power Solutions« in der Atacamawüste

errichtet hat. 800 Kilometer nördlich der

Hauptstadt Santiago de Chile, im hyperariden

Copiapó-Tal, hat KRAFTWERK 1280

Solarmodule des Herstellers Canadian Solar

auf fixe Rahmen von »Zimmermann

PV-Stahlbau« montiert. Als Wechselrichter

kommen ein Aurora-PVI-330.0 sowie

sechs Aurora-Stringcomb String-Combiner

des kalifornischen Herstellers Power-One

zum Einsatz.

Die KRAFTWERK-Geschäftsführer Dr. Karsten Schulte (links außen)

und Hans Hall (rechts außen) mit Team an der Solaranlage.

Die Energie aus der Anlage nutzt Exportadora

Subsole für Pumpen, die Grundwasser

zur Bewässerung der 265-Hektar-Trauben-Farm

»Agricola Don Alfonso« bereitstellen.

Ideale Klimabedingungen schaffen

gute Voraussetzungen für die Solar-Farm:

Mit über 2500 kWh/m 2 ist im Copiapó-Tal

die Sonneneinstrahlung stärker als in den

meisten anderen Gegenden der Erde.

Wenn die Plantage keine Energie benötigt,

soll sie für Fruchtverpackungsanlagen genutzt

werden.

Chile steckt seit Jahren in einer Energiekrise,

der die Regierung bislang mit Maßnahmen

wie dem Bau des umstrittenen

HidroAysen-Staudammes und des Kohlekraftwerkes

Castilla begegnen will. Blackouts,

die Industrie und Gewerbe behindern,

sind wohlbekannte Erscheinungen.

Chile hat die höchsten Energiepreise des

südamerikanischen Kontinents, eine ungebremst

steigende Energienachfrage und

die höchsten Sonneneinstrahlungen der

Welt – in seinen Wüstenregionen. Insbesondere

der chilenische Kupferminensektor,

dessen starkes Wachstum die Energieversorger

bis 2030 zwingen wird, ihre

Kapazitäten zu vervierfachen, braucht

dringend jede verfügbare Kilowattstunde.

Was liegt näher, als der Nachfrage ein Angebot

gegenüberzustellen.

KRAFTWERKs 307-kWp-Solarkraftwerk

generiert zirka 600.000 kWh, die zu 93

Prozent von der Bewässerungsanlage der

Der Aurora-PVI-Stringcombiner

im Solarkraftwerk in der

chilenischen Atacamawüste.

Bilder: Power-One; KRAFTWERK

10

Energie & Technik 4/2013


Traubenplantage direkt genutzt werden, das Solarkraftwerk ist

somit profitabel. Parallel zum Bau des Solarkraftwerks wurde

eine Analyse der Fruchtplantagen-Bewässerung durchgeführt.

Das neue Bewässerungssystem »folgt der Sonne«, nutzt tägliche

Verbrauchsmessungen der Pumpen sowie Wetterdaten

einer örtlichen Wetterstation zur Optimierung des Wasserbedarfs.

Die nicht selbst verbrauchte Energie wird in das lokale

Stromnetz eingespeist. Subsole-President Miguel Allamand

erklärte dem amerikanischen pv magazine, dass er durch die

neue Anlage mit Energiekosten-Einsparungen von 100.000 bis

120.000 Dollar jährlich rechne, eine Summe, die bei den steigenden

chilenischen Energiepreisen noch wachsen wird. Exportadora

Subsole ist von der Anlage so überzeugt, dass das

Unternehmen bereits eine Vergrößerung der Anlage auf mehrere

Megawatt plant. Nicht selbst verbrauchter Strom soll künftig

am Spotmarkt und an andere Großverbraucher wie Obstproduzenten

und Bergbauunternehmen verkauft werden.

Möglich wurde das Projekt durch einen Kredit und technische

Unterstützung der Inter-Amerikanischen Entwicklungsbank

über 32 Millionen Dollar. Finanziert wurden damit eine Machbarkeitsstudie

und Evaluierungen von Verbesserungen der

Bewässerungstechnik und Wasserspeicherung, Möglichkeiten

zur Kühlung mit Solartechnik und des Baues energieeffizienter

Lager- und Verpackungsanlagen mit moderner Technik wie

Frequenz-Umrichtern für Wasserpumpen sowie Energie- und

Wasser-Management-Systeme.

Bewährte Qualitäts-Komponenten

Mit der Gründung seiner Tochter KRAFTWERK Chile S.A. will

KRAFTWERK die spezifischen Potentiale des sonnenreichen

Landes nutzen. Speziell in Bewässerungsfragen verfügt KRAFT-

WERK über langjähriges Wissen, das beim Einsatz von Photovoltaik

in Landwirtschaftsprojekten zum Tragen kommt. In

Sachen Technologie setzt das Frankfurter Unternehmen auf bewährte

Qualitäts-Komponenten. »Aufgrund der spezifischen

Anforderung des Solarparks suchten wir eine zuverlässige

Wechselrichterlösung mit maximalem Energieertrag, die sich

zudem einfach warten lässt«, sagt KRAFTWERKs Managing

Director Dr. Karsten Schulte. Wichtig war, dass der Wechselrichter

einfach zu warten ist und der Hersteller guten technischen

Support gewährleistet, weil, wie Dr. Schulte erklärt, die chilenische

Photovoltaik-Industrie noch sehr jung sei und sich auch

der lokale Fachkräftemarkt gerade erst entwickele. Power-One

erfüllte dahingehend »alle unsere Anforderungen«, so Schulte.

Nicht nur für KRAFTWERK hat mit dem Einstieg in den chilenischen

Markt eine neue Etappe begonnen. Auch Gerhard

Schackert, Sales Director Northern EMEA bei Power-One, sagt:

»Dieses Projekt war ein wichtiger Meilenstein für Power-One,

die Marktposition auch in dieser Region für Photovoltaik vielversprechend

auszubauen.« (hl)

Intersolar, Stand 533, Halle B2

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Photovoltaik

■ Schmid erwartet einen Auftragsschub für sein APCVD-System

»Die PV-Produktionsumstellung

auf PERC steht bevor!«

Die PERC-Zellen sind nach Überzeugung der Schmid Group die Zukunft der kristallinen

Photovoltaik. Für deren Herstellung hat der PV-Fertigungsausrüster einen

vollständigen Prozess entwickelt und auch bereits in der Massenfertigung erprobt.

Demonstrieren wird Schmid seine Technik auf der Intersolar.

Die PERC-Zellen mit passiviertem selektiven

Emitter und Rückseitenkontakten

bestehen aus kristallinem Silizium. Zur

Rückseitenpassivierung werden eine Aluminiumoxidschicht

und zwei Deckschichten

auf das Basismaterial abgeschieden.

Die Zellen erreichen nach Angaben

von Schmid Effizienzwerte von mindestens

20% – vorausgesetzt der von Schmid

entwickelte Prozess wird angewendet.

Schmid hat gemeinsam mit Schott Solar

einen Beschichtungsprozess für die Rückseitenpassivierung

mit Aluminiumoxid

entwickelt. Der Unterschied zur klassischen

PECVD-Technik besteht darin,

dass der PERC-Prozess ohne Vakuumtechnik

auskommt und deshalb einfacher ist

als das herkömmliche Herstellungsverfahren.

Nach den Berechnungen der Schmid

Group ist das Aufbringen der notwendigen

Passivierungs- und Deckschichten mit dem

von Schmid entwickelten APCVD-System

um etwa 40 bis 50 Prozent günstiger als

mit alternativen PECVD-Verfahren.

Nun erwartet Schmid für 2013 einen Auftragsschub

für ihr APCVD-System zur industriellen

Massenproduktion von Zellen

auf p-Typ- und n-Typ-Cz-Basismaterial.

Bereits Herbst 2012 haben Schott Solar

und Schmid auf der PVSEC damit für Aufsehen

gesorgt. Zwar ist Schott Solar mittlerweile

aus der kristallinen PV-Produktion

ausgestiegen, forscht aber dennoch weiter,

und die Rückseitenpassivierung wurde in

Lizenz an Schmid vergeben.

Schmids APCVD eignet sich neben der

Passivierung auch zur Beschichtung mit

PSG und BSG für die Dotierung. BSG ist

zur Herstellung von n-Typ-Zellen interessant,

die keine lichtinduzierte Degradation

Schematischer Querschnitt einer PERC-Zelle

zeigen und Potenzial für hohe Wirkungsgrade

aufweisen. Seit Jahren sind fast einhundert

APCVDs der US-amerikanischen

Mutter Schmid Thermal Systems erfolgreich

in speziellen Anwendungsfeldern im

Einsatz, z.B. zur Herstellung dotierter Gläser

in der Halbleiterindustrie oder zur Fertigung

hocheffizienter Solarzellen.

Zwei Anlagen hat Schmid seit Jahresanfang

bereits verkauft, an einen Zellhersteller

und an ein Institut. Das bestätige das

wachsende Interesse von Industrie und

Forschungsseite an der APCVD-Produktionstechnologie,

so Dr. Christian Buchner,

Leiter der PV-Sparte von Schmid. Die beiden

Anlagen werden zur Entwicklung von

PERC, n-Typ PERL- (Passivated emitter,

locally diffused) und PERT- (Passivated

emitter, totally diffused) Zellkonzepten

eingesetzt.

»Wenn die Nachfrage nach Solarzellen,

wie von Experten vorausgesagt, mittelfristig

weltweit explosiv ansteigt, können

Zellhersteller nicht mehr mit Technologie

aus dem Jahr 2011 antreten. Jetzt ist

grundsätzlich der richtige Zeitpunkt, um

die Produktionslinien auf die Herstellung

von PERC-Zellen aufzurüsten«, erklärt

Buchner. »Bei der Entscheidung über den

Maschinenpark punkten wir als derzeit

einziger PV-Zulieferer mit einem vollständigen

Prozess und dem dazugehörigen

Anlagenkonzept aus einer Hand.« Das

PERC-Portfolio von Schmid reicht von der

nasschemischen Rückseitenreinigung

über die APCVD-Beschichtung bis zum

Laseröffnen der beschichteten Rückseite.

Alle Anlagen sind einfach in bestehende

Produktionslinien zu integrieren. (zü)

Intersolar, Stand 490, Halle A5

Bild: Schmid Group

12

Energie & Technik 4/2013


_0ANAM_fronius_ET04.pdf;S: 1;Format:(58.00 x 260.00 mm);13. May 2013 12:28:02

■ Wirkungsgrad von CIGS-Modulen

TSMC übertrumpft Manz

Im Oktober letzten Jahres trumpfte Manz mit einem neuen CIGS-Rekordwirkungsgrad

auf. Doch dieser hatte nur knapp ein halbes Jahr Bestand: Kürzlich

holte sich der asiatische PV-Hersteller TSMC Solar den CIGS-Rekord.

Mit 14,6 Prozent Modulwirkungsgrad erzielte

der Maschinenbauer Manz im September

2012 einen Weltrekord für CIGS-

Dünnschichtmodulen unter Produktionsbedingungen.

Produziert hat Manz das

Rekordmodul auf der integrierten Produktionsanlage

für CIGS-Dünnschicht-Module,

der »Manz CIGSfab«.

TSMC Solar wartet nun mit einer Flächenleistung

von 15,1 Prozent auf einer Modulfläche

von 1,09 m2 auf. Sowohl der

TÜV SÜD als auch die UL haben laut Angaben

des Unternehmens diesen Rekord

bestätigt. Produziert wurde das Modul

mit den Anlagen und Materialien der laufenden

Produktion in der Fertigungsstätte

des Unternehmens in Taichung (Taiwan).

»In nur einem Jahr haben wir mit unserer

Prozesstechnologie große Fortschritte erzielt.

Unsere Rekordmodule verfügen nun

über eine vergleichbare Moduleffizienz

wie multikristalline Siliziummodule des

Massenmarkts. Somit hat TSMC Solar seine

Fähigkeit unter Beweis gestellt, das

Hocheffizienzpotenzial unserer CIGS-

Technologie ausschöpfen zu können«,

freut sich Ying-Chen Chao, President von

TSMC Solar. Die Module der TS-CIGS-

Serie bieten laut Stephen McKenery, Leiter

des weltweiten Vertriebs von TSMC

Solar, gegenüber kristallinen Siliziummodulen

im hohen Temperaturbereich bis zu

5 Prozent zusätzlichen Energieertrag.

Die Reaktion von Manz auf diesen Rekord

ist verständlicherweise zwiespältig: »Auf

der einen Seite hätten wir gerne unseren

Rekord noch länger gehalten. Andererseits

freuen wir uns, dass nun auch TSMC

mit dem neuen Rekord einen Beleg dafür

erbracht hat, dass das Potential der CIGS-

Technologie hinsichtlich weiterer Wirkungsgradsteigerungen

enorm ist«, erklärt

Axel Bartmann, Head of Corporate

Communications von Manz. »Wir alle arbeiten

mit Hochdruck daran, die Wettbewerbsfähigkeit

der Photovoltaik nachhaltig

zu stärken. Vor diesem Hintergrund

freuen wir uns durchaus auch mit anderen

Marktteilnehmern über deren technologischen

Erfolg – und sehen ihn gleichermaßen

als Ansporn für unsere eigene

Entwicklungsroadmap.« (zü)

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STRANGWECHSELRICHTER

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Galvo ist optimal für kleinere

Photovoltaikanlagen von 1,5 bis

3,1 kW. Mit seinem integrierten

Energiemanagement-Relais maximiert

er den Eigenverbrauchsanteil.

Weitere, clevere Features machen

den Fronius Galvo zu einem

der zukunftssichersten Wechselrichter

seiner Klasse: Zum Beispiel

die einfache Anbindung an

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Ethernet und die standardisierten

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AUF DER INTERSOLAR 2013

/ München / 19.–21. Juni

/ Halle B4 / Stand 210

/ Batterieladesysteme

/ Schweißtechnik

/ Solarelektronik

Blick in TSMC Solars CIGS-Fertigung in Taichung


Photovoltaik

■ Mit der PV-Anlage unabhängig werden

Mit Nachführung und Batterie

zur Autarkie

Die Kombination bringt den entscheidenden Vorteil: DEGER hat das eigene MLD-

Nachführsystem mit einem Batteriespeicher und einem Energie-Management-

System kombiniert. Ergebnis: Der Eigenstromverbrauch lässt sich optimieren, die

Investitionen für ein Einfamilienhaus belaufen sich auf nicht mehr als 20.000 Euro.

Solarstrom selber zu produzieren, zu speichern

und zu verbrauchen, sich also vom

Netz weitgehend unabhängig zu machen,

erscheint vielen Eigenheimbesitzern und

mittelständischen Unternehmen als zunehmend

attraktiv.

Laut dem Bundesverband Solarwirtschaft

(BSW Solar) können die Betreiber von

Solarstrom-Anlagen durch den Einsatz

von Speichern den Anteil ihres Eigenverbrauchs

mehr als verdoppeln. Das lohne

sich schon heute, so der Verband, »denn

der Sonnenstrom ist bereits heute deutlich

günstiger als der Strom vom Energieversorger«.

Das Fraunhofer-Institut für Solare

Energiesysteme (Fraunhofer ISE) rechnet

vor, dass Verbraucher mit einem Einfamilienhaus

und einer Photovoltaik-Anlage

plus Speichersystem »ihren Strombezug

um bis zu 60 Prozent reduzieren« können.

Ausgeglichener Lastgang

Doch die Batterie ist nur ein Element für

eine effiziente Eigenversorgung. Denn bei

starr installierten PV-Anlagen führt der

unausgeglichene Lastgang dazu, dass sich

die gewonnene Energie oft nicht sofort

nutzen lässt. Ein ausgeglichener Lastgang

ist aber sowohl für den direkten Verbrauch

als auch für die effiziente Speicherung erforderlich.

Wo ist die Sonne?

Hier kommt die Nachführung ins Spiel:

Die nachgeführten Module, die der Wanderung

der Sonne folgen, liefern auch

morgens und abends oft noch genügend

Energie, um den Verbrauch weitgehend

Nachgeführte Module in Kombination mit Batteriespeicher

und einem Energiemanagement-System können Privathaushalte

fast energieautark machen

14

Energie &Technik 4/2013


abdecken zu können. Starr installierte

Photovoltaik-Anlagen produzieren dagegen

um die Mittagszeit die meiste Energie.

Morgens und abends, wenn ein normaler

Haushalt besonders viel Strom

benötigt, können sie dagegen meist nicht

genug Energie liefern, um den Bedarf abzudecken.

Nachführung schont Stromspeicher

Aber nicht nur beim Direktverbrauch,

sondern auch bei der Speicherung bieten

nachgeführte Systeme dem Anwender

einen entscheidenden Vorteil, denn die

als Energiepuffer eingesetzten Batterien

lassen sich mit gleichmäßigen Einspeisemengen

wesentlich schonender aufladen

als mit kurzen hohen Spannungsspitzen,

wie sie für starre Systeme typisch sind.

Dadurch kommt das System mit weniger

Batteriekapazität aus – und die Lebensdauer

der Stromspeicher verlängert sich

signifikant.

Als Faustregel gilt: Die MLD-Nachführung

spart rund 30 Prozent Batteriekapazität.

Bei MLD – Maximum Light Detection –

handelt es sich um ein von DEGER entwickeltes

Nachführsystem, das die Solarmodule

auf die jeweilig energiereichste

Stelle hin ausrichtet. Es misst ständig die

Intensität und den Winkel der einfallenden

Lichtstrahlen und richtet auf der

Basis dieser Messungen die Anlage mit

den Solarmodulen an den tatsächlichen

Lichtverhältnissen aus. Auf diese Weise

gewinnen die Module auch Energie aus

diffusem Licht, das durch die Wolken

dringt, oder etwa von reflektierenden

Wasser- oder Schneeflächen. Dieses

Verfahren bringt im Durchschnitt bis zu

45 Prozent Mehrertrag als starre Solarmodule.

Während die Sonne am Himmel steht –

das gilt im Übrigen auch für Tage mit bedecktem

Himmel – liefern nachgeführte

Systeme in der Regel ausreichend Energie

für den Direktverbrauch. Die Batterien

kommen zu diesen Zeiten also nicht zum

Einsatz. Beides wirkt sich positiv auf die

Wirtschaftlichkeit des Gesamtsystems

aus.

Maximum Solarpower Storage

Mit dem Batterie-Managementsystem –

DEGER nennt es MSS (Maximum Solarpower

Storage) kann der Nutzer die Anlage

zur Eigenversorgung nach seinen individuellen

Wünschen und Rahmenbedingungen

steuern. Zunächst wird der Solarstrom,

der nicht direkt verbraucht wird, in

die Stromspeicher geleitet. Sind die Batterien

voll, kann die überschüssige Energie

entweder ins Netz eingespeist oder einem

anderen Verwendungszweck zugeführt

werden – der Aufbereitung von Brauchwasser

oder der Versorgung einer Heizungsanlage

etwa. Ein Überschuss-Manager

im Verteilerkasten steuert auch das

ganz nach dem jeweiligen Bedarf beziehungsweise

nach der Priorität des Nutzers.

Versuche haben gezeigt, dass das System

in der Lage ist, ein Privathaus mit Büro

und zwei Elektrofahrzeugen zu mehr als

80 Prozent mit Solarstrom zu versorgen

– und dabei sogar noch einen Teil der

Warmwasseraufbereitung zu übernehmen.

Und das mit nur 22 Quadratmetern

Modulfläche.

Kosten für ein Einfamilienhaus:

etwa 20.000 Euro

Ein Einfamilienhaus lässt sich für rund

20.000 Euro mit einer kompletten Photovoltaik-Anlage

inklusive Speicher und

Management-System ausstatten. Der auf

diese Weise selbst erzeugte und genutzte

Solarstrom kostet, alles eingerechnet,

schon jetzt weniger als Strom aus dem

Netz. Laut DEGER liegen die Gestehungskosten

für Solarstrom, den nachgeführte

Anlagen erzeugen, bei rund 10 Cent pro

kWh. (ha)


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Photovoltaik

■ Made-in-EU-Zertifikat für Hanwha-Q-Cells-Produkte

Totgesagte leben länger

Vor gut einem Jahr noch insolvent, erarbeitet sich der Bitterfelder Solarhersteller

Q Cells das Vertrauen des Marktes zurück. Noch vor Markteinführung der neuen

polychristallinen Q.PRO-G3-Module erhielt das unter koreanischer Leitung stehende

Unternehmen jetzt die französische Made-in-EU-Bescheinigung.

Eine Reihe von Neuheiten zeigte das Unternehmen

auf Londons Ecobuild-Messe.

Hanwha Q Cells, wie das Unternehmen

nach der Übernahme durch den koreanischen

Mischkonzern Hanwha jetzt

heißt, führte in London seine neuen Flachdachmontagesysteme

und rein schwarze

monokristalline Solarmodule vor. Im Zentrum

des Interesses stand die neueste Innovation

im Bereich polychristalliner Module,

das Q.PRO-G3.

Basierend auf der Q.ANTUM-Technologie,

verwenden Q.PRO-G3-Module hochperformante

Zellen, die rückseitig Lichtwellen

nutzen, die bereits die Solarzelle passiert

haben. Die Leistung wird zusätzlich

durch ein Anti-Reflektions-Glas gesteigert,

das polychristalline Solarmodule mit einer

Leistungsklasse von bis zu 265 Wp (Watt

peak) ermöglicht.

Ferner bieten Q Cells-Module jetzt eine bessere

Lichtausbeute bei schlechten Lichtverhältnissen.

Unter widrigen Bedingungen,

bei Einstrahlungswerten von nur 200 W/

m 2 , erreichen die polychristallinen Module

einen Wirkungsgrad von mindestens 97

Prozent. Auch die Temperatureigenschaften

wurden verbessert. Ein Pmpp-Temperaturkoeffizienten

(Pulse modulated peak power)

von –0.43 %/K sorgt auch bei hohen

Temperaturen für einen guten Energieertrag.

Mit einer zwölfjährigen Produktgarantie

und einer fünfundzwanzigjährigen linearen

Leistungs-Garantie sind die Module

eine sichere Investition in die Zukunft.

Die Garantie erstreckt sich auch auf das

neue Rahmendesign. Der aus 35 mm Aluminium

konstruierte Rahmen hält jetzt

Windlasten bis 5400 Pa stand, während er

das Modulgewicht auf 19 kg reduziert.

Auch Verbindungssysteme und -kästen

Will mit finanzkräftigem Mutterkonzern zurück in die Gewinnzone:

der Bitterfelder PV-Hersteller Hanwha Q Cells.

wurden auf Stabilität und Energieeffizienz

getrimmt. Die Markteinführung der Q.

PRO-G3 soll bis zum Juni 2013 erfolgen.

Sobald die Module auf dem Markt sind,

erhalten sie auf dem französischen Markt

Kommentar

Die französische Regelung sollte Anlass sein,

einmal grundsätzlich die Frage nach der

Sinnhaftigkeit deutscher Industriepolitik zu

stellen: Während die Volksrepublik ihre einheimischen

PV-Produzenten unterstützt,

lenkt das deutsche EEG zusätzlich von deutschen

Stromkunden sequestrierte Gelder in

die Kassen chinesischer PV-Produzenten.

Brachten die zu Recht verlachten Kohlesubventionen

das beschlagnahmte Steuergeld

wenigstens noch in die Kassen deutscher

Unternehmen, fließen die Stromentgelte

hiesiger Stromkunden jetzt gen China. Oder

ist die Schildbürger-Regelung vielleicht stillschweigend

der Preis, den man glaubt, zahlen

zu müssen, damit potenteren deutschen

Industrien der Export nach China weiter offengehalten

wird? Der Aufbau »Neuer Industrieller

Kerne«, so das Ziel und Schlagwort

nach der Wende, dürfte mit deutscher Förderung

chinesischer Produzenten etwas

länger dauern.

Hagen Lang

das begehrte Made-in-EU-Siegel. Das Zertifizierungsaudit

von Hanwha Q Cells

wurde am 12. März 2013 von der französischen

Zertifizierungsagentur Certisolis

am Unternehmens-Standort Bitterfeld-

Wolfen durchgeführt. Damit erhalten Kunden

von Hanwha Q Cells in Frankreich

zusätzlich zur normalen Einspeisevergütung

eine Förderung von 10% für ihre Module.

Die neuen Fördermodalitäten hat das

französische Parlament kürzlich beschlossen,

um die europäische Solarindustrie

vor Dumpingprodukten aus dem Nicht-

EU-Ausland zu schützen.

Die für die Zertifizierung verantwortliche

Gisèle Bovo erklärte im Namen der Zertifizierungsagentur

Certisolis: »Hanwha Q

Cells ist es sehr gut gelungen, die Anforderungen

der Verordnung vom 7. Januar

2013 in die eigenen Strukturen umzusetzen.

Das Unternehmen hat wirksame

Maßnahmen auf verschiedenen Organisationsebenen

durchgeführt und erfüllt somit

die einschlägigen Bestimmungen vollumfänglich.«

(hl)


Bild: Hanwha Q Cells

16

Energie & Technik 4/2013


■ Blitz- und Überspannungsschutz für PV-Anlagen

Raycap bereitet Fertigung

in Deutschland vor

Mit der Mitte März erfolgten Gründung der Raycap-Deutschland-Niederlassung in

Garching bei München verstärkt das Unternehmen seine Präsenz auf dem für ihn

besonders wichtigen deutschen Industriemarkt.

»Mit der Verlegung der Hauptverwaltung

unseres Geschäftsbereichs »Electrical Protection

Systems« nach Deutschland verfolgen

wir vor allem das Ziel eines besseren

Supports unserer weltweiten Kunden, die

in Deutschland und anderen westeuropäischen

Märkten tätig sind«, erläutert

Carsten Wagener, Vice President, Head of

Industrial Business bei Raycap Electrical

Protection Systems, diesen Schritt.Läuft

alles nach Plan, dürfte mit der Produktion

in Garching wohl noch im Spätsommer

dieses Jahres begonnen werden.

Traditionell vor allem aus dem Schutz von

Telekom-Anlagen kommend, hat sich das

1987 in Griechenland gegründete Unternehmen,

das weltweit rund 300 Mitarbeiter

beschäftigt, in den letzten Jahren immer

stärker auch der regenerativen Energieerzeugung

zugewandt. Wagener sieht

in diesem Anwendungsfeld unabhängig

von aktuellen Strukturproblemen des

deutschen PV-Marktes »für die Zukunft

gute Chancen, unseren Umsatz im Bereich

erneuerbarer Energien in den nächsten

fünf Jahren zu verdoppeln«.

Eine der Besonderheiten der von Raycap

im Jahr 2000 entwickelten und patentierten

Strikesorb-Technologie besteht darin,

erläutert Wagener, »dass Strikesorb

auch einer Serie aufeinander folgender

Stromimpulse standhält, wie etwa multiplen

Blitzen«. Raycaps jüngste Strikesorb-

Entwicklung, die »Strikesorb 35 Module«,

wird das Unternehmen im Juni auf der

Intersolar vorstellen. Sie sind speziell für

den Schutz der Gleichstromkreise in PV-

Systemen mit einer Betriebsspannung von

bis zu 1500 V konzipiert. (eg)

_0ANOL_Chauvin_ET4.pdf;S: 1;Format:(210.00 x 148.00 mm);14. May 2013 13:55:01

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Photovoltaik • Marktübersicht

Komponenten und

Systeme für die

Photovoltaik (PV)

Solarzellen

PV-Module

und deren

Komponenten

PV-Montagesysteme

PV-Nachführsysteme

PV-

Wechselrichter

Mess-,

Steuerungsund

Regelungstechnik

für

PV-Anlagen

weitere PV-

Komponenten

Hersteller

Der Anbieter ist

Distributor

monokristalline

polykristalline

Dünnschicht

sonstige

komplette PV-Module

Solarglas für PV-Module

Kunststofffolien, -platten

und -schichten, Gießharz

Sonstiges

Rahmen für Solarmodule

Gestellsysteme

mechanische Komponenten

Diebstahlschutz

komplette Systeme

Sonstiges

Antriebe

Nachführsteuerungen

Lichtstärkesensoren

komplette Systeme

Sonstiges

Modul-Wechselrichter

Strang-Wechselrichter

Zentral-Wechselrichter

Geräte mit Transformator

Geräte ohne Transformator

sonstige

Wärmetauscher für PV-Wechselrichter

Anlagensteuerungen

Rundsteuerempfänger

Monitoring-, Visualisierungsund

Fernüberwachungs-Systeme

Sensoren

Sonstiges

drahtgebunden

Netzwerktechnik für PV-Anlagen

drahtlos

Steckverbinder, Kabel, Anschlussdosen

Relais

Generatoranschlusskasten

Feuerwehrschalter (DC-Trenner)

Energiespeicher für PV-Module

Sonstiges

Planung und Errichtung von PV-Anlagen

Software zur Planung von PV-Anlagen

Betriebsführungs-Dienstleistungen

Anbieter (Vertragshersteller)

Aaronia, www.aaronia.de X ● ●

Acceed, www.acceed.de X ● ● ● ● ● ● ● ●

ACD Elektronik, www.acd-gruppe.de X ● ● ● ● ●

Activ Solar, www.activsolar.com X ● ●

ads-tec, www.ads-tec.de X ●

AEG Power Solutions, www.aegps.com X ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●

AFM Sensorik, www.afmsensorik.de X ●

alfasolar, www.alfasolar.de X ● ● ● ● ● ● ● ●

Altec Solartechnik,

www.altec-solartechnik.de

X ● ● ● ● ● ● ● ● ●

Aluminium Féron, www.feron.de X ●

Alysium-Tech, www.alysium-tech.com X ●

AmbiVolt, www.ambivolt.com X X ● ● ● ●

AMC Analytik & Messtechnik,

www.amc-systeme.de

X X ● ● ●

Antaris Solar, www.antaris-solar.de X X ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●

APM Electronic, www.apm-electronic.de

(SMK)

AS Solar, www.as-solar.com

(Panasonic, LG, REC, Solarwatt, Solon,

Hanwha, SMA, Kostal, Fronius, Sputnik,

Solaredge, Schletter, E3/DC)

X ● ● ●

X ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●

aspin, www.aspin.ch X ● ● ● ●

Assmann WSW components,

www.assmann-wsw.com

X ●

Astom, www.astomag.ch (Schletter) X X ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●

autoVimation Peter Neuhaus,

www.autovimation.com

Avnet Abacus, www.avnet-abacus.eu

(Amphenol, Fujitsu, GE, Molex, Panasonic,

TE Connectivity, Weidmüller)

X ● ●

X ● ● ● ● ●

Baude Kabeltechnik, www.baude.de X ●

BayWa r.e. renewable energy,

www.baywa-re.com (Hyundai, LG, RED,

Kyocera, Solarworld, SMA, Fronius, Danfoss,

Kostal, Delta, Varta, Bosch Power Tec,

Solare Datensysteme, Helukabel)

Beck Elektronik, www.beck-elektronik.de

(Song Chuan)

X ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●

X ●

Beck IPC, www.beck-ipc.com X ● ● ● ●

Bender, www.bender-de.com X ●

Berghof Automationstechnik,

www.berghof.com

X ● ●

bfz Steinmeier, www.bfz-steinmeier.de X ●

Blume Elektronik,

www.blume-elektronik.de (alpha metals

lötsysteme)

X ●

BMC Messsysteme, www.bmcm.de X ● ● ● ●

Bosch Power Tec, www.bosch-power-tec.de X l l l l l l l l l l l l l l l l

Bosch Rexroth, www.boschrexroth.de X ● ●

BSW Berleburger, www.berleburger.de X ●

Chauvin Arnoux, www.chauvin-arnoux.de X ● ●

Comp-Mall, www.comp-mall.de (IEI) X ● ● ● ● ● ● ●

Conec, www.conec.com X ●

18

Energie &Technik 4/2013


Komponenten und

Systeme für die

Photovoltaik (PV)

Solarzellen

PV-Module

und deren

Komponenten

PV-Montagesysteme

PV-Nachführsysteme

PV-

Wechselrichter

Mess-,

Steuerungsund

Regelungstechnik

für

PV-Anlagen

weitere PV-

Komponenten

Hersteller

Der Anbieter ist

Distributor

monokristalline

polykristalline

Dünnschicht

sonstige

komplette PV-Module

Solarglas für PV-Module

Kunststofffolien, -platten

und -schichten, Gießharz

Sonstiges

Rahmen für Solarmodule

Gestellsysteme

mechanische Komponenten

Diebstahlschutz

komplette Systeme

Sonstiges

Antriebe

Nachführsteuerungen

Lichtstärkesensoren

komplette Systeme

Sonstiges

Modul-Wechselrichter

Strang-Wechselrichter

Zentral-Wechselrichter

Geräte mit Transformator

Geräte ohne Transformator

sonstige

Wärmetauscher für PV-Wechselrichter

Anlagensteuerungen

Rundsteuerempfänger

Monitoring-, Visualisierungsund

Fernüberwachungs-Systeme

Sensoren

Sonstiges

drahtgebunden

Netzwerktechnik für PV-Anlagen

drahtlos

Steckverbinder, Kabel, Anschlussdosen

Relais

Generatoranschlusskasten

Feuerwehrschalter (DC-Trenner)

Energiespeicher für PV-Module

Sonstiges

Planung und Errichtung von PV-Anlagen

Software zur Planung von PV-Anlagen

Betriebsführungs-Dienstleistungen

Anbieter (Vertragshersteller)

Conergy, www.conergy.de X X ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●

Coninvers, www.coninvers.com X ●

ConiuGo, www.coniugo.com X ● ● ● ●

Conrad Electronic, www.conrad.biz X ● ● ● ● ● ● ● ● ●

Contecta-Diconal, www.diconal.de X ● ● ● ● ● ●

Contrinex Sensor, www.contrinex.de X ● ●

Creative Electronic,

www.creative-electronic.com

X ● ● ● ●

Crydom, www.crydom.com X ●

CWF, www.cwf-gmbh.de X ● ●

Cysco Energy, www.cysco.de X ● ● ●

Data Design System, www.dds-cad.de X X ●

Data Solar, www.data-solar.de X ● ● ●

dataprofit, www.dataprofit.de X ●

Dau, www.dau-at.com X ● ●

Deditec, www.deditec.de X ● ● ● ● ●

DEGERenergie, www.deger.biz X X ● ●

Dehn+Söhne, www.dehn.de X ●

Dold & Söhne, www.dold.com X ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●

E3 Energie Effizienz Experten,

www.e3-experten.com

X ●

Eaton Industries, www.moeller.net X ● ● ● ● ● ● ●

Effekta Regeltechnik, www.effekta.com

(Samil)

X X ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●

eks Engel, www.eks-engel.de X ● ● ●

Elec-Con technology, www.elec-con.com X ● ● ●

Elgo Electronic, www.elgo.de X ●

Elmacon, www.elmacon.de (Tapollop) X ●

elseco, www.elseco.de X ● ● ● ● ● ●

EME Einfach mehr Energie,

www.eme-solar.de

X ● ● ● ● ● ● ●

Energiebau Solarstromsysteme,

www.energiebau.de

X l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l

Engelking Elektronik, www.engelking.de

(Bulgin, Techno)

X X ● ●

EngineSens Motorsensor,

www.motorsensor.de

X ●

Eplax, www.eplax.de X ● ● ●

ertex solartechnik, www.ertex-solar.at X ● ● ● ● ●

E-T-A Elektrotechnische Apparate,

www.e-t-a.de

X ●

Euromicron, www.euromicron-fo.de X ● ●

Eurosol, www.eurosol.eu

(Bosch, Sharp, Power-One)

X X ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●

EWS, www.ews.sh (REC, Yingli Solar,

Avancis, LG Solar, Fronius, SMA, Kostal, X ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●

Danfoss, Altec)

Fluke, www.fluke.de X ●

FR-Frankensolar, www.solaranlagen.de X ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●

Fronius International, www.fronius.com X ● ● ● ● ● ● ● ● ●

Future Electronics,

www.futureelectronics.com

X ● ●

(Littelfuse, Shoals)

4/2013 Energie &Technik

19


Photovoltaik • Marktübersicht

Komponenten und

Systeme für die

Photovoltaik (PV)

Solarzellen

PV-Module

und deren

Komponenten

PV-Montagesysteme

PV-Nachführsysteme

PV-

Wechselrichter

Mess-,

Steuerungsund

Regelungstechnik

für

PV-Anlagen

weitere PV-

Komponenten

Hersteller

Der Anbieter ist

Distributor

monokristalline

polykristalline

Dünnschicht

sonstige

komplette PV-Module

Solarglas für PV-Module

Kunststofffolien, -platten

und -schichten, Gießharz

Sonstiges

Rahmen für Solarmodule

Gestellsysteme

mechanische Komponenten

Diebstahlschutz

komplette Systeme

Sonstiges

Antriebe

Nachführsteuerungen

Lichtstärkesensoren

komplette Systeme

Sonstiges

Modul-Wechselrichter

Strang-Wechselrichter

Zentral-Wechselrichter

Geräte mit Transformator

Geräte ohne Transformator

sonstige

Wärmetauscher für PV-Wechselrichter

Anlagensteuerungen

Rundsteuerempfänger

Monitoring-, Visualisierungsund

Fernüberwachungs-Systeme

Sensoren

Sonstiges

drahtgebunden

Netzwerktechnik für PV-Anlagen

drahtlos

Steckverbinder, Kabel, Anschlussdosen

Relais

Generatoranschlusskasten

Feuerwehrschalter (DC-Trenner)

Energiespeicher für PV-Module

Sonstiges

Planung und Errichtung von PV-Anlagen

Software zur Planung von PV-Anlagen

Betriebsführungs-Dienstleistungen

Anbieter (Vertragshersteller)

Galaxy Energy, www.galaxy-energy.com X ● ● ● ●

Gehrlicher Solar, www.gehrlicher.com X X l l l l l l l l l l l l l

Gemac, www.gemac-chemnitz.de X ●

GermanPV, www.germanpv.com

(Yingli, Jinko, Power-One, Nedap)

X ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●

Goebel-Electronic,

www.goebel-distribution.de

X ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●

(Hirschmann, Wieland, Souriau, Lumberg)

greateyes, www.greateyes.de X ● ●

Greenergetic, www.greenergetic.de X ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●

Gudeco-Elektronik, www.gudeco.de

(Phoenix Contact)

X ● ●

Hacker-DatenTechnik,

www.hacker-datentechnik.de

X ●

Harting, www.harting-deutschland.de X ● ●

Hipo Systems, www.hipo-systems.com X ●

Hirose Electric, www.hiroseeurope.com

X ●

HVC-Technologies,

www.hvc-technologies.de (Gigavac)

X ● ●

Hydac Electronic, www.hydac.com X ● ●

Hy-Line Power Components,

www.hy-line.de/power

X ● ● ● ● ● ● ●

(Microchip Technology, Mitsubishi, Vicor)

IEWC, www.iewc.de X ●

IKS Photovoltaik, www.iks-photovoltaik.de X ● ●

IMO Unternehmensgruppe, www.imo.de X ●

Inelco, www.inelcotech.com X ●

Ingenieurbüro Peter Huber,

www.funkmodul.com

X ● ●

Innotech Solar, www.innotechsolar.com X ●

Insys Microelectronics, www.insys-icom.de X ●

ISEDD Ingenieurbüro, www.isedd.de X X ● ● ● ● ● ●

ITW Solar, www.itwsolar.com X ● ● ● ● ● ● ●

Jünemann Mess- und Regeltechnik,

www.juenemann-instruments.de

X ● ● ●

KEB Antriebstechnik, www.keb.de X ● ●

Klein Elektronik, www.klein-elektronik.com X ● ● ● ● ●

Kolter Electronic, www.kolter.de X ● ● ● ● ● ●

Kraftwerk Renewable Power Solutions,

www.kraftwerk-rps.com

l l

Kruse Electronic Components,

www.kruse.de

X ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●

Kübler Gruppe, www.kuebler.com X ● ● ● ●

Liboao, www.liboao.com (JR Solar) X ● ● ● ● ● ●

LTi REEnergy, www.lt-i.com X ● ● ● ● ● ●

LTT Labortechnik Tasler, www.tasler.de X X ● ● ●

Lucom, www.lucom.eu X ●

Lumberg Connect, www.lumberg.com X ●

LyconSys, www.lyconsys.com X ● ●

20

Energie &Technik 4/2013


Komponenten und

Systeme für die

Photovoltaik (PV)

Solarzellen

PV-Module

und deren

Komponenten

PV-Montagesysteme

PV-Nachführsysteme

PV-

Wechselrichter

Mess-,

Steuerungsund

Regelungstechnik

für

PV-Anlagen

weitere PV-

Komponenten

Hersteller

Der Anbieter ist

Distributor

monokristalline

polykristalline

Dünnschicht

sonstige

komplette PV-Module

Solarglas für PV-Module

Kunststofffolien, -platten

und -schichten, Gießharz

Sonstiges

Rahmen für Solarmodule

Gestellsysteme

mechanische Komponenten

Diebstahlschutz

komplette Systeme

Sonstiges

Antriebe

Nachführsteuerungen

Lichtstärkesensoren

komplette Systeme

Sonstiges

Modul-Wechselrichter

Strang-Wechselrichter

Zentral-Wechselrichter

Geräte mit Transformator

Geräte ohne Transformator

sonstige

Wärmetauscher für PV-Wechselrichter

Anlagensteuerungen

Rundsteuerempfänger

Monitoring-, Visualisierungsund

Fernüberwachungs-Systeme

Sensoren

Sonstiges

drahtgebunden

Netzwerktechnik für PV-Anlagen

drahtlos

Steckverbinder, Kabel, Anschlussdosen

Relais

Generatoranschlusskasten

Feuerwehrschalter (DC-Trenner)

Energiespeicher für PV-Module

Sonstiges

Planung und Errichtung von PV-Anlagen

Software zur Planung von PV-Anlagen

Betriebsführungs-Dienstleistungen

Anbieter (Vertragshersteller)

Mage Solar, www.magesolar.de X X ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●

Marschner, www.marschner.com X ●

MC Technologies,

www.mc-technologies.net

X X ● ●

menges components,

www.menges-components.com

X ● ● ●

Molex, www.molex.com X ●

Mounting Systems,

www.mounting-systems.de

X ● ● ● ●

mp-tec, www.mp-tec.de (Hanwha Solar

One, Eging, Sharp, Panasonic, Solarwatt)

X X ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●

MRC Components,

www.mrccomponents.de (REM)

X ● ● ● ●

MSF-Vathauer Antriebstechnik,

www.msf-technik.de

X ● ●

Müller, Jean, www.jeanmueller.de X ● ●

Multi-Contact, www.multi-contact.com

X ●

Nanotec Electronic, www.nanotec.de X ●

National Instruments, www.ni.com X ● ● ● ● ● ●

Neutrik, www.neutrik.com X ●

Nexus Components, www.nexus-de.com X ●

Nies Electronic, www.nies-electronic.de

(Amphenol, Panasonic)

X ● ●

Novotechnik, www.novotechnik.de X ●

NZR Nordwestdeutsche Zählerrevision,

www.nzr.de

X X ● ●

Oberhauser-Solar, www.oberhauser-pv.de X X ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●

Omicron Lab, www.omicron-lab.com X ●

Oros, www.oros-deutschland.com X X ● ● ●

PCVue, www.pcvue.de (ARC Informatique) X ● ●

Phoenix Contact, www.phoenixcontact.de

X ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●

pironex, www.pironex.de X ● ● ● ●

Plug-In Electronic, www.plug-in.de X ● ● ● ●

Prysmian Kabel und Systeme,

www.prysmiangroup.com

X ● ●

Ratioplast-Electronics, www.ratioplast.de X ●

REFUsol, www.refusol.com X ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●

REM, www.rem-gmbh.com X ● ● ●

Renusol, www.renusol.de X ● ● ● ● ●

S.A.G. Solarstrom, www.solarstromag.com X ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●

Samtec, www.samtec.com X ●

Schaltbau, www.schaltbau-gmbh.de X ● ● ●

Sensitec, www.sensitec.com X ● ●

Siebert, www.siebert-group.com X ● ● ●

Sika Dr. Siebert & Kühn, www.sika.net X ●

4/2013 Energie &Technik

21


Photovoltaik • Marktübersicht

Komponenten und

Systeme für die

Photovoltaik (PV)

Solarzellen

PV-Module

und deren

Komponenten

PV-Montagesysteme

PV-Nachführsysteme

PV-

Wechselrichter

Mess-,

Steuerungsund

Regelungstechnik

für

PV-Anlagen

weitere PV-

Komponenten

Hersteller

Der Anbieter ist

Distributor

monokristalline

polykristalline

Dünnschicht

sonstige

komplette PV-Module

Solarglas für PV-Module

Kunststofffolien, -platten

und -schichten, Gießharz

Sonstiges

Rahmen für Solarmodule

Gestellsysteme

mechanische Komponenten

Diebstahlschutz

komplette Systeme

Sonstiges

Antriebe

Nachführsteuerungen

Lichtstärkesensoren

komplette Systeme

Sonstiges

Modul-Wechselrichter

Strang-Wechselrichter

Zentral-Wechselrichter

Geräte mit Transformator

Geräte ohne Transformator

sonstige

Wärmetauscher für PV-Wechselrichter

Anlagensteuerungen

Rundsteuerempfänger

Monitoring-, Visualisierungsund

Fernüberwachungs-Systeme

Sensoren

Sonstiges

drahtgebunden

Netzwerktechnik für PV-Anlagen

drahtlos

Steckverbinder, Kabel, Anschlussdosen

Relais

Generatoranschlusskasten

Feuerwehrschalter (DC-Trenner)

Energiespeicher für PV-Module

Sonstiges

Planung und Errichtung von PV-Anlagen

Software zur Planung von PV-Anlagen

Betriebsführungs-Dienstleistungen

Anbieter (Vertragshersteller)

skytron energy,

www.skytron-energy.com

X ● ● ● ● ● ●

SMA Solar Technology, www.sma.de X l l l l l l l l l l l l l l

Solare Datensysteme, www.solar-log.com X ● ● ● ● ● ●

SolarEdge Technologies,

www.solaredge.de

X ● ● ● ● ● ● ● ●

Soledos-Solarfox, www.solar-fox.de X l ●

Solutronic, www.solutronic.de X ● ● ● ● ● ●

solvimus, www.solvimus.de X ●

Sonnenzeit, www.sonnenzeit-pv.de X X ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●

SoviSol, www.sovisol.de

(Apollo Solar Energy (ASEC) )

X ● ● ● ● ● ●

Spectra, www.spectra.de X ● ● ●

Spelsberg, Günther, www.spelsberg.de X ● ● ● ●

Sphinx Computer,

www.sphinxcomputer.de

(Advantech, Lanner, Moxa, Multi-Tech,

X ● ● ● ●

NetModule, Sierra Wireless, Sintrones)

Sputnik Engineering, www.solarmax.com X ● ● ● ● ●

SSV Software Systems,

www.ssv-embedded.de

X ● ●

Storm Energy, www.stormenergy.de X ● ● ● ● ●

SunWin Energy Systems,

www.sunwin-energy.com

X ● ● ● ●

SyWiTec Bamberg & Monsees,

www.sywitec.de

X ● ● ●

Testo, www.testo.de X ● ●

Texim Europe, www.texim-europe.com

(Eldra/Solinq)

X X ●

Valentin Software, www.valentin.de X X ●

Vela Solaris, www.velasolaris.com X ●

Viessmann Werke, www.viessmann.de X ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●

Vishay Electronic, www.vishay.com X ● ● ● ● ● ●

vKD Mess- und Prüfsysteme,

www.vkd-gmbh.de

X ●

Vogab Elektronik, www.vogab.de X ● ● ● ●

W+P Products, www.wppro.com X ●

Wagner & Co. Solartechnik,

www.wagner-solar.com

X ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●

Wago Kontakttechnik, www.wago.com X ● ● ● ● ● ●

Weidmüller, www.weidmueller.de X ● ● ● ● ●

Winaico, www.winaico.com X ● ● ●

Wiosun, www.wiosun.de X X ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●

wireless netcontrol,

www.wireless-netcontrol.com (ConiuGo)

X X ● ● ● ● ●

Wöhr, Richard, www.woehrgmbh.de X ● ● ● ●

Xmodus Systems,

www.xmodus-systems.de

X ● ● ●

Yamaichi Electronics, www.yamaichi.eu X ● ●

Zettler electronics,

www.zettlerelectronics.com

X ●

Ziehl industrie-elektronik, www.ziehl.de X ● ●

22

Energie &Technik 4/2013


Messeausblick Intersolar Europe 2013

■ Intersolar Europe vom 19. bis 21. Juni 2013

Zunehmender Fokus

aus Energiespeicher,

Eigenverbrauch und Netzintegration

Unter dem Motto »Connecting Solar Business«

informieren Hersteller, Zulieferer,

Großhändler, Dienstleister und Partner der

Solarwirtschaft auf der Intersolar Europe

2013 vom 19. bis 21. Juni auf dem Gelände

der Messe München über die neuesten

Trends und Produkte der Solarbranche.

Die rund 1500 Aussteller verteilen sich

dabei auf 12 Messehallen und das Freigelände

der Messe München und präsentieren

dort ihre Produkte und Dienstleistungen

in den Bereichen Photovoltaik,

PV-Produktionstechnik, Energiespeicher

und Solarthermie. Allein 170 Aussteller

haben sich in diesem Jahr in der Produktgruppe

Energiespeicher auf der Messe

angemeldet. Begleitend zur Intersolar Europe

findet vom 17. bis 20. Juni im ICM

(Internationales Congress Center München)

die Intersolar Europe Conference

mit rund 400 Referenzen aus aller Welt

statt. Zur Konferenz und ihren Side Events

werden etwa 2000 Teilnehmer erwartet.

Insgesamt rechnen die Veranstalter der

Intersolar Europe 2013 mit über 60.000

Fachbesuchern. (eg)


Messerundgang

Kostal Industrie Elektronik / Kostal Solar Electric

Von der PV-Anschlussdose

zum Piko-Wechselrichter

Intelligente Verbindungen für die Zukunft

stehen im Mittelpunkt der Kostal-Vorstellungen

auf der Intersolar. So verbinden die

PV-Modul-Anschlussdosen der Marke

Samko mit Hilfe des PV-Steckverbinders

KSK4 nicht nur die einzelnen Solarmodule

untereinander, sondern führen auch

zum Piko-Wechselrichter, etwa dem neuem

Piko-BA-Wechselrichter mit integriertem

Energiemanagementsystem. In

Kombination mit einem externen Speicher

bildet dieser das intelligente Piko-BA-System.

Dieses System der Kostal Solar

Electric kann Energie im Haus

verbrauchen, speichern oder

ins Netz einspeisen. Desweiteren

ist der Piko

BA auch als normaler

Stringwechselrichter

einsetzbar,

der eine

spätere Nachrüstung

der Batterie ermöglicht. Mit dem

Piko M2M Service bietet Kostal Solar Electric

eine weitere intelligente Verbindung

an: Mit diesem Service ist ein gesicherter,

automatisierter und stabiler Datenaustausch

zwischen den Piko-Wechselrichtern

und dem Piko Solar Portal über das

Mobilfunknetz möglich. (eg)

Halle B4, Stand 310

green factory

Barcodegestütztes

Bestell- und Lagermanagementsystem

Zeit- und geldsparend können Fachhandwerker

jetzt bei green factory Produkte

nachbestellen. Als Basis wird ihnen dazu

neben einem mobilen und batteriebetriebenen

Scanner ein green-factory-Systemlagerregal

mit Basiskomponenten zur Verfügung

gestellt. Im Fall einer Nachbestellung

scannt der Fachhandwerker den zu

entnehmenden Artikel vom Lagerplatz,

vom Regal oder von der Verpackung ab.

Die erfassten Artikel werden im Scanner

so lange gespeichert, bis er am PC über

die USB-Schnittstelle ausgelesen wird. Ist

der Rechner an das Internet angeschlossen,

bedarf es dann nur noch eines Klicks,

um die Bestellung abzuschicken. Wie gewohnt

erhält der Fachhandwerker daraufhin

in Kürze neben seiner Auftragsbestätigung

auch die bestellte Ware. (eg)

Halle C2, Stand 260

4/2013 Energie & Technik

23


Messeausblick Intersolar Europe 2013

Steca Elektronik

IP65 Schutz für den

harten Ausseneinsatz

Als Erweiterung der Outdoor-Variante

coolcept-x seiner Wechselrichter-Familie

coolcept stellt Steca Elektronik die Wechselrichter

mit dem einem widerstandsfähigen

Designgehäuse aus Edelstahl vor,

das mit IP65 Schutz gegen Schmutz und

Wasser bietet. Bereits ab diesem Sommer

sind die coolcept-x Geräte zudem mit dem

verbesserten Kommunikationsmodul »Internet-ready«

ausgestattet. Dieses bietet

serienmäßig einen kompletten Datenlogger

mit kostenlosem Web-Portal. Die Anmeldung

ans Portal erfolgt über eine

Plug&Play-Installation. Einen aktuellen

Überblick über den Leistungsstand der

eigenen Photovoltaikanlage liefert ein

neues Internetportal, das Steca auf der Intersolar

erstmals vorstellt. Einfach die gewünschte

Anlage auswählen, anklicken,

und der Anlagenbetreiber erhält alle Daten

des Systems und über den Ertrag – übersichtlich

aufgeschlüsselt und dargestellt in

Charts. (eg)

Halle B4, Stand 111

Sputnik Engineering

Überwachungsmodul

für SolarMax P-Serie

Als Ergänzung zur Stringwechselrichterserie

SolarMax P stellt Sputnik Engineering

auf der Messe das Überwachungs-Modul

MaxView vor. Es erlaubt die langfristige

und ortsunabhängige Überwachung privater

PV-Anlagen ohne zusätzlichen externen

Datenlogger und damit ohne weitere

Kosten für den Anlagenbetreiber. Max-

View ist mit allen Geräten der SolarMax-

P-Serie kompatibel und steht nach einmaliger

Registrierung auf der SolarMax-Webseite

kostenlos zur Verfügung. Um einen

direkten Zugriff auf die Erträge der PV-

Anlage zu erhalten, muss der Anlagenbetreiber

lediglich seinen Wechselrichter per

Plug&Play an das Heimnetzwerk anschließen.

Danach lassen sich Tages-, Monats-,

Jahres- und Gesamterträge der Anlage

über den Webbrowser aufrufen, miteinander

vergleichen und in unterschiedlichen

Diagrammtypen oder Tabellen visualisieren

und exportieren. (eg)

Halle B4 Stand 110

Multi-Contact-Deutschland

Zuverlässig

in jeder Umgebung

Mit der Anschlussdose Westlake und den

Steckverbindern des MC4-Systems stellt

Multi-Contact-Deutschland eine internati-

Teamtechnik

Das schnellste

Single-Track-System

Der »Stringer TT1200 HS« von Teamtechnik

lötet Solarzellenstrings im 2,5-Sekunden-

Takt auf nur einer Spur. Er übertrifft damit

seinen Vorgänger um 200 Takte und ist laut

Hersteller das derzeit schnellste einspurige

Stringer-System auf dem Weltmarkt. »Nur

eine Spur« bedeutet: erhöhter Durchsatz

pro Lötprozess, reduzierte Komplexität, weniger

Ersatzteilbedarf und geringerer Personaleinsatz.

Durch ein spezielles Niederhalterkonzept

entkoppelt Teamtechnik in seinen

Anlagen den Lötprozess vom Zellhandling.

So gelingt es dem Unternehmen, mit

nur einer Spur 1400 Takte pro Stunde abzusichern,

bei einer Taktzeit von 2,5 Sekunden.

Das Niederhalterkonzept steht auch

für Prozesssicherheit und eine sehr gute

Stringgeometrie. Gleichzeitig garantiert es

geringste Bruchraten: je nach Zellentyp von

unter 0,1 - 0,3 Prozent. Die Anlage zeichnet

sich durch einen modularen und standardisierten

Aufbau aus. Dieser Aufbau ermöglicht

es, auch neue Zelltechnologien auf das

System zu adaptieren. Im firmeneigenen

Kompetenzzentrum werden BC-/MWT-,

4-Bus-bar- und Halbzellen sowie Klebetechnologien

getestet, optimiert und zur Produktionsreife

gebracht. Erste Anlagen sind

bereits ausgeliefert. (zü)

Halle A5, Stand A5.274

24

Energie & Technik 4/2013


onal anerkannte Komplettlösung

für bis zu

1500 VDC IEC / 1000

VDC UL zur Verfügung.

So eignet sich das MC4-System mit der Anschlussdose Westlake

für fast alle Anwendungen wie etwa in Küstennähe, oder

auch in Stallungen. Westlake hat zusammen mit mehreren

Steckverbindern den Salznebeltest nach DIN EN 60068-2-

52:1996 erfolgreich bestanden. Zusätzlich hat die DLG Westlake

und zwei Steckverbindern des MC4-Systems die Beständigkeit

gegen Ammoniak bescheinigt. (eg)

Halle A4, Stand 290

Dr. Valentin EnergieSoftware

PV*SSOL advanced

Auf der Intersolar führt Dr. Valentin EnergieSoftware ein Folgeprogramm

für PV*SOL in den Markt ein: PV*SOL advanced.

Mit diesem Programm ist es erstmals möglich, die Speicherung

von Strom in Batteriesystemen abzubilden. Gleichzeitig

sind viertelstündliche und minütliche Lastprofile importierbar.

Darüber hinaus ist eine Berechnung von Strangleitungsverlusten

und AC- und DC-Leitungsverlusten pro

Wechselrichter möglich. (eg)

Halle A6, Stand 140

Fronius

Erste Hybrid-Wechselrichter

Auf der Intersolar präsentiert Fronius den Prototyp seines ersten

Hybrid-Wechselrichters. Selbst erzeugter Solarstrom lässt

sich damit auch speichern. Dank des modularen Aufbaus des

Hybrid-Wechselrichters lässt sich der Speicher

des Geräts jederzeit flexibel ergänzen

bzw. erweitern. Es ist auch

möglich, die Speicherbatterie zu

einem späteren Zeitpunkt

nachzurüsten. Kommunikationskanäle

wie Webserver,

WLAN und Ethernet sorgen

dafür, dass der Anlagenbetreiber

jederzeit

die Performance seiner

PV-Anlage im

Blick hat. Erhältlich

sein wird der Hybrid-Wechselrichter

ab 2014. (eg)

Halle B4, Stand 210


Messeausblick Intersolar Europe 2013

Knubix

Intelligente

Energiespeicher

Knubix präsentiert auf der Intersolar den

einphasigen Knut (1 x 3000 VA) mit 5,5

kWh Speicherkapazität. Im 4. Quartal

wird das Unternehmen zudem den großen

Bruder von Knut (3 x 5000 VA) auf den

Markt bringen, mit Speicherkapazitäten

ab 16,5 kWp. Die Knut-Speichertechnologie

ist in alle bestehenden Systeme integrierbar

und ist kompatibel mit allen regenerativen

Stromerzeugern. Knut verfügt

über eine USV-Funktionalität auf allen drei

Phasen, damit ist die Stromversorgung

auch bei Stromausfall automatisch gewährleistet.

Durch die integrierte Bypass-

Schaltung lässt sich der Speicher mit

einem Handgriff an die Hausinstallation

schalten oder von ihr trennen. Zu den weiteren

Besonderheiten des intelligenten

Energiespeichers zählt die Power-Assist-

Funktion, mit der sich bei Spitzenlasten

Strom zusätzlich zur Unterstützung aus

dem Netz zuführen lässt. (eg)

Halle A6, Stand 471

Mage Solar

60-zellige Module

mit bis zu 250 W

Danfoss

Zweite Generation

dreiphasiger Stringwechselrichter

Als Höhepunkt des diesjährigen Messeauftritts

präsentiert Danfoss Solar Inverters

die zweite Generation seiner dreiphasigen

transformatorlosen String-Wechselrichter.

Unter der Bezeichnung FLX liefern sie

Leistungen von 6 bis 17 kW. Sie bieten

unter anderem 1000 VDC Eingangsspannung

und bis zu drei unabhängige MPP-

Tracker, mit einem MPP-Spannungsbereich

zwischen 250 und 800 V. Ein Monitoring

ist bereits integriert, und die ConnectSmart-Funktion

ermöglicht eine

Echtzeit-Überwachung der PV-Anlage

über die Danfoss-App. (eg)

Halle B4, Stand 230

Mit der »Mage Powertec Plus«-Serie stellt

Mage Solar eine neue Familie polykristalliner,

60-zelliger Solarmodule mit 240 bis

250 W Leistung und einem Modulwirkungsgrad

von bis zu 15 Prozent vor. Dank

der 5-W-Plustoleranzen wird die Nennleistung

in jedem Fall erreicht oder sogar überschritten.

Darüber hinaus stellt das Unternehmen

auf der Messe eine neue Version

seines flexibel einsetzbaren Montagesystems

»Mage Safetec Plus« vor, das sich für

die Montage auf Trapezblech eignet. Kurze

Profilschienen werden dazu über zwei

Hochsicken durch eine Selbstbohrschraube

direkt angebunden. Die Modulklemmen

werden dann mit dem »Mage Safetec Plus«-

Klick-Schraub-Mechanismus befestigt. Für

die Montage auf Flach- und Foliendächern

bietet das Unternehmen zwei Leichtkonstruktionslösungen

an, bei denen die Flächenlast

inklusive der Module unter 10 kg

pro Quadratmeter liegt. (eg)

Halle B6, Stand 110

Bosch Power Tec

Zugeschnitten auf

kleine PV-Anlagen

Als Reaktion auf

den weltweit steigenden

Bedarf an

Wechselrichtern

für PF-Kleinanlagen,

wird Bosch

Power Tec in der

zweiten Hälfte

dieses Jahres einphasige,

trafolose

Strangwechselrichter

in vier Leistungsklassen auf den

Markt. Aufgrund ihrer hohen Schutzart

eignen sich die Geräte der BPT-S-Serie

auch für den Einsatz unter besonders widrigen

Bedingungen. Die kleinsten Strangwechselrichter

aus dem Bosch-Power-Tec-

Portfolio werden in den Leistungsklassen

3 kVA, 3,68 kVA sowie 4 kVA und 4,6 kVA

erhältlich sein. Die beiden Varianten mit

den höheren Leistungen sind mit zwei MPP-

Trackern ausgestattet. Für größere Anlagen

bietet das Unternehmen dreiphasige Strangwechselrichter

in den Leistungsklassen 12,

13, 14, 18 und 20 kVA an. Die Geräte verfügen

über drei beziehungsweise die beiden

Varianten mit 18 und 20 kVA über vier MPP-

Tracker. Die dreiphasigen Strangwechselrichter

werden in der ersten Jahreshälfte

2014 sukzessive in den Markt eingeführt.

Alle Geräte der BPT-S Serie verfügen über

einen Datenlogger. (eg)

Halle A2, Stand 270

26

Energie & Technik 4/2013


TÜV Rheinland

Praxisnahe Prüfdienstleistungen

Die Weiterentwicklung des Qualitätsprogramms

von TÜV Rheinland für Investoren

von Solaranlagen umfasst als neue

Leistungen einen Quick Performance

Check und einen Quality Benchmark für

PV-Module. Der Quick Performance Check

zielt darauf ab, projekt- und herstellerbezogen

eine Aussage über die Leistung der

Module und über Schädigungen oder Qualitätsmängel

durch Mikrorisse von Modulen

zu treffen. Neu entwickelt wurde der

Quality Benchmark, der zusätzlich zum

Quic Performance Check den Nachweis

erbringt, dass gelieferte Module tatsächlich

den vereinbarten Eigenschaften entsprechen.

Geprüft werden neben der Sicherheit,

der Verarbeitungs- und Fertigungsqualität

auch die Laminationsgüte

mittels Vernetzungsgradbestimmung und

Abzugstests. Der TÜV Rheinland zieht die

notwendigen Module als Prüfmuster aus

der jeweiligen Liefercharge. (eg)

Halle 2, Stand 430

Soleos Solar

Solarmodul mit

240 W Nennleistung

Unter der Typenbezeichnung

Soleos 250P präsentiert Soleos

Solar ein polykristallines

Solarmodul mit 250 W Nennleistung

und einer Moduleffizienz

von 14,94 Prozent.

Durch ihr gehärtetes Frontglas

und der von 3,2 auf 4

mm erhöhten Dicke sind die

Solarzellen des neuen Moduls auch bei

schwierigen Witterungsbedingungen optimal

geschützt. Soleos 250P hält Schneelasten

bis 5400 Pascal und Windlasten bis

2400 Pascal stand. In den ersten 10 Jahren

des Gebrauchs garantiert Soleos seinen

Kunden mindestens 90 Prozent Leistung,

bis zum 25. Jahr der Nutzung beträgt die

Leistungsgarantie 80 Prozent. (eg)

Halle B5, Stand 671

_0APAM_Spitzenberger_ET04.pdf;S: 1;Format:(210.00 x 146.00 mm);21. May 2013 14:01:40

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Messeausblick Intersolar Europe 2013

Solare Datensysteme

Erweiterte Visualisierungsfunktionen

Mit einem Trio neuer Modelle des Überwachungssystems

Solar-Log präsentiert

sich Solare Datensysteme auf der Intersolar.

Auf kleinere und mittlere Anlagen

zugeschnitten sind Solar-Log 300 und

Solar-Log 1200, für Großanlagen konzipiert

ist das Modell Solar-Log 2000. Alle

neuen Modelle verfügen über ein LC-Display,

das die bisherigen Status-LEDs ersetzt.

Bei den Modellen Solar-Log 1200

und 2000 gibt es zusätzlich ein TFT-Farb-

Touchscreen, das alle wichtigen Informationen

zur Anlagenleistung liefert. Zudem

gibt es jetzt serienmäßig einen USB-An-

schluss. Er ermöglicht

automatisch eine nächtliche

Datensicherung und

vereinfacht zukünftige Firmware

Updates erheblich. Als

weitere Neuheit wird am

Stand das Solar-Log Meter präsentiert.

Es wird Ende Q3 2013

auf den Markt gebracht, und

stellt die erstmalige Integration

eines Stromzählers in ein PV-Monitoring-Gerät

dar. (eg)

Halle B4, Stand 261

Q3 Energieelektronik

Skalierbare Batteriespeicherlösung

Als Q_BEE ES stellt Q3 Energieelektronik

auf der Messe eine Batteriespeicherlösung

zur Steigerung des Eigenverbrauchs in

privaten Eigenheimen oder Kleinbetrieben

vor. Das System basiert auf einem trafolosen

Wechselrichter mit 1,5 kW Nennleistung,

einem Lithium-Ionen Speicher mit

wahlweise 2 kWh, 4 kWh oder 8 kWh

sowie einem Einspeisesensor. Als AC-gekoppeltes

PV-Batteriesystem ist das Q_BEE

Energiesystem sowohl in Neuanlagen einsetzbar

als auch in schon bestehenden

Photovoltaik-Systemen. Seine Speicherka-

pazität ist dabei auch nachträglich skalierbar.

Das integrierte Energiemanagement

arbeitet vollautomatisch und ist auf die

Minimierung des Netzstrombezugs und

maximale Wirtschaftlichkeit für den Anwender

ausgelegt. Das Batteriemanagement-System

sorgt für eine optimale Beund

Entladung der Lithium-Ionen-Speicher

und gewährleistet einen Betrieb von

5000 Zyklen und eine Lebensdauer von

bis zu 20 Jahren. (eg)

Halle B5, Stand 177

DELTA

Wechselrichterdaten

leicht abrufbar

Für Smartphones und

Tablet-PCs hat DELTA

die Monitoring-Applikation

»SOLIVIA Live«

entwickelt. Sie ermöglicht

dem Anwender

eine besonders einfache

Überwachung seiner

Solaranlage. Alle wichtigen

Daten des Wechselrichters

von Delta –

wie die aktuelle Leistung und der Energieertrag

des Tages, Monats, Jahres und der

gesamten Laufzeit – sind in übersichtlichen

Grafiken abrufbar. Mit einem Klick auf den

»share button« in der Anwendung kann der

Nutzer diese Grafiken auf Facebook und

Twitter mit seinen Freunden teilen. Eine

Inverter-Event-Liste speichert alle wesentlichen

Ereignisse und hebt die wichtigsten

Nachrichten hervor, um dem Nutzer die

ständige Kontrolle der Anlage zu gewährleisten

und somit mögliche Anlagenprobleme

frühzeitig zu erkennen und den Ertrag

der PV-Anlage sicherzustellen. »SOLI-

VIA Live« ist in Apple-iOS- und Android-

Versionen erhältlich. Im Laufe des Jahres

wird eine Windows-8-Version folgen. (dg)

Halle B4, Stand 460

28

Energie & Technik 4/2013


Feron

Backsheet ohne

Heißschmelz-Kleberfolie

Das »Backsheet HelioX PV neoX CPC« von Feron gewährleistet

einen reduzierten Materialeinsatz, minimierte Fehlerquellen

und einen geringeren Produktionsaufwand. Erhältlich ist das

Backsheet in vier verschiedenen Qualitäten hinsichtlich der

Langlebigkeit (DHT bis zu 5000 h) für verschiedene Einsatzbereiche.

Durch den beschichteten Monofolienaufbau sind

keine Klebeschwachstellen vorhanden. Der Hersteller hat keine

Heißschmelzkleberfolien wie EVA als Bestandteil des Backsheets

verwendet. Der Laminationsprozess in der Herstellung

kann somit bei Temperaturen von mehr als 160 °C erfolgen.

Dadurch ist sichergestellt, dass die notwendige Dicke der elektrischen

Isolationsschicht auch nach der Lamination vorhanden

ist und nicht »schmilzt«. (zü)

Halle A5, Stand 551

Reis Robotics

Solar- und Batteriemodule

kostenoptimiert produzieren

Standardisierte Anlagenkomponenten für die Fertigung von

Solar- und Batteriemodulen zeigt Reis Robotics auf der Intersolar.

Von der manuellen Fertigung bis hin zur Vollautomatisierung:

Alle Fertigungsschritte der Prozesskette stehen als

eigenständige Stationen in drei Ausbaustufen zur Verfügung:

manuell, semiautomatisch und vollautomatisch. Jede Station

kann einzeln betrieben werden und eignet sich somit für die

Nachrüstung und Erweiterung vorhandener Anlagen, auch

Anlagen anderer Anbieter. Zu den Innovationen von Reis Robotics

zählt auch die neue Robotersteuerung »reisPAD«. Mit

10-Zoll-Touchscreen, Roboterbewegung per Touch-Motion

über den gesamten Bildschirm, Scrollbars für alle wichtigen

Funktionen und haptischen Marken zur »blinden« Bedienung

ist das reisPAD laut Hersteller die schnellste und einfachste

Art der Programmierung und Bedienungsanzeige. (zü)

Halle A5, Stand 668

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Fokus • Energiespeicher

■ Shunt-basiertes Strom- und Spannungsmessmodul

Wirkungsgrad und Lebensdauer

von Energiespeichern verbessern

Um Energiespeicher fit für die Energiewende zu machen und sie in Wirkungsgrad

und Lebensdauer zu verbessern, ist eine kontinuierliche Überwachung der Batteriekapazität

nötig. Einen hochgenauen Ansatz verfolgt Isabellenhütte mit dem Shuntbasieren

Strom- und Spannungsmessmodul »IVT Modular«: Mit einem Messfehler

von unter 0,1 Prozent unterbietet es Produkte anderer Messverfahren um ein

Vielfaches.

Mit einem Anteil von rund 10 Prozent am

jährlichen Bruttostromverbrauch soll sich

die Photovoltaik laut dem Bundesverband

Solarwirtschaft bis 2020 als wesentliche

Säule der Energieversorgung in

Deutschland etablieren – dies führt dazu,

dass Privatpersonen und Unternehmen

immer mehr eigene Elektrizität erzeugen

und verbrauchen werden. Das geht jedoch

nur, wenn die Energiespeicher der

PV-Anlagen überschüssige Energie so

lange speichern können, bis sie benötigt

wird. Die in Spitzenzeiten produzierte

Energie muss zu jeder Tages- und Nachtzeit

zum Verbrauch zur Verfügung stehen.

Obwohl Energiespeicher inzwischen

wirtschaftlich und effizient betrieben

werden, besteht doch immer noch erheblicher

Forschungsbedarf, um den Wirkungsgrad

und die Lebensdauer zu steigern

und gleichzeitig die Kosten zu senken.

Eine der wichtigsten Voraussetzungen

ist die präzise Messung der Batteriekapazität.

So muss das System über

Funktionen wie State of Charge (SoC),

State of Health (SoH) und State of Function

(SoF) genau informiert sein. Fundierte

Aussagen darüber lassen sich nur

auf Basis einer genauen Bestimmung von

Strom und Spannung treffen.

Hier setzt die auf Shunt-basierte Strommesstechnik

spezialisierte Isabellenhütte

an: Basierend auf den Erfahrungen im

Das Strom- und Spannungsmessmodul

IVT Modular in der galvanisch getrennten (li.)

und galvanisch nicht getrennten Variante lässt

sich aus standardisierten Komponenten flexibel konfigurieren.

30

Energie & Technik 4/2013


Ich bin auch ein DC-Energiezähler.

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vielfältig wie ein Schweizer Taschenmesser

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Eingang, Ausgang, Hilfsenergie und Kommunikationsschnittstelle.

Seine 2 Eingänge können mathematisch verknüpft und über

analoge oder digitale Schnittstellen weiterverarbeitet werden.

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• Ladungsüberwachung von Energiespeichern

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Fokus • Energiespeicher

Automobil-Batteriemanagement hat sie

das bereits praxiserprobte IVT-Sensormodul

zur Strom-, Spannungs- und Temperaturmessung

für den Einsatz in Speichersystemen

für regenerative Energiesysteme

weiterentwickelt. Unter dem Namen

»IVT Modular« ist das Sensorsystem

nun mit frei konfigurierbaren Modulen

erhältlich.

»Mit dem IVT Modular lassen sich die

physikalischen Größen Strom und Spannung

exakt ermitteln«, erläutert Jens

Hartman, Sales Director ISAscale bei Isabellenhütte.

Diese Messwerte sind wichtig,

damit der Energiefluss in der Batterie

kontrolliert erfolgen kann, die Ladezeiten

und -zyklen optimiert werden können

und sich somit schließlich die Lebensdauer

der Batterie verlängert. »Für zukunftsfähige

Energiespeicher, wie sie für

die geplante Energiewende in Deutschland

benötigt werden, sind diese Faktoren

elementar.«

Langzeitstabil

dank Shunt-Technologie

Der für die Messwerterfassung eingesetzte

Sensor basiert auf der Shunt-Technologie.

Shunts oder so genannte Strommesswiderstände

werden in der Batterieüberwachung

bevorzugt eingesetzt, denn sie

arbeiten über den gesamten potentiell

auftretenden Temperaturbereich und unter

allen Umgebungsbedingungen sehr

genau. Bedingt durch extrem niedrige

Widerstandswerte zwischen 5 und 300

μOhm fällt die Verlustleistung gering

aus.

»Widerstände haben normalerweise die

Eigenschaft, dass sie über einen Temperaturbereich

driften«, verdeutlicht Hartmann.

»Die Shunts der Isabellenhütte sind

bei Temperaturen von –40 °C bis +125 °C

nahezu driftfrei und damit von Temperatureinflüssen

annähernd unabhängig.«

Darüber hinaus verfügt das IVT Modular

über eine hohe Überstrom- und Überspannungsfestigkeit,

eine hohe Langzeitstabilität,

einen stabilen mechanischen Aufbau

und einen niedrigen inneren elektrischen

Widerstand.

0,1 Prozent Messgenauigkeit

Bei Lithium-Ionen-Batterien reicht der

Spannungsbereich bis zu 800 V. Der

Strombereich variiert von 600 bis 800 A in

Energiespeichersystemen für Wohnhaus-

Solaranlagen und bis zu 2,5 kA in Großspeichersystemen

für Industrieunternehmen.

Das Messmodul der Isabellenhütte ist nun

in der Lage, Ströme und Spannungen dieser

Bandbreite mit einer initialen Genauigkeit

von 0,1 Prozent zu messen – in den

Datenblättern als Initial Error bezeichnet,

als maximaler Fehler von 0,1 Prozent bezogen

auf den gelesenen Wert (»of Reading«).

Dazu Jens Hartmann: »Produkte

anderer Messverfahren, die nicht über die

kompakte Bauweise des IVT verfügen,

messen vergleichsweise höchstens mit einer

Genauigkeit von 1 Prozent.« Das IVT

Modular ist als kleinstmögliche Baugröße

konstruiert, die dennoch alle Funktionen

abdeckt: In der galvanisch getrennten Version

misst das Modul 84 mm x 86 mm

(inklusive Gehäuse und Shunt), in der

nicht galvanisch getrennten Variante 84

mm x 63.

Individuelle Konfiguration

Die modulare Bauweise des IVT Modular

ermöglicht Energiespeicher-Herstellern

eine relativ große Flexibilität entsprechend

ihrer jeweiligen spezifischen Anforderungen:

Der Kunde wählt aus den Komponenten

Isolation, Überspannungserkennung,

Hardware- und Software-Trigger,

Strommessbereich, Spannungsmesskanäle,

Schnittstellen sowie Eingangsspannung

aus.

Hinsichtlich der Eingangsspannung gibt es

das IVT Modular mit geregelter Versorgung

(5 V) oder mit ungeregelter Versorgung

(5 bis 12 V oder 7 bis 60 V). Für

hohe Spannungen bis 800 V kann der Kunde

sein IVT Modular mit galvanisch getrennter

Isolation bestellen. Optional ist

eine Überspannungserkennung für positive

oder negative Ströme vorhanden, die

beispielsweise beim Laden oder Entladen

der Batterien fließen. Der Schwellwert und

eine Hysterese sind über die Software einstellbar.

Ebenso wählbar ist ein Hardware

Trigger – ein extra Port/Pin, der einen Start

der Messreihen durch einen externen Auslöser

ermöglicht. Über einen separaten

Steckverbinder können mehrere Sensoren

in verschiedenen Topologien aufgebaut

und gleichzeitig getriggert werden. Ein

zusätzlicher Software Trigger ist Bestandteil

der internen Software und in jedem

Modul implementiert.

Es stehen fünf im Strommessbereich abgestufte

Module zur Auswahl, wobei sich

die Dauerstrom-Messbereiche qualitativ in

der Auflösung unterscheiden:

Strom messbereich

Auflösung

± 100 A 4 mA

± 300 A 10 mA

± 500 A 27 mA

± 1000 A 47 mA

± 2500 A 186 mA

Der IVT Modular verfügt über bis zu drei

Spannungsmesskanäle pro Sensor. Jeder

Kanal besitzt einen Spannungsteiler, damit

er einen Messbereich bis 800 V zur

Verfügung hat. Die drei Spannungseingänge

sind so konfigurierbar, dass sie drei

weitere Punkte im System überwachen

können. Für die digitale Kommunikation

gibt es optional eine CAN- oder eine SPI-

Schnittstelle, wobei die CAN-Variante aufgrund

der erheblich höheren Störfestigkeit

bevorzugt verwendet wird. Die SPI-

Schnittstelle empfiehlt sich hauptsächlich

für Anwendungen mit kurzen Kommunikationsstrecken.

Zusätzlich zu den wählbaren Modulen

verfügt das IVT Modular auch über Features

wie eine Diagnose oder einen Bootloader.

Mit Hilfe des Bootloaders kann der

Anwender eine neue Firmware aufspielen,

etwa um neue Funktionen zu aktivieren.

Die Diagnose gibt Auskunft über den Einsatz

des Sensors: Der Sensor speichert

während seines Einsatzes Werte wie maximale

Spannung, Strom, Temperatur sowie

die Betriebsstunden, die für statistische

Auswertungen genutzt werden

können. (nw)


32

Energie & Technik 4/2013


■ Batterie-Managementsysteme in PV-Anlagen

Funktionale Sicherheit

bestimmt das Anforderungsprofil

und den Lösungsansatz

Batteriebasierende Speichersysteme sind ein wichtiger Bestandteil in der Umsetzung

der Energiewende. Rutronik hat in Zusammenarbeit mit Hochschulen umfangreiche

Studien zu deren Marktpotenzial erarbeitet, die unterschiedlichen

Batterietechnologien analysiert und daraus das Anforderungsprofil und die Lösungsansätze

für Batterie-Management-Systeme (BMS) und deren elektronischen

Bauelemente definiert.

Autoren: Philipp Mai und Andreas Mangler

Jede Batterietechnologie hat ihre Stärken

und Schwächen. So ist zum Beispiel die

Lithium-Ionen Batterie in den Bereichen

Energie- und Leistungsdichte sowie Wirkungsgrad

führend. Metal-Air-Batterien

sind hinsichtlich der Kosten attraktiv, die

Vanadium-Redox-Batterie punktet hingegen

mit langer Lebensdauer, genau wie

die NaS-Batterie.

Anforderungen und Einflussfaktoren

an ein BMS für PV-Management

Die physikalischen Einflussfaktoren (z.B.

Lade-/Entladezyklen, Spitzenströme,

Temperaturzyklen Sommer/Winter-Betrieb)

auf ein BMS für Batterien in PV-

Anlagen unterscheiden sich deutlich von

denen in der Elektromobilität. Beispielsweise

ist der äußere Temperatureinfluss

bei einer Installation im Innern eines Gebäudes

unter Umständen komplett zu vernachlässigen,

weil von konstanter Umgebungstemperatur

im idealen Arbeitsbereich

ausgegangen werden kann. Hier

dominiert der Wirtschaftlichkeitsaspekt:

_06K4O_Udomi_ET_06.pdf;S: 1;Format:(90.00 x 125.00 mm);15. Sep 2011 06:50:55

Für PV-Systeme war bisher nur die Bleisäure-Batterie

verfügbar. Sie wird aufgrund

der geringen Kosten auch weiterhin

in kleinen und günstigen Anlagen

zum Einsatz kommen, aber auf absehbare

Zeit von der Lithium-Ionen-Batterie

verdrängt werden. Mit dem Fortschritt

der Lithium-Ionen-Batterie drängt diese

zunehmend in den Photovoltaik-Markt

und wird ihn in den kommenden Jahren

bestimmen.

Eine interessante Alternative bietet derzeit

nur die NaS-Batterie – ein umfassendes

Thermomanagement vorausgesetzt. Sie ist

in zahlreichen Speicherkraftwerken weltweit

im Einsatz, doch ihre Verwendung im

privaten Bereich wird von den Herstellern

nicht gefördert. Ob die Vanadium-Redox-

Batterie mit ihrer geringen Energiedichte

gegen die NaS-Batterie oder Lithium-Ionen-Batterie

eine Marktchance hat, ist

fraglich. Metal-Air-Batterien sind hingegen

noch weit von einer Marktreife entfernt,

bieten jedoch eine interessante Zukunftsperspektive.

4/2013 Energie & Technik

33


Fokus • Energiespeicher

Das PV-System soll sich möglichst schnell

amortisieren und dem Nutzer auf Dauer

einen Kostenvorteil verschaffen. Deshalb

müssen Batterie und BMS kostengünstig

sein und eine sehr lange Lebensdauer, einen

hohen Wirkungsgrad sowie hohe Zyklenfestigkeit

haben. Aufgrund des großen

Kostendrucks wird die Bleibatterie auch

weiterhin zum Einsatz kommen und erst

durch eine weitere Kostenreduktion der

Lithium-Ionen-Batterie vollständig verdrängt

werden.

Neben der Wirtschaftlichkeit ist Sicherheit

eine Hauptanforderung an das BMS. Sie ist

immer entscheidend, erst recht jedoch im

Heimbereich, wo Gefahren durch unsachgemäße

Handhabung lauern. Elektronische

Schutzmechanismen sind daher

unerlässlich, gerade im Hinblick

auf die Nutzung von Lithium-Ionen-

Batterien. Eine wichtige Rolle spielen

auch Kommunikationsschnittstellen,

denn der

Verbraucher möchte via

Smartphone oder Internetportal

über den Zustand

und die Wirtschaftlichkeit

seiner Batterie

informiert sein. Schließlich

zählt auch zu den Hauptanforderungen

an das BMS, die Performance

der Batterie sicherzustellen.

Temperaturmanagement

Im Gegensatz zum Temperaturmanagement

für eine Antriebsbatterie eines Elektrofahrzeuges

genügt für die PV-Anlagen-

Batterie eine simple Lösung, denn sie lagert

im Haus bei konstant ca. 20°C. Trotzdem

muss die Temperatur jeder einzelnen

Zelle überwacht werden, um die optimale

Performance und Lebensdauer der Batterie

sicherzustellen.

SOC – State of Charge

Eine genaue und fortlaufende Bestimmung

des Batterie-Ladezustands ist eine

zentrale Aufgabe jedes Batteriemanagements,

nicht nur im Hinblick auf Sicherheit,

sondern auch für die optimale Nutzung

des Kurzzeitspeichers. Exakte SOC-

Bestimmungsmethoden lassen eine aggressivere

Nutzung der Batteriekapazität

zu, da nicht mit großen Sicherheitstoleranzen

kalkuliert werden muss. Damit

steigen die Effizienz und Wirtschaftlichkeit

der Batterie – eine entscheidende Anforderung

im Bereich der PV Anlagen.

SOH – State of Health

Ein Muss ist die SOH-Bestimmung und

-Überwachung für Antriebsbatterien von

Elektrofahrzeugen. Auch für ein BMS für

PV-Anlagen ist sie entscheidend, damit

das Gesamtsystem so wirtschaftlich wie

Kernfunktion für ein BMS in PV-Anlagen

möglich betrieben werden kann. Um einen

schnellen Eingriff zu ermöglichen und

damit die Batterie vor größeren irreversiblen

Schäden zu schützen, ist eine fortlaufende

und exakte SOH-Bestimmung

und -Überwachung notwendig. Unterschreitet

die Batterie einen bestimmten

SOH-Wert, arbeitet sie nicht mehr wirtschaftlich

und muss ersetzt werden.

Der Wirkungsgrad und die Effizienz eines

Kurzzeitspeichers in PV-Anlagen sind

wichtig, da sie maßgeblich für die Wirtschaftlichkeit

des Gesamtsystems verant-

wortlich sind. Daher muss das BMS über

ein aktives Ladungsausgleichssystem verfügen

– zumal ein fortlaufender Ladungsausgleich

die Lebensdauer der Zellen verlängert.

Passive Cell-Balancing-Systeme

sind preisgünstiger, aber nicht so effizient

wie ein aktives System.Auch ein BMS in

privaten PV-Anlagen muss über ein umfassendes

Lade- und Entlademanagement

verfügen. Nur so lassen sich die hohen

Anforderungen an Performance, Lebensdauer

und Sicherheit erfüllen. Deshalb

müssen variable Lade- und Entladeprofile

je nach Zustand und Arbeitsbereich der

Batterie vom BMS bereitgestellt werden.

Kommunikationsschnittstellen

Kommunikationsschnittstellen im

BMS spielen im Zusammenhang mit

den Zukunftstrends Smart Metering

und Smart Grid eine große Rolle.

Auch wenn heutige Haushaltsgeräte

diese Standards

noch nicht erfüllen,

können Hersteller

hiermit ein USP generieren

und sich als Vorreiter

positionieren.

Das ist vor allem für einen

Standard für die Kommunikation

mit großen Stromverbrauchern

im Haushalt interessant, so

dass sich künftig Stromverbraucher,

die nur temporär benötigt werden,

variabel und kostenoptimal nutzen lassen.

Schnittstellen für Smartphones oder

webbasierte Anwendungen sehen Verbraucher

schon jetzt als selbstverständlich

an.

Fazit

Der Verbraucher hat ganz klar die Wirtschaftlichkeit

seiner PV Anlage im Auge,

sie steht auch im Mittelpunkt seiner Investitionsentscheidung.

Moderne Lithium-

Ionen-Batterien für mindestens 500 € pro

kWh amortisieren sich noch zu langsam.

Sie sind für den Heimbereich erst dann

interessant, wenn sie erheblich kostengünstiger

gefertigt werden. Durch das hohe

Investitionsvolumen aller Batterie-Hersteller

gehen wir davon aus, dass schon

34

Energie & Technik 4/2013


mittelfristig bezahlbare Technologien verfügbar

sein werden. Andere Batterietechnologien

sind keine Alternative: Sie haben

gegenüber Lithium-Ionen-Batterien große

technische Nachteile und können dadurch

die Wirtschaftlichkeit des Gesamtsystems

kaum gewährleisten.

Der PV-Markt bietet Herstellern von BMS

vielfältige Wachstumschancen, ist aber

stark von einer Kostenreduktion der Solarpanels

und Batterien abhängig. Nur damit

verkürzen sich die Amortisationszeiten,

und die Systeme sind nicht nur aus umweltschutztechnischen,

sondern auch aus

wirtschaftlichen Gründen sinnvoll.

Entscheidend für den Markterfolg ist ein

ganzheitliches Integrationskonzept, das

über ein reines BMS für Kurzzeitspeicher

hinausgeht und Peripherieelemente sowie

Schnittstellen zur kompletten Heimautomation

einschließt. Anwendungsbereiche

wie Solartankstellen und Solar Carports

werden zusätzliche Wachstumspotenziale

eröffnen. Hinzu kommt: Funktional sind

die Anforderungen an ein BMS in PV-Anlagen

praktisch identisch mit denen in der

Elektromobilität. Die Größe der unterschiedlichen

Parameter ist unterschiedlich.

Die Synergien mit BMS für die Elektromobilität

liegen bei den Hardware-

Komponenten. Die unterschiedlichen

Software-Algorithmen und Parametrisierungen

sind einer der großen Aufgabenbereiche.

(zü)


■ Boeing betreibt Kosmetik statt Ursachenbehebung

Dreamliner-Batterien:

»Ein Auto dürfte damit nicht fahren!«

Als im Dreamliner plötzlich die Li-Ionen-Batterien brannten, dachten viele Experten,

dass die Probleme so schnell nicht zu lösen seien. Nun fliegt der Dreamliner

aber schon wieder. Laut Batterieexperte Dr. Olaf Wollersheim vom KIT ist es rätselhaft,

warum das Flugzeug wieder fliegen darf, obwohl die Ursachen der Batteriebrände

nicht ausgeschaltet wurden.

Energie&Technik: Der Dreamliner darf

wieder fliegen. Sind die Probleme gelöst,

die zu zwei Bränden an Bord von

Dreamlinern geführt haben?

Dr. Olaf Wollersheim: Zu konkreten Ursachen

der Probleme gibt es keine Veröffentlichung.

Wir können aus den öffentlich

zur Verfügung stehenden Informationen

nur schließen, dass die Ursache der Brände

darin lag, dass in einer Zelle ein Kurzschluss

entstanden ist, der eine Kettenreaktion

ausgelöst und die anderen Zellen

mit in den Abgrund gerissen hat. Das Ergebnis

waren Brand und Rauchentwicklung.

Das heißt, dass sich am Batterie-Design

einiges ändern müsste?

Davon gehen wir aus. Um die Ursache des

Kurzschlusses zu beheben, sehen wir keinen

anderen Weg. Soweit wir den öffentlich

zugänglichen Informationen entnehmen

können, hat sich Boeing im Wesentlichen

nur dazu entschlossen, die Batterie

in einen verstärkten Stahlmantel zu stecken

und die Betriebsparameter einzuschränken.

Das bedeutet also: Die Gefahr besteht

weiterhin?

So sieht es aus. Durch die eingeschränkten

Betriebsparameter wird das Risiko reduziert,

dass ein interner Kurzschluss auftritt,

aber nicht eliminiert. Der Panzerschrank, in

den man die Batterie gesteckt hat, reduziert

nur die Auswirkungen, es wird hoffentlich

nicht mehr so viel Rauch austreten.

Im Falle eines Falles steht dann aber die

Energieversorgung nicht mehr zur Verfügung?

Das ist klar. Außerdem frage ich mich, wie

der Gasdruck und der Rauch aus der Kammer

abgeleitet werden.

Also ist es doch etwas rätselhaft, warum

der Dreamliner nun überhaupt wieder

die Erlaubnis erhalten hat, zu fliegen?

Ich habe mich auch schon gefragt, warum

die Zulassung nun erteilt wurde. In der

Automobilindustrie wäre das unter ähnlichen

Umständen wohl nicht möglich

gewesen, zumindest nicht in Deutschland.

Der einzige Schluss, den man ziehen

kann: Im Moment liegt das Sicherheitsniveau

in Flugzeugen niedriger als in Autos.

Diesen Trend halte ich für bedenklich. Aus

Sicht eines Batterieexperten ist es jedenfalls

wenig überzeugend, eine offenbar

fehleranfällige Batteriezellentechnik einfach

in ein stärkeres Gehäuse zu packen

und die Betriebsparameter einzuschränken.

Zumal alle Beteiligten bei den beiden

Brandfällen wirklich Glück gehabt hatten:

Die Brände traten am Boden bzw. ganz in

der Nähe eines Flughafens auf.

Wenn Sie einen Flug buchen, würden

Sie also darauf achten, möglichst nicht

in einem Dreamliner zu fliegen?

In Bezug auf die im Flugzeug verbaute

Batterietechnik wäre mir jedes andere Modell

derzeit lieber.

Das Interview führte Heinz Arnold

4/2013 Energie & Technik

35


Fokus • Energiespeicher

■ Saft strebt die Marktführerschaft bei Energiespeicherlösungen für erneuerbare Energien an

Ein Investitionsgut,

kein Consumer-Produkt!

Energiespeicherlösungen für Privathäuser und Unternehmen sollen in Zukunft die

zeitliche Verschiebung von PV-Energie in Zeiträume mit höchster Wertschöpfung

ermöglichen. Gleichzeitig wird die Versorgung kritischer Verbraucher auch bei

Netzausfall sichergestellt.

»Es ist erfreulich, dass man sich von Seiten

des Staates entschlossen hat, ein Förderprogramm

für Solarstromspeicher aufzulegen«,

kommentiert Holger Schuh, Geschäftsführer

der Saft Batterie, die Entscheidung

der Bundesregierung, seit dem

1. Mai dieses Jahres den Einsatz von Solarstromspeichern

finanziell zu fördern.

»Dieser Schritt hat für eine Initialzündung

bei denen geführt, die sich bereits seit dem

letzten Jahr mit Plänen zur Installation

eines Solarstromspeichers getragen haben«,

versichert Schuh.

Als Spezialist für den professionellen

Einsatz von Batterien vor allem im

Industrie-, Bahn-, Luftfahrt- und Militärbereich

will Saft eine führende

Rolle in dem neu entstehenden

Marktsegment einnehmen. »Bei den

Speicherlösungen, über die wir hier

reden, handelt es sich um professionelle

Produkte, keine Consumer-Ware«,

betont Schuh, »wir sprechen

vielmehr über ein Investitionsgut für

private Nutzer, vergleichbar einem

Öl- oder Gas-basierten Heizsystem«.

Der professionelle Charakter dieses Produkts

dokumentiert sich für ihn auch darin,

dass nur zertifizierte Elektrotechniker

den Anschluss eines Solarstromspeichers

vornehmen dürfen. »Wir bewegen uns

hier eindeutig oberhalb der Niederspannungsrichtlinie«

– damit beantwortet sich

für Schuh auch die Frage, ob Solarstromspeicher,

ähnlich wie etwa Brennstoffzellen

für den Mobileinsatz, in Zukunft vielleicht

in Baumärkten erhältlich sein werden.

»Aus heutiger Sicht ist das nicht

vorstellbar. Ich gehe davon aus, dass alle

Beteiligten die 100-prozentige Kontrolle

über ihre Lieferkette behalten wollen und

zugleich auf diese Weise sicherstellen,

dass nur geschultes und zertifiziertes Personal

mit der Montage und eventuellen

Wartung dieser Anlagen betraut wird.«

Als Global Player hat Saft nicht nur den

neu entstehenden Markt der Solarstromspeicher

im Bereich Residential- und Commercial-PV-Anlagen

im Blick, das Unternehmen

bietet vielmehr Energiespeichersysteme

an, vom Kilowatt- bis in den

Megawatt-Bereich. »Unser Lösungsspektrum

reicht hier von netzgekoppelten

Unter der Bezeichnung Synerion stellt Saft Energiespeicherlösungen

von 2,2 bis 10 kWh für private PV-

Anlagen her. Diese Batterien befinden sich bereits in

Serienfertigung und werden von unterschiedlichen

Systemintegratoren im PV-Sektor angeboten.

Speicherlösungen für den Bereich der Erzeugung,

der Übertragung und der Verteilung

bis zum Verbrauch«, zählt Schuh auf.

»Während es bei der Erzeugung vor allem

um die Verstetigung der Einspeiseleistung,

Glättung und Spitzenglättung im Leistungsbereich

von 1 bis 10 MW geht, steht

bei den Verbrauchslösungen mit Leistungen

von 5 bis 50 kW vor allem das Thema

Zeitverschiebung und lokales Energiemanagement

im Vordergrund.

Schuh verweist auch darauf, »dass inzwischen

weltweit große Systeme im Bereich

erneuerbarer Energien nur noch dann an

die Systeme angeschlossen werden, wenn

richtig dimensionierte Zwischenspeicher

zur Verfügung stehen«.

Während die Systeme für die größeren Lösungen

bei Saft »Intensium Max« heißen,

firmieren die Lösungen für den Residential-

und Commercial-Bereich unter der Bezeichnung

»Synerion« und werden von

verschiedenen Systemintegratoren im PV-

Bereich angeboten. Diese Module bieten

2,2 kWh und 48 V. »Für einen durchschnittlichen

Privathaushalt«, so Schuh,

»dürfte eine aus zwei Modulen bestehende

Lösung auch anspruchsvollere

Eigenverbrauchsanforderungen zufriedenstellend

abdecken.«

Saft setzt bei seinen Speicher-systemen

durchgehend auf Lithium-Lösungen.

Sie zeichnen sich durch

eine Energiedichte bis 135 Wh/l,

sehr kurze Reaktionszeiten, eine

hohe Zyklenfestigkeit, einen Wirkungsgrad

von mehr als 95 Prozent

und ein Leistungsvermögen bis 800

W/l aus. Konkret handelt es sich

um Lithium-Eisen-Phosphat-Akkus. Saft

setzt eine von der Südchemie entwickelte

elektrochemische Materialvariante

ein, die das Unternehmen »Super Phosphat«

nennt. Sie erlaubt es beispielsweise,

25 Prozent mehr Power in Form von Wh

aus den Zellen zu holen als bei den Standard-Lithium-Eisen-Phosphat-Systemen.

Gleichzeitig weisen die Super-Phosphat-

Akkus eine deutlich geringere Alterung

bei hohen Temperaturen auf. Super Phosphat

erlaubt darüber hinaus ein besseres

Balancing der Zellen. Wie Schuh erläutert,

ist damit auch eine Kalibrierung der Zellen

möglich. eg)


Bild: Saft

36

Energie & Technik 4/2013


■ SFC Energy baut mit einer neuen Brennstoffzellen-Generation das Angebot für Industrieanwendungen aus

Lange autark zu niedrigen Kosten

Für die neue Efoy-Pro-Generation hat SFC Energy die Erfahrungen und Wünsche

seiner Kunden aus einer Reihe wichtiger Industrieanwendungen gebündelt und

garantiert auch unter rauen Einsatzbedingungen eine lange Stromautarkie bei

niedrigen Kosten.

Trotz schwieriger werdender Rahmenbedingungen

insbesondere in den Märkten

Verteidigung & Sicherheit sowie Freizeit

sieht sich Dr. Peter Podesser, CEO der SFC

Energy Gruppe, für das laufende Geschäftsjahr

gut gerüstet. Nach einem

Gruppenumsatz von 31,26 Mio. Euro im

letzten Jahr rechnet Dr. Podesser für 2013

mit einer Umsatzsteigerung von rund 10

Prozent.

Bild: SFC Energy

Die Tatsache, dass der Umsatz der SFC-

Gruppe im ersten Quartal 2013 leicht unter

Vorjahresniveau lag, hat für den CEO der

Gruppe verschiedene Gründe. So verzögert

sich im Verteidigungsbereich die Vergabe

von Programmen sowohl durch den

nach wie vor schwelenden Haushaltsstreit

in den USA als auch die Auswirkung der

Reformen in verschiedenen europäischen

Verteidigungsorganisation. Der Freizeitbereich

wiederum, so Dr. Podesser, leide

nach wie vor unter der schwierigen Lage

des Caravaning- und Bootsmarktes und

der damit verbundenen Kaufzurückhaltung

der Endverbraucher.

Trotzdem konnten zuletzt speziell in diesem

Umfeld weitere OEM-Partnerschaften

geschlossen werden. So bietet der Caravaning-Spezialist

Knaus-Tabbert seit Anfang

des Jahres die Efoy-Brennstoffzelle in seinen

Wohnwagen an, und zwei weitere

internationale Bootshersteller, Leonardo

Yachts aus Holland und Marex Boats aus

Norwegen, bieten nun die »Efoy Comfort«

in ihren Booten an. Weiterhin positiv entwickelt

sich der Einsatz von Brennstoffzellen

in wichtigen Industriemärkten: Anwendungsgebiete

wie zivile Sicherheit

und Überwachung, Windindustrie sowie

Öl & Gas in Kanada treiben das Wachstum

der SFC-Gruppe kontinuierlich an, erläutert

Dr. Podesser.

In ihrer jüngsten Ausführung (Efoy Pro 2400) wurde die Leistung der bislang stärksten

Efoy-Pro-Brennstoffzelle um über 20 Prozent auf jetzt 110 W gesteigert. Als Duo-Variante

ist die kleinere »Efoy Pro 800 Duo« in der Lage, einen kontinuierlichen Leistungsbedarf

von 25 W über 100 Tage lang autark zu versorgen.

Um von den Wachstumspotenzialen speziell

im Bereich professioneller Industrieanwendungen

in Zukunft noch stärker

profitieren zu können, hat das Unternehmen

SFC Energy vor kurzem eine neue

Generation seiner Efoy-Pro-Brennstoffzellen

auf den Markt gebracht. Mit einer um

50 Prozent gesteigerten garantierten Lebensdauer

von 4500 Betriebsstunden und

einer weiteren Reduzierung der Betriebskosten

um bis zu 40 Prozent reagiert das

Unternehmen auf die Kundenwünsche

professioneller Nutzer netzferner Stromversorgungslösungen.

Mit der neuen Efoy-

Pro-Generation wird eine absolut zuverlässige

Stromversorgung rund um die Uhr,

bei jedem Wetter und zu jeder Jahreszeit

garantiert.

Lieferbar sind die neuen Brennstoffzellen

in zwei Leistungsklassen, nämlich dem

»Efoy Pro 800« mit 45 W und dem »Efoy

Pro 2400« mit 110 W maximaler Ausgangsleistung.

Damit wurde die Leistung der

bislang stärksten »Efoy Pro« um über 20

Prozent gesteigert. Beide Leistungsklassen

sind darüber hinaus als Duo-Variante mit

zwei Tankanschlüssen erhältlich. In dieser

Variante sind zwei 28-Liter-Tankpatronen

direkt an eine Brennstoffzelle anschließbar.

Diese Neuerung wurde eingeführt, um

den Anwendern noch längere Autonomie

ohne Benutzereingriff zu geben. So kann

beispielsweise eine »Efoy Pro 800 Duo«

nun eine Anwendung mit einem kontinuierlichen

Leistungsbedarf von 25 W über

100 Tage lang autark und ohne jeglichen

Benutzereingriff mit Strom versorgen. Für

den Betreiber zahlt sich das durch hohe

Betriebs- und Logistikkosteneinsparungen

aus.

Wie ihre Vorgänger lassen sich die neuen

Brennstoffzellen verdeckt, an Bord von

Fahrzeugen, im Schaltschrank oder in einer

wetterfesten Box sowohl mobil als

auch stationär einsetzen. Darüber hinaus

eignen sich die Efoy-Pro-Brennstoffzellen

als Hybrid-Energieversorgung oder als

Back-up-Ergänzung zu Solar: Sobald die

Solaranlage nicht genügend Leistung

bringt, schaltet sich die Brennstoffzelle

vollautomatisch zu und gleicht die Energielücke

aus. (eg)


4/2013 Energie & Technik

37


Smart Home

■ Qualitativ hochwertige Energiezähler sind Voraussetzungen für das Smart Grid

Zu lange vernachlässigt:

Energiemessung und Sicherheit

im Smart Grid

Energiemessung und Sicherheit – das sind die wesentlichen Faktoren für den Erfolg

des Smart Grid. Erst wenn die Smart Grid-Designs darauf hin ausgelegt werden,

können Smart Meters und Energiemanagement ihr Potenzial voll ausspielen. Unter

dieser Perspektive schaffen qualitativ hochwertige Energiezähler die Voraussetzungen

für das Smart Grid.

Das künftige Management der Smart Grid-

Technologie und die Tatsache, dass ihre

Wurzeln in der Telekommunikations-Infrastruktur

liegen (mehr dazu im Kastentext)

lassen leider allzu leicht in Vergessenheit

geraten, dass Energiemessung und

Sicherheit zwei unerlässliche Voraussetzungen

für den Erfolg des Systems sind.

Ein Netzwerk, dessen Zweck das Elektrizitätsmanagement

ist, muss schließlich

einerseits seine kritische Handelsware

messen und gleichzeitig die wertvolle Infrastruktur

schützen, mit deren Hilfe sie

geliefert wird.

Smart Meter messen den privaten und gewerblichen

Energieverbrauch mit einem

als Metrologie bezeichneten Feature. Es

ermöglicht die Energiemessung auf einem

für die Rechnungslegung der EVUs geeigneten

Genauigkeitsniveau. In mehreren

Regionen, darunter Italien, Skandinavien

und Kalifornien, sind diese Smart Meter

bereits Bestandteil äußerst umfangreicher

Machine-to-Machine-Netzwerke der Energieversorger.

Dennoch sind die EVUs nicht

als einzige am Messen des Energieverbrauchs

interessiert, denn die Vorteile einer

breit angelegten Energieverbrauchs-

Messung können einer großen Zahl von

Anwendern und Anbietern im Smart Grid

zugutekommen.

Ich kann hierzu eine persönliche Erfahrung

besteuern: Im vergangenen Jahr wurde

meine Stromrechnung in den Monaten

Oktober, November und Dezember nach

und nach immer höher. Ende Dezember

dann stellte mein Wäschetrockner seinen

Dienst ein. Mitten im Winter war es ein

Glück, dass meine Frau und ich schnell

ein neues Gerät beschaffen konnten.

Nachträglich stellte sich heraus, dass ein

Motor des alten Geräts schließlich durchgebrannt

war, nachdem er schon in den

Monaten zuvor die hohe Stromrechnung

verursacht hatte.

Hilfreich wäre in einem solchen Fall eine

Energiemessung gewesen, die im privaten

wie gewerblichen Bereich gravierende

Vorteile bietet. Die Senkung des Strombedarfs

gehört ebenso zu den Pluspunkten

wie die Möglichkeit zur Feststellung von

Verbrauchsprofilen, die auf die Notwendigkeit

von Wartungsmaßnahmen oder

eines Austauschs kritischer Anlagen hindeuten

können. Ein weiterer Vorteil ist die

bessere Information der Anwender oder

Bediener, die dadurch fundiertere Entscheidungen

über den Energieverbrauch

oder die System-Performance treffen können.

Im Fall meines Trockners hätte eine

präzise Messung sofort offenbart, dass das

Gerät mit der Zeit immer mehr Strom verbraucht

hat. Ebenso wie im Auto eine

38

Energie & Technik 4/2013


Kontrollleuchte signalisiert, dass der Kundendienst

fällig wird, zeichnet auch die

Energiemessung die Verbrauchsprofile

auf. Sie lässt damit lange vor einem eventuellen

Ausfall Rückschlüsse auf den Zustand

des betreffenden Geräts zu. Ich hätte

in diesem Fall ausreichend Zeit gehabt,

eine Reparatur zu veranlassen, oder mich

ohne Zeitdruck nach einem günstigen

Neugerät umschauen können.

Die Energie, die durch einen defekten Wäschetrockner

vergeudet wird, ist natürlich

unbedeutend im Vergleich zu dem, was

sich durch die Energiemessung in einem

Industriebetrieb einsparen lässt. In Produktionsumgebungen,

in denen 54% der

Elektrizität für Motoren verbraucht werden,

geht es um wesentlich mehr, denn

hier gilt es, Maschinenverfügbarkeits- und

Produktionsvorgaben einzuhalten. Ein

Motor von 100 hp Leistung, bei dem ein

Spannungs-Ungleichgewicht von 2,5%

besteht, kann beispielsweise jährlich um

knapp 500 Dollar höhere Stromkosten verursachen.

Hinzu kommt der höhere Verschleiß mit

der Folge, dass der Instandhaltungsaufwand

zunimmt und der Motor früher ersetzt

werden muss. Schon dieses einfache

Beispiel macht die enormen Vorteile deutlich,

die sich durch die Energiemessung in

einem industriellen Smart-Grid-System

potenziell einstellen. Denkt man hier konsequent

weiter und multipliziert die Kosten

für Elektrizität und Instandhaltung

mit der Zahl der weltweit eingesetzten

Zeus von Maxim Integrated Products ist ein Integrations- und

Sicherheitssystem für Smart Grids

Motoren, so wird klar, wie viel Energie

und Kosten in globalem Maßstab gespart

werden können.

Ist die Bedeutung eines sorgfältig koordinierten

Energiemanagements erst einmal

deutlich geworden, sucht man nach Wegen

zu seiner Umsetzung, und hier kommt

es auf intelligente Energiezähler und Messsysteme

an. Maxim Integrated bietet eine

ganz Reihe von Energiemess- und Motordiagnose-Systeme

zur Überwachung der

Energieversorgung an. Die Produkte

78M6610, 78M6613, 78M6631 und MAX-

78638 ermöglichen die präzise Vierquadranten-Elektrizitätsmessung

mit kundenspezifischer

Firmware. Sie liefern wertvolle

Messwerte zur Überwachung des

effizienten Wechselrichterbetriebs an PV-

Anlagen, des einwandfreien Zustands von

Motoren in industriellen Einrichtungen

sowie des Energieverbrauchs von Beleuchtungsanlagen

und Rechnersystemen. Die

Aufwendungen für die Energiemessung

fallen gegenüber den Einsparungen, die

sich durch die Vermeidung von Anlagenausfällen

und die reduzierten Stillstände

ergeben, nicht ins Gewicht.

Sicherheit im Smart Grid –

unerlässlich, aber kaum gewürdigt

Das Smart Grid verlangt nach lückenloser

Sicherheit – an jedem Tag rund um die

Uhr. Die Wichtigkeit dieses Aspekts unterschätzen

nicht nur die Mehrzahl der Verbraucher,

sondern auch die meisten gewerblichen

Nutzer und EVUs. Endpunkte

wie etwa Smart Meter, Industriemotoren,

Consumer-Geräte und dezentralisierte

Automatisierungs-Ausrüstungen verbrauchen

und kontrollieren Elektrizität. Mittlerweile

nehmen die Anwendungen für

Geräte mit Netzanschluss weiter zu, weil

Smart Grid und Telekommunikation

Die Geschichte zweier Netzwerke

Wenn wir über das Thema Smart Grid reden, rücken

wir häufig dessen Fähigkeit in den Mittelpunkt,

ein selbstheilendes Stromnetz zu bilden,

das den Energieverbrauch senkt und unsere Energie-Infrastruktur

transformiert. Wie aber wurde

solch eine revolutionäre Technologie entworfen

und umgesetzt, und welche Beweggründe

steckten dahinter?

Die Telekommunikations-Infrastruktur mit ihrer

ausgefeilten Architektur und ihrem heutigen Stand

der Technik bildet das Fundament des heutigen

Smart Grid. Unterhält man sich über dieses Thema,

kommen oft die Netzwerktechnik und die großen

Datenmengen zur Sprache, die es möglich machen,

einen enormen Umfang an Information zu

bündeln und zu analysieren. Auf dieser Basis lassen

sich dann fundiert Entscheidungen treffen.

Tatsächlich stützen sich die Telekommunikation

und das Smart Grid auf die gleichen zentralen,

durchsatzstarken und interoperablen Kommunikationsschichten.

Dennoch besteht zwischen beiden

Netzwerken ein grundlegender und enorm wichtiger

Unterschied: Das Smart Grid ist ein echtes

Machine-to-Machine-Netzwerk, während traditionelle

Telekommunikations-Endpunkte eine Interaktion

zwischen Mensch und Maschine vorsehen,

ob per Telefon, per Computer oder neuerdings per

Smartphone. Die Endpunkte von Machine-to-Machine-Netzwerken

dagegen bestehen aus Sensoren,

funktionierenden Maschinen oder beidem.

Diese Maschinen stehen häufig nicht unter unmittelbarer

menschlicher Kontrolle und können dadurch

den Zustand des Netzwerks nicht unbedingt

ausdrücken oder melden. Industrielle Sensoren

etwa befinden sich oft an schlecht zugänglichen

Orten, weit entfernt von der Zentrale, ohne Zugang

zu Upgrades und fernab von jeglicher menschlicher

Überwachung. Weil es keine menschlichen

Einwirkungen zwischen dem System und den dezentralen

Geräten gibt, müssen die Designer von

Smart Grids sowohl die Sensorfunktionen selbst als

auch die Sicherheit eines solchen dezentralen

Netzwerks fundiert durchdenken. (ha)

4/2013 Energie & Technik

39


Smart Home

ernsten Bedrohungen Herr werden und

maximale Verfügbarkeit gewährleisten,

gleich ob es um einen simplen Wäschetrockner

geht oder um einen ausgefeilten,

weit verteilten Industriekomplex. Leider

wird die Schwere der Sicherheitsrisiken in

vielen Fällen nicht in vollem Umfang gewürdigt,

und die Sicherheitsmaßnahmen

beschränken sich auf ein Minimum. Ein

EVU-Mitarbeiter sagte mir einmal, die

Umspannwerke seines Unternehmens

seien allein durch Stacheldraht, ein Vorhängeschloss

und Hochspannung gesichert.

Andere weniger kundige Betreiber

vertrauen den eigenen Sicherheitsmaßnahmen

der Hardware und erkennen nicht

die größeren Gefahren, die durch Cyber-

Attacken auf die Software drohen. Die

effektivsten Sicherheitslösungen bieten

Schutz über den gesamten Lebenszyklus

eines Produkts hinweg und beziehen die

Hardware und die Software ein. Potenzielle

Sicherheitsprobleme können in

sämtlichen Phasen des Betriebs eines Produkts

auftreten: vom Kauf über die Produktion

und den Betrieb bis hin zur Stilllegung

hat das Thema Netzsicherheit

weitreichende Konsequenzen.

Maxim bietet verschiedenste ICs

zur Überwachung der Energieversorgung

an.

die Smart-Grid-Betreiber die Möglichkeiten

intelligenter Netzwerke zu nutzen

beginnen, um den Leistungsfaktor zu korrigieren,

die Spannung zu optimieren, Störungen

präzise einzukreisen und die Reparaturzeiten

zu verringern, um die Verfügbarkeit

zu steigern.

Cyber-Attacken, Diebstahl geistigen Eigentums

und Produktivitätseinbußen – all

diese Bedrohungen sind im Smart Grid

ebenso wie in industriellen Steuerungssystemen

auf dem Vormarsch. Nur mit vollständigen,

für das Smart Grid optimierten

Sicherheitsmaßnahmen kann man diesen

Beim Kauf eines Produkts, das an einem

Smart Grid funktionieren soll, muss der

Käufer die Gewissheit haben, dass ein verlässlicher

Kanal für den Bezug der Halbleiter

und anderer kritischer Rechenbausteine

existiert, denn nur so lässt sich der

Einkauf gefälschter Produkte ausschließen.

In der Produktion verhindern Authentifizierungsschlüssel,

dass Außenstehende

wie zum Beispiel Auftragsfertiger

widerrechtlich in den Besitz von Schlüsseln

gelangen, die später für die Strompiraterie

oder das Einschleusen von Viren in

das Stromnetz genutzt werden könnten.

Beim Einsatz im Feld bieten ein sicheres

Speichern von Schlüsseln und die Anwendung

mehrerer Verschlüsselungsebenen

den Kommunikationskanälen Schutz. Sichere

Bootloader verhindern, dass Viren

und Malware in das System gelangen.

Hardware-Verfahren überwachen die physische

Sicherheit. Nicht unter konstanter

Überwachung stehende Geräte und Sensoren

sind definitiv auf eine derart lückenlose

Absicherung angewiesen.

Nur mit für das Smart Grid optimierten Maßnahmen ist maximale Sicherheit zu

gewährleisten, egal ob es um einen Kühlschrank geht oder um ein Umspannwerk.

Am effektivsten sind Sicherheitsmaßnahmen,

die direkt in das Design des Systems

oder Grids integriert werden. Maxim

bietet eine ganze Reihe sicherer Produkte

(z.B. MAXQ1050, MAX36025 und MAX-

71637) an, die den Sicherheitsanforderungen

des Smart Grid gerecht werden.

Integriert sind hier grundlegende Authentifizierungs-Funktionen

für Multilayer-

Verfahren mit geteilten Schlüsseln, asymmetrischer

Verschlüsselung, sicheren

Bootloadern und verschiedenen Schutzmechanismen

gegen mechanische Manipulation.

(ha)


40

Energie & Technik 4/2013


■ Komfort und Sicherheit steigern, Energiekosten senken

Smart Home:

der einfache und

wirtschaftliche Einstieg

Hausautomation einfach und kostengünstig zu realisieren – mit diesem Ziel hat

contronics eine Software entwickelt, die es erlaubt, Licht-, Rolladen-, Heizungsund

Alarmtechnik sowie Sicherheitstechnik gewerkeübergreifend mit vertretbaren

Kosten zu verknüpfen.

»Wir haben schon vor zehn Jahren eine

zukunftsweisende Software entwickelt,

die es erlaubt, die Hausautomation zentral

zu steuern«, sagt Christian Schöller, Geschäftsführer

der contronics GmbH. In

dieser Zeit entstand ein enger Kontakt

zwischen contronics und eQ-3, die zu diesem

Zeitpunkt noch unter ELV firmierte.

Damals führte eQ-3 verschiedene Gerätefamilien

für die Hausautomatisierung im

Programm, darunter FS20, der Vorläufer

von HomeMatic, HMS, FHT und Wettersensoren.

Contronics verband diese Geräte

über ein Interface und die vorhandene

homeputer-Software.

»Mit unserem Interface konnten wir ab

2004 die verschiedenen Systemkomponenten

über die Gewerke hinweg verknüpfen«,

erklärt Schoeöller. Seit 2008 gibt

es das HomeMatic-System von eQ-3, das

sich zunehmend im Markt durchsetzt. Für

dieses System bietet contronics eine Zusatzsoftware,

die komplexe Steuerungen

Christian Schöller, contronics

» Mit der homeputer-Software und den

HomeMatic-Komponenten von eQ-3

können auch Laien ein Smart Home

gewerkeübergreifend und zu niedrigen

Einstiegskosten realisieren. «

und die Ausrüstung auch größerer Objekte

erlaubt. Das HomeMatic-Angebot reicht

von Funkfernbedienungen über Heizungssteuerungen,

Tür- und Fenstersteuerungen,

intelligente Schalter und Sensorik

bis zu Modulen für die Energiemessung.

Auch den intelligenten Leitungsbus, Verknüpfungen

von HomeMatic zu FS20 und

weitere Sonderpakete wie etwa für die

Steuerung von Fußbodenheizkreisen führt

contronics im Programm.

Das Herz des Systems bildet die HomeMatic-Zentrale.

Sie stellt über 868 MHz die

Funkverbindung zu den Komponenten

her. Das von HomeMatic verwendete

Funkprotokoll Bidcos kann aufgrund seiner

AES Verschlüsselung auch das Management

von Türen und Fenstern übernehmen.

Außerdem verfügt die Zentrale

über eine Ethernet-Schnittstelle sowie

über einen Anschluss an den HomeMatic-

RS485-Leitungsbus. Dieser intelligente

Leitungsbus schlägt die Brücke zwischen

den Funkkomponenten und den drahtgebundenen

Komponenten der HomeMatic-

Welt.

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Smart Home

Die Zentrale übernimmt übergreifende

Steuer-, Melde- und Kontrollfunktionen.

Über eine Benutzer-

Oberfläche können die Anwender

verschiedene Automatisierungsaufgaben

und Szenarien einfach

realisieren. Außerdem stellt die

Zentrale die Konfigurationsschnittstelle

für die HomeMatic-Komponenten

bereit.

Die Software

macht den Unterschied

Für die HomeMatic-Zentrale bietet

contronics die homputer-CL-Standard-Software

an, eine Weiterentwicklung

der ursprünglich für die FS20-

Systeme konzipierten homeputer-Software.

Alle HomeMatic-Geräte lassen sich

so menügeführt konfigurieren und programmieren.

Die homeputer-CL-Studio-Software ist mit

einer erheblich erweiterten Makrosprache

und zusätzlichen Funktionen ausgestattet.

Die Eingabe der Makros kann auch über

einen integrierten Texteditor erfolgen, es

stehen beliebige individuelle Ansichten

zur Verfügung, eine separate Visualisierung

ist im Netzwerk auf bis zu drei PCs

möglich. Der integrierte Web-Server ermöglicht

die Steuerung über externe PCs,

Die Benutzeroberfläche

der homeputer-CL-Studio-Software

SmartPhone und Internet. Die mit der

homputer-CL-Studio-Software ausgestattete

HomeMatic-Zentrale bietet Contronics

für 359 Euro an. Damit ist fast jeder Programmierwunsch

realisierbar.

Das Haus auf dem Smartphone

Über das Internet erhält der Benutzer auch

über Smartphone oder Tablett-PC jederzeit

Zugang zur Zentrale und kann über eine

App sehen, welchen Status beispielsweise

die Heizung hat. »Diese Möglichkeit nutzen

die Anwender jetzt sehr gerne, das

bringt neben dem höheren Komfort auch

den Spaßfaktor ins Spiel«, erklärt Schöller.

Und der Sicherheitsaspekt spielt

ebenfalls eine immer wichtigere Rolle.

Beispielsweise können die Anwender

Videokameras installieren und

die Bilder auf das Smartphone senden.

»Für solche Systeme steigt die

Nachfrage derzeit stark an«, beobachtet

Schöller.

In den komplexen Funktionalitäten,

die die eigene Software abbilden

kann, sieht Schöller das entscheidende

Differenzierungsmerkmal zu

anderen Systemen: »Wenn beispielsweise

die Heizung im Wohnzimmer

abgeschaltet werden soll, falls sich

niemand im Wohnzimmer befindet,

das Licht ausgeschaltet ist und es nach 21

Uhr ist, dann kann man das kaum mehr

tabellarisch abbilden. Eine transparente,

leicht zu bedienende Software ist in einem

derartigen Fall wesentlich kundenfreundlicher.«

Ebenfalls entscheidend ist, dass die Anwender

weder IT-Spezialisten noch Elektrotechniker

sein müssen, um das System

zu installieren. Auch Laien schaffen es in

kurzer Zeit, die Zentrale mit HomeMatic-

Komponenten zu verbinden und das System

nach ihren Wünschen zu programmieren.

Deshalb wendet sich contronics

direkt über das Internet an die Endkunden.

»In letzter Zeit gewinnen wir aber

auch mehr und mehr IT-affine Fachbetriebe,

die die Systeme von uns kaufen

und dann bei ihren Kunden installieren«,

erklärt Schöller.

Heizkosten sinken um ein Drittel

Ein weiteres entscheidendes Kriterium ist

der Preis. Der Anwender kann beispielsweise

mit Systemen zur Steuerung der

Heizung starten. Das kostet selten mehr

als 1200 Euro. Will er gleich eine komplette

Haussteuerung installieren, dann

hängt der Preis auch von der Größe des

Hauses ab, »aber die Anwender werden es

kaum schaffen, mehr als 3000 Euro auszugeben«,

so Schöller.

Und allein die Heizungssteuerung macht

sich schnell bezahlt. Im Durchschnitt lie-

42

Energie & Technik 4/2013


ßen sich laut Schöller damit die Heizkosten

um mindestens ein Drittel senken, in

Kombination mit der Rollladensteuerung

häufig sogar um deutlich mehr. Auch den

Energieverbrauch können die Anwender

überwachen. Die Komponenten messen

die Stromverbräuche an Steckdosen und

im Zählerkasten und schicken die Daten

an die Zentrale, die dann auf Wunsch die

Verbrauchskurven über einen bestimmten

Zeitraum visualisiert. Das System ist auch

in der Lage, je nach Tarifen oder Uhrzeit

Verbraucher ein- oder auszuschalten, um

den Strom möglichst zu günstigen Preisen

beziehen zu können. (ha)


■ Moderne Stromzähler-Infrastrukturen

Rasantes Wachstum bis 2016

Einer aktuellen Studie von Frost&Sullivan zufolge soll sich der europäische Markt

für Advanced Metering Infrastructures (AMI) von 1,13 Milliarden US-Dollar Umsatz

im Jahr 2011 um jährlich durchschnittlich 26,9 Prozent auf 3,72 Mrd. Dollar in 2016

verdreifachen.

»Neue, intelligente Netztechnologien, die

das verbesserte Energiemanagement unterstützen,

kurbeln die Einführung von

AMI in Europa an«, stellt Frost&Sullivan-

Research-Analystin Neha Vikash fest. »Der

Markt wird voraussichtlich nicht nur in

den Segmenten intelligente Stromzähler

und Installation höhere Wachstumsraten

verzeichnen, sondern auch in den Bereichen

Kommunikationssysteme und

Netzwerke, MDM sowie Kunden- und Programmdatenmanagement.«

Trotz der offenkundigen Vorteile zeige die

Implementierung intelligenter Stromzähler

regionale Ungleichheiten auf. So sei

das Marktwachstum in West- und Nordeuropa

schneller erfolgt als in Mittel- und

Osteuropa. Es sei jedoch davon auszugehen,

dass die Implementierung dort

schneller erfolgen werde als in Westeuropa,

sobald die großflächige Einführung in

der Region beginne.

»Die Stromzähler-Infrastruktur ist ein

wichtiger Schritt, um das 20-20-20-Ziel der

EU zu erreichen, das besagt, dass 80 Prozent

der Haushalte bis 2020 intelligente

Stromzähler haben müssen und die Markteinführung

bis 2022 vollständig abgeschlossen

sein muss«, führt Vikash weiter

aus. »Aufträge aus der öffentlichen Hand

sind daher eine wichtige Triebkraft bei der

Bereitstellung der Stromzähler-Infrastruktur.«

Neben der Gesetzgebung spielen laut

Frost&Sullivan fehlende Kommunikationsstandards

und Sicherheitsprobleme

eine zentrale Rolle bei der Bestimmung

der Marktchancen. So stelle beispielsweise

die Datensicherheit in allen Mitgliedstaaten

ein Problem dar. Dieser Umstand

habe zu einer Verzögerung der Einführung

intelligenter Stromzähler geführt. (nw)

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■ Das Elektrohandwerk ist im permanenten Wandel

»Wo bleibt das

Energiespeicher-Förderprogramm?«

Das intelligente Haus und die Vernetzung von Gebäuden und Anlagen mit dem

Stromnetz, um Lasten gleichmäßig zu verteilen, sind als wichtige Bestandteile der

künftigen Energiewende Aufgaben des Elektrohandwerks, das dringend Fachkräfte

sucht. Ein Gespräch mit Bernd Dechert, Geschäftsführer Technik und stv. Hauptgeschäftsführer

beim Zentralverband der Deutschen Elektro- und Informationstechnischen

Handwerke.

Energie&Technik: Herr Dechert, die

Elektrohandwerker sollen die Umsetzungskompetenz

für die Energiewende

besitzen – wie sieht es damit aktuell

aus?

Bernd Dechert: Wir möchten eine entscheidende

Rolle spielen. Das Elektrohandwerk

ist nicht nur dafür verantwortlich,

die intelligente Haustechnik einzubauen,

wir müssen beim Kunden auch

den Nutzen solcher Systeme vermitteln

können. Das Elektrohandwerk hat damit

die einmalige Chance, mit Beratung, Verkauf

und Installation von Anlagen für den

Eigenverbrauch eine wichtige Rolle in der

Energiewende zu spielen.

Warum ist Smart Home noch Zukunftsmusik,

die Geräte dafür sind verfügbar?

Ein Problem ist die schleppende und unklare

Gesetzgebung. Das ist einer unsere

Kritikpunkte. So lief beispielsweise die

überstürzte Absenkung des EEGs nicht zu

unserer Zufriedenheit ab, im Gegenteil.

Die unklare Gesetzeslage war für den

Markt schädlich. In der Folge ist der PV-

Markt 2012 im ersten Quartal stark eingebrochen.

Ab Juni/Juli kam dann ein geballter

Nachholeffekt, bei dem wir mit der

Installation neuer Anlagen kaum nachkamen.

Und Ähnliches droht jetzt mit den

Speichersystemen. Die ungeklärte Gesetzeslage

lässt den Markt nicht in Gang

kommen. Eigentlich sollte das Energiespeicher-Förderprogramm

längst da sein.

Nun soll es am 1. Mai in Kraft treten – ich

glaube nicht daran.

Dabei hätte das Elektrohandwerk nach

dem PV-Boom eine neue große Aufgabe.

Fachkräfte für Smart Home und Metering

Vom Elektriker zum Systemintegrator

Die Ausbildungsberufe wurden in den Jahren

2003 bis 2008 modernisiert und den aktuellen

technischen Entwicklungen angepasst. Doch das

Elektrohandwerk leidet nach eigenen Angaben

an Nachwuchsmangel – es stehen mehr Lehrstellen

zur Verfügung als Bewerber.

Den Beruf des „Elektroinstallateurs“ kann man

heute nicht mehr lernen – zur Auswahl stehen

vielmehr der Elektrotechniker, Informationstechniker

und Elektromaschinenbauer sowie die zugeordneten

Ausbildungsberufe Elektroniker/-in

mit Fachrichtung Energie- und Gebäudetechnik,

Fachrichtung Automatisierungstechnik und

Fachrichtung Informations- und Telekommunikationstechnik,

Systemelektroniker/-in und

Informationselektroniker/-in mit Schwerpunkt

Bürosystemtechnik und Schwerpunkt Geräteund

Systemtechnik, außerdem Elektroniker/-in

für Maschinen und Antriebstechnik.

Im Fokus stehen heute digitale Techniken, die es

möglich machen, eine gebäudetechnische Infrastruktur,

die sich aus vielen einzelnen Komponenten

zusammensetzt, intelligent miteinander

zu vernetzen, Stichwort Smart Home und Smart

Metering. Die fortschreitende Automatisierung

von Wohnungen, Häusern und Gebäuden berührt

unmittelbar die elektro- und informationstechnischen

Handwerke. Was früher der Elektriker

war, ist heute der Elektroniker, der als Systemintegrator

die vielen Gebäudefunktionen zusammenbringt

und es ermöglicht, sie im Sinne

des Bewohners zu steuern. Erst durch ihn wird

aus dem technisch perfekt ausgestatteten Gebäude

ein „Intelligentes Gebäude“. Und was früher

der Radio- und Fernsehtechniker war, ist

heute der Informationselektroniker, zuständig für

elektronische Geräte und Bürosystemtechnik.

Gebäude, die sich mit digitaler Technik bedienen

lassen, überzeugen ihre Bewohner vor allem

durch Komfort. Immer wichtiger wird darüber

hinaus die Energieeffizienz. Über die digitale

Steuerung lässt sich der Energieverbrauch aller

Anwendungen fein aufeinander abstimmen. Zugleich

macht sie es möglich, dass jeder Hausbewohner

die Daten seines aktuellen Verbrauchs zu

jeder Tages- und Nachtzeit ablesen und beurteilen

kann. Der Energieverbrauch kann strategisch

günstig angepasst und auf den tatsächlichen Bedarf

reduziert werden. Ziel ist in Haus und Gebäude

das, was wir bisher nur aus dem Auto kannten:

auf einem Tachometer in Echtzeit ablesen zu können,

wie viel Strom, Gas oder Wasser das Haus

verbraucht.

Elektrischer Strom ist das alles verbindende Element

der digitalisierten Gebäudetechnik. Die

Digitalisierung bedeutet also gerade für die E-

Handwerksgruppe Aufgaben, die zunächst nicht

mit dem Aufgabengebiet eines klassischen Elektrikers

in Verbindung gebracht werden. Im Zentrum

des Zukunftsszenarios steht der „Systemintegrator“

im intelligenten Gebäude.

Im gewerblichen Bau kommen vor allem Mess-,

Steuer- und Regeltechnik, internetbasierte Gebäudesteuerung,

Zutrittskontrolle, digitale Videoüberwachung

und Datenkommunikation

zum Einsatz. Im privaten Wohnungsbau fällt darunter

auch das altersgerechte Wohnen mit hoher

Komfort- und Sicherheitsausstattung wie

etwa Bewegungsmeldertechnik und gute Bedienbarkeit.

Der „Elektroniker“ entwickelt sich

über die neuen Techniken immer mehr zum Systemintegrator.

Es kommen damit neue Aufgaben

auf den klassischen Handwerker zu, denn der

Kunde sucht Beratung für das Produkt – die Hardware

– und seine Anwendung – die Software. Ziel

der handwerklichen Betriebe ist es, sich vor allem

von Großunternehmen abzuheben und Speziallösungen

für jede Gebäudegröße umzusetzen

und individuelle, maßgeschneiderte gebäudetechnische

Komplettlösungen anzubieten. (sc)

44

Energie & Technik 4/2013


_07EPZ_erb_1-Sp_ME_01.ps;S: 1;Format:(45.00 x 30.00 mm);04. Jan 2012 13:23:32

Richtig. Noch vor ein paar Jahren waren

Photovoltaikanlagen auf dem Dach ein

renditeorientiertes Geschäftsmodell. Mit

Wegfall bzw. Kürzung der Einspeisevergütung

hat sich das Modell in Richtung

Eigenverbrauch gewandelt. Das Prinzip:

ortsnah erzeugen und verbrauchen. Es

ist eine große Aufgabe für uns, Speicher

und Energiemanagement nicht nur zu

installieren, sondern auch zu beraten,

denn noch fehlt in der Regel die Infrastruktur

dafür im Haus. Wir müssen den

Markt sensibilisieren, Qualifizierungsmaßnahmen

ergreifen und die Betriebe

auf diese neuen Möglichkeiten vorbereiten.

Das Handwerk muss dazu spezifische

Kenntnisse haben: etwa welche

Räumlichkeiten überhaupt für Speicher

geeignet sind, wie Ladesysteme auf Speicher

abgestimmt werden etc. Die Vorarbeit

hierzu müssen wir in Zusammenarbeit

mit der Industrie leisten. Das zweite

große Hindernis ist der Stand der Normung.

Aktuell haben wir zwar Produkte,

mit denen wir aber angesichts der fehlenden

Normung den Kunden nur schwer

bedienen können. Wir behelfen uns mit

Richtlinien, die wir gemeinsam mit den

Herstellern erarbeiten und den Normungsgremien

zur Verfügung stellen.

Wann wird es eine Normung geben?

In etwa zwei bis drei Jahren.

Wie gehen Sie mit diesem Stillstand

um?

Wir appellieren an die Politik. Preislich

bewegen wir uns ja noch in einem hohem

Segment, das vor allem Trendsetter

anspricht. Das Thema Smart Home-/Energiemanagement

durchläuft noch viele

Entwicklungssprünge, in die Erfahrungswerte

dieser Erstnutzer einfließen. Genau

dafür sind Förderprogramme notwendig!

2003 und 2008 haben Sie ihre Ausbildungsberufe

in zwei Schritten angepasst.

Wir haben bestehende Ausbildungen reformiert

und neue geschaffen. Die Inhalte

wurden »technikoffen« formuliert,

so dass unsere Gesellen in allen Bereichen

der Elektrohandwerke arbeiten

können, mit unterschiedlichen Schwerpunkten

in der Ausbildung. So entstand

2003 aus dem ehemaligen Elektroinstallateur

der „Elektroniker, Fachrichtung

Energie- und Gebäudetechnik“. Daneben

haben wir den „Elektroniker, Fachrichtung

Automatisierungstechnik“ und den

„Elektroniker, Fachrichtung Informations-und

Kommunikationstechnik“ geschaffen.

Mit den drei Ausrichtungen ist

die gesamte Bandbreite des Einsatzgebietes

abgebildet.

Der Markt ist ja noch nicht in Schwung

gekommen. Wie stellen Sie die Weiterbildung

Ihrer Mitglieder dennoch sicher?

Als Verband haben wir einen bestimmten

Wissensvorsprung und müssen unsere

Mitglieder auf neue Märkte aufmerksam

machen und Trends vermitteln. Wir arbeiten

mit einem Netzwerk aus sechs

innungsnahen Schulungsstätten zusammen,

das deutschlandweit verteilt ist. Es

heißt Elkonet. In diesem Rahmen haben

wir zum Beispiel den E-CHECK PV entwickelt,

einen Funktions- und Sicherheitscheck

von älteren PV-Anlagen.

Haben die älteren Elektroinstallateure

Schwierigkeiten mit dem ständigen

Wandel?

Zunächst einmal muss ich betonen, dass

der Wandel in der Ausbildung nicht bedeutet,

dass der „alte Elektroinstallateur“

das heutige Handwerk nicht mehr versteht.

Ständige Fort- und Weiterbildungen

speziell im Bereich Erneuerbare Energien

– etwa beim Elkonet oder bei einer anderen

verbandsnahen Schulungsstätte – gehören

selbstverständlich dazu, um immer

auf dem neuesten Stand zu sein.

Was innerhalb der dualen Ausbildung in

Schule und Lehrbetrieben nicht vermittelt

werden kann, etwa wenn die Technologie,

wie bei Lichtwellenleitern, noch

sehr neu ist, sollte eine überbetriebliche

Ausbildung übernehmen. Unser Pilotprojekt

„Überbetriebliche Ausbildung in

der Lichtwellenleitertechnik“ etwa wird

von den Branchenpartnern DIHK, VATM,

ZVEH sowie ZVEI unterstützt. Der erfolgreiche

Ausbau des Glasfasernetzes kann

nur mit gut ausgebildeten Fachkräften

Entwicklung – Bestückung – Prüfung –

Verguss – Medizintechnik –

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4/2013 Energie & Technik

45


Smart Home

gelingen. Aufgrund der technikoffenen

Gestaltung der Ausbildungsberufe sind

dafür jedoch keine Änderungen

der Ausbildungsverordnungen erforderlich.

Die nötigen Qualifizierungen

können in bestehende

Ausbildungsgänge integriert werden.

Bernd Dechert ist Geschäftsführer Technik

beim ZVEH. Der ZVEH vertritt die Interessen

von rund 73.765 Elektrobetrieben in 12 Landesverbänden

mit rund 340 Innungen.

Der Jahresumsatz der Branche lag im Jahr

2012 bei über 60 Milliarden Euro. In den drei

Berufsgruppen Elektrotechniker, Informationstechniker

und Elektromaschinenbauer

arbeiten insgesamt 462.291 Beschäftigte,

davon über 38.831 Auszubildende.

Bekommen Sie denn genügend

Auszubildende?

Insgesamt bilden die E-Handwerke

knapp 40.000 Azubis aus,

jährlich machen etwa 12.000 Lehrlinge

ihren Gesellenabschluss. Diese Zahl ist

seit fünf Jahren konstant. Allerdings gibt

es mittlerweile mehr Ausbildungsplätze

als Bewerber. Der Fachkräftemangel ist ein

grundsätzliches Problem. Wir haben nicht

nur zu wenig Gesellen, wir haben auch zu

wenig Auszubildende. Zum einen liegt das

daran, dass die Industrie von der zunehmenden

Elektrifizierung betroffen ist und

aufgrund des großen Bedarfs ebenso Fachkräfte

und Azubis sucht und aus dem

Handwerk abzieht. Die Konkurrenz ist also

groß. Zum anderen haben wir den Eindruck,

dass die Leistungskurven in den

Haupt- und Realschulen gesunken sind.

Umso stärker werben wir für die spannenden

Berufe in den E-Handwerken, die

jungen Leuten sehr viel Entfaltungspotenzial

bietet. Zum Beispiel liegt uns viel daran,

auch Frauen für unsere Ausbildungen

zu gewinnen, und natürlich ausländische

Fachkräfte, was aber nicht ganz leicht ist.

Wir können freilich die Anforderungen

nicht herunterschrauben.

Das Gespräch führte Corinne Schindlbeck

■ Stabiles Regulierungssystem ist entscheidend für Erfolg

Energiewende: Keine Experimente!

Damit die Energiewende gelingt, müssen die Netze ausgebaut werden. Das dazu

erforderliche Fremdkapital müssen die Banken finanzieren. Unsicherheiten im

Zuge der neuen Regulierungen führen derzeit zur Stagnation.

Bisher hatten die Banken mit reinen Netzgesellschaften

in Deutschland nur wenig

zu tun. Denn eigenständige Netzgesellschaften

gibt es in Deutschland noch nicht

lange. Die Finanzierungen liefen zuvor

weitgehend über die Holdings von Konzernen,

die noch für ihre eigenen Netze

zuständig waren.

Das bedeutet für die Banken: Sie mussten

sich nicht im Einzelnen mit Fragen der

Regulierungen beschäftigen, die im Zuge

der Energiewende jetzt anstehen. »Das

wird künftig nicht mehr ausreichen. Der

Kapitalbedarf für den Netzausbau wird so

stark steigen, dass es für Banken interessant

sein dürfte, sich mit den Regulierungen

zu beschäftigen«, sagt Hilko Schomerus,

Managing Director von Macquarie

Infrastructure and Real Assets.

Weil es in anderen Ländern schon seit längerem

mehr unabhängige Netzbetreiber

gibt, haben die Banken dort auch schon

mehr Know-how und Erfahrungen sammeln

können. Insbesondere das System in

Großbritannien gilt heute als Maßstab,

nicht nur für die Banken, sondern auch

für die Rating-Agenturen. Gerade die Rating-Agenturen

kennen den UK-Markt

recht gut, denn hier besteht schon seit längerem

Nachfrage nach ihren Dienstleistungen.

Das hat unausweichlich zur Folge,

dass die Rating-Agenturen alles, was

vom englischen Vorbildmodell abweicht,

mit Skepsis betrachten. Auch die Banken

werden immer den Vergleich mit England

suchen. »Nur wenn Kreditinstitute das Risiko

hierzulande gut einschätzen können,

wird schlussendlich die Energiewende gelingen«,

so Schomerus. »Die Banken müssen

der Überzeugung sein, dass das Regulierungssystem

stabil funktioniert. Dieses

Vertrauen aufzubauen, ist von vorrangiger

Bedeutung.«

46

Energie & Technik 4/2013


Unter dieser Prämisse gilt es, möglichst

viel Verlässlichkeit ins Regulierungssystem

zu bringen. Dazu gehört laut Schomerus

an erster Stelle: »Möglichst wenig ändern

und nur sehr vorsichtig optimieren.

Vollkommen neue Ideen und Entwürfe

könnten Rating-Agenturen und Banken

kritisch bewerten.« Das gilt beispielsweise

für das Schaefer-Modell. Das heißt laut

Schomerus keinesfalls, dass dieses Modell

nicht durchdacht wäre, im Gegenteil. Der

springende Punkt dabei ist allerdings:

»Weil es sich um ein komplett neues Modell

handelt, ist der zusätzliche Nutzen,

den es nach der Umsetzung einmal bringen

könnte, möglicherweise geringer als

der Schaden, den die zusätzliche Unsicherheit

durch die Umstellung bringt.«

Wenn man etwas am deutschen Regulierungssystem

ändern möchte, halten

Experten es deshalb für eine Möglichkeit,

sich zunächst einmal am englischen

Modell zu orientieren. Damit könnte man

Unsicherheiten reduzieren, die sonst

unweigerlich zu Risikoaufschlägen führen

und viel Geld kosten. Dies würde

die Vorteile zunichte machen, die ein

neues, durchaus gut durchdachtes Regulierungssystem

jemals wieder einbringen

könnten.

Hilko Schomerus, Macquarie

» Planungssicherheit ist bei langfristigen

Investitionen wichtiger für alle Beteiligten

als die perfekte Regulierung.«

Ein Beispiel dafür, wie Unsicherheiten entstehen,

sind Kapazitätsauktionen. Im Gegensatz

zu langfristigen Verträgen bringen

Kapazitätsauktionen Unsicherheit über

die Erlöse ins Spiel. Dieses neue Element

schaffe damit weniger Transparenz und

erweise sich in einem regulierten Geschäft

als kritisch. Leider gibt es derzeit hinsichtlich

der Energiewende noch sehr viele

weitere Unsicherheiten. Ein Paradebeispiel

ist der Anschluss der Off-Shore-

Windparks ans Netz. Werden die Windparks

wie beabsichtigt tatsächlich gebaut?

Solange hier Unsicherheit herrscht, werden

sich die Banken scheuen, den Kapitalbedarf

für solche Projekte zu finanzieren.

Ähnliches gilt für den Bau neuer

Stromtrassen in Nord-Süd-Richtung. »Derzeit

werden verschiedene Planungen

durchgeführt, aber Planungen sind nicht

teuer«, erklärt Schomerus. »Die Stunde der

Wahrheit kommt, wenn die Investitionen

für den Bau der Trassen anstehen.«

Im Moment tut sich in Deutschland wenig.

Das zeigte auch die Konferenz »Treffpunkt

Netze«, die kürzlich in Berlin stattfand.

Hier kamen Energieversorger und Netzbetreiber

zusammen, die Milliarden investieren

wollen. Als Hilko Schomerus während

seines Vortrags »Netze: Investitionen und

Finanzierung« ins Auditorium fragte, wie

viele Bankenvertreter denn anwesend

seien, regte sich keine einzige Hand. Sein

Fazit: »Die Banken sehen noch keinen Bedarf,

sich mit Regulierungen zu beschäftigen,

und die Industrie geht offenbar auch

noch nicht auf die Banken zu.« (ha)

■ Smarten: Konzeptstudie zum Energiemanagement in der Produktion

Einsparpotenzial:

mindestens 10 Prozent

Mit der Konzeptstudie »Verbesserung der Wirtschaftlichkeit und der Energieeffizienz

in produzierenden Unternehmen auf der Basis DIN ISO 50001« will Smarten

Potenziale von Energieeffizienzmaßnahmen für Unternehmen des produzierenden

Gewerbes aufzeigen und daraus Maßnahmen zur Effizienzsteigerung ableiten –

mit und ohne Investitionen.

Manchmal sind die notwendigen Themen

nicht die einfachen. Zum Beispiel fällt derzeit

vielen Unternehmen noch der Umgang

mit Energiemanagement schwer.

Dabei ist es nicht nur ratsam, sich mit der

Optimierung des eigenen Energieverbrauchs

zu befassen, sondern neuerdings

auch absolut notwendig. Denn der Deutsche

Bundestag hat in der Novelle des EEG

(Erneuerbare-Energien-Gesetz) bereits im

vergangenen Jahr eine »Besondere Ausgleichsregelung«

für stromintensive Unternehmen

im produzierenden Gewerbe festgelegt.

Diese Regelung besagt, dass die so

genannte EEG-Umlage – die es bereits seit

2000 gibt – nur noch dann begrenzt und

somit der Strombezug für diese Unternehmen

erheblich vergünstigt werden kann,

4/2013 Energie & Technik

47


Smart Home

wenn eine Gegenleistung dafür erbracht

wird: die Einführung und Aufrechterhaltung

eines Energiemanagementsystems

nach der Norm ISO 50001!

Doch wie mit allem Neuen, gibt es bisher

wenig Erfahrung in Unternehmen mit Implementierung

und Umsetzung effektiver

Energiemanagementsysteme. Deshalb hat

die Hamburger Smarten GmbH auf der

diesjährigen eWorld in Essen die einjährige

Konzeptstudie »Verbesserung der Wirtschaftlichkeit

und der Energieeffizienz in

produzierenden Unternehmen auf der Basis

DIN ISO 50001« gestartet. Ziel ist es,

Potenziale von Energieeffizienzmaßnahmen

für Unternehmen des produzierenden

Gewerbes aufzuzeigen. Auf Grundlage der

Ergebnisse und verschiedener Audits werden

Maßnahmen zur Effizienzsteigerung

abgeleitet – mit und ohne Investitionen.

Teilnehmer der Studie sind Energieversorger

und Unternehmen des produzierenden

Gewerbes, die mindestens einen Stromverbrauch

von 1 GWh pro Jahr erreichen.

Vier Cluster gewährleisten

die Vergleichbarkeit

»Mit den Ergebnissen unserer Konzeptstudie

entwickeln wir ein Modell, das allen

Unternehmen zur Orientierung dienen

kann, um ihr Energiemanagement zu realisieren«,

erläutert Smarten-Geschäftsführer

Nico Höper die Intention seiner Idee.

Um die Vergleichbarkeit der Unternehmen

zu gewährleisten, wurden im Vorfeld die

vier Cluster Kieswerke, Nahrungsmittelindustrie,

verarbeitendes Gewerbe sowie

Pharmaindustrie entwickelt. Darüber hinaus

beteiligen sich Energieversorgungsunternehmen,

die eng mit ihren Industriekunden

zusammenarbeiten. Eines ist den

an der Studie beteiligten Unternehmen

gemein: Sie sind überdurchschnittlich innovativ

und haben bereits erste Projekte

im Bereich der Energieeffizienz umgesetzt.

»Für uns ist es wichtig, mit Partnern

zusammenzuarbeiten, die ebenfalls ein

großes Interesse an Maßnahmen zum Aufbau

eines Energiemanagementsystems

haben«, betont Nico Höper.

Als Ausgangspunkt für die Bestimmung

und spätere Optimierung des Energieverbrauchs

dienen Kennzahlen aus dem Jahr

2012. Ein weiterer Grundwert ist der Absatz

an erzeugten Produkten – über diese

Kennzahl lassen sich Konjunkturschwankungen

ermitteln und ausgleichen, denn

natürlich soll Energie nicht durch Senkung

der Produktion eingespart werden.

»Wir wollen den Studienteilnehmern die

maximal größte Energieeinsparung aufzeigen,

die durch effektives Energiemanagement

heute erreicht werden kann«, so

Nico Höper. »Wir gehen davon aus, dass

dies mindestens 10% ihres derzeitigen

Verbrauchs sein werden.« Eine Herausforderung

für alle Beteiligten, »aber durchaus

realistisch«.

Dazu wertet Smarten nicht nur die bisherigen

Verträge und Abrechnungen der Unternehmen

aus, sondern misst auch regelmäßig

mit den eigenen Produkten den

Stromfluss. Dabei erkennen die Experten

deutlich mehr als nur den Verbrauch. »Wir

blicken tief in den Energiefluss eines Unternehmens,

bis hin zur Unterverteilung«,

sagt Nico Höper. Das heißt: Einzelne Geräte

werden erkannt – vom Galvanikbad

und der Fräse über Computer und Kopierer

bis zu Kaffeemaschinen und Lichtquellen.

»Alles steht auf dem Prüfstand, wir

hinterfragen das Ein- und Ausschalten von

Geräten genauso wie die Laufzeiten«, so

Höper.

Jedes Unternehmen kann mit

Energiemanagement Strom sparen

Denn ein geschicktes Management – zum

Beispiel beim Start von Maschinen – kann

oft schon Kosten verhindern, weil es unnötige

Lastspitzen vermeidet. »Ein großer

Teil unserer Aufgabe im Rahmen der Studie

ist es, den Unternehmen ihr eigenes

Verhalten in Sachen Energieverbrauch bewusst

zu machen«, beschreibt Nico Höper

die Situation. »Bisher sind gerade Stromzahlungen

immer irgendwie als Fixkosten

betrachtet worden, erst allmählich setzt

das Denken ein, dass gerade hier erheblicher

Handlungsbedarf besteht und aktives

Handeln sich schnell auszahlt.«

Schon während der einjährigen Studienphase

erarbeitet und definiert Smarten ein

Vorgehensmodell, das möglichst allgemeingültig

von allen Unternehmen des

entsprechenden Clusters angewendet werden

kann. Dabei wird unterschieden zwischen

Maßnahmen, die mit und ohne Investitionsbedarf

umgesetzt werden können.

»Wir wollen einen Beitrag zum Energiewandel

leisten und gleichzeitig deutlich

machen, dass jedes Unternehmen mit

einem funktionierenden Energiemanagementsystem

Strom einsparen kann, damit

Kosten minimiert und gleichzeitig aktiv

ohne zusätzlichen Aufwand erheblich

zum Umweltschutz beiträgt.«

Die eWorld 2013 in Essen. Hier startete Smarten seine einjährige Konzeptstudie.

Noch können sich interessierte Unternehmen

um eine Teilnahme bewerben. Die

Ergebnisse der Konzeptstudie »Verbesserung

der Wirtschaftlichkeit und der Energieeffizienz

in produzierenden Unternehmen

auf der Basis DIN ISO 50001« will

Smarten auf der eWorld 2014 in Essen präsentieren.

(ha)


48

Energie & Technik 4/2013


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Automatisierung

■ Höhere Verfügbarkeit von Kraftwerken durch fehlertolerant gestaltete Glasfasernetze

Optischer Bypass

in Windparks

Kraftwerke stellen hohe Ansprüche an Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit. Das gilt

besonders für Windparks, deren Standorte weitläufig und oft schwer zugänglich

sind. Moderne, auf Glasfasernetzen basierende Windparksteuerungen müssen

dem Rechnung tragen und fehlertolerant ausgelegt sein. Der Schlüssel dafür auf

Netzwerkebene ist der optische Bypass.

Von Thomas Kwaterski,

Prokurist und Gründer der Microsens GmbH & Co. KG.

Der Albtraum jedes Windparkbetreibers:

Eine Störung in einer Baugruppe legt ganze

Bereiche lahm, und das Wetter ist zu

schlecht, um einen Service-Techniker zu

schicken. Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit

stellen besonders bei schwierig erreichbaren

Standorten wie Offshore-Anlagen

hohe Ansprüche an Konzeption und Realisierung.

Das betrifft nicht nur die Energieerzeugung

selbst, sondern auch die Überwachung

und Steuerung der Anlagen. Für

die datentechnische Vernetzung greift man

daher gerne auf Glasfasern zurück, denn

Glasfasernetze zählen zu den zuverlässigsten

Übertragungsmedien überhaupt.

Immun gegen Interferenzen und elektromagnetische

Störungen übertragen sie

große Datenmengen zuverlässig über viele

Kilometer.

Um die Ausfallsicherheit weiter zu erhöhen,

hat sich in kritischen Umgebungen

eine ringförmige Verkabelungsstruktur

durchgesetzt. Auch wenn der Ring an einer

Stelle unterbrochen wird, sind dennoch

alle Geräte weiterhin miteinander verbunden.

Doch das vermeintliche Plus an Sicherheit

kann trügen. Fällt mehr als nur ein

Netzwerkknoten aus – sei es wegen Software-Problemen,

Hardware-Fehlern, mechanischen

Beschädigungen oder durch

einen Stromausfall –, dann kann auch die

Ringstruktur nicht helfen. Der gesamte Bereich

zwischen den beiden ausgefallenen

Knoten ist nicht mehr erreichbar.

Für ein wirklich fehlertolerantes System

müssten Kabelwege, Leitungen, Zuführungen

zu den Netzwerkknoten und die

Netzwerkknoten nach dem Prinzip

2. (N+1) ausgeführt sein: Alles ist doppelt

vorzusehen, und dabei erhält jedes Teilsystem

eine Komponente mehr als für den

Betrieb unmittelbar benötigt. Dazu kämen

unterbrechungsfreie Stromversorgungen

und Pufferbatterien, ebenfalls doppelt und

mit einer zusätzlichen Baugruppe. Zu den

Bilder: Doti / Matthias Ibeler; Microsens

50

Energie & Technik 4/2013


Untersuchungen zeigen, dass der Ausfall der

nachgelagerten Bereiche weit kritischer ist als

der Ausfall des Netzwerkknotens selbst. Mit

einem ausgefallenen Knoten und der daran angeschlossenen

Anlage kommt man oft zurecht.

Anders sieht es aus, wenn ganze Teile eines

Windparks von der Datenkommunikation abgeschnitten

sind. Da stellt sich die Frage: Was kostet

ein Ausfall? Wie lange kann auf den abgeschnittenen

Bereich verzichtet werden? Und wie

viel könnte ein Unternehmen sparen, wenn es

mit einfachen technischen Lösungen gelänge,

ausgefallene Anlagenteile wirksam zu überbrücken,

so dass die übrigen unbeeinträchtigt weiterarbeiten

können, bis die eine defekte Anlage

instand gesetzt werden kann?

Dasselbe gilt für Ausfallzeiten durch geplante

Wartungsarbeiten. Die Kosten sind riesig, wenn

größere Bereiche eines Windparks für Wartungsarbeiten

vom Netz genommen werden

müssen. Die zu wartende Anlage muss einzeln

freigeschaltet werden können. Eine einfache,

technisch robuste Lösung, die die ausgefallene

Anlage einfach überbrückt, den Rest des Netzes

– inklusive aller nachgelagerten Bereiche – aber

weiterhin funktionsfähig hält, wäre eine lohnende

Investition.

Bypass schützt vor Ausfall

Ein optischer Bypass löst dieses Problem zuverlässig

und wirtschaftlich. Fällt ein Netzwerkknoten

aus, überbrückt ihn der Bypass vollautomatisch

und hält die Kommunikation über den

ausgefallenen Knotenpunkt hinweg aufrecht.

Test-Windpark »alpha ventus«

in der Nordsee

Mit dem Fiber Protection Switch von Microsens

wird das optische Netz fehlertolerant und bietet

dem Kraftwerksbetreiber eine deutlich höhere

Gesamtverfügbarkeit des Netzes. Auch wenn

einzelne Netzwerkknoten ausfallen, sind alle

anderen Teilbereiche weiterhin erreichbar. Der

Ausfall beschränkt sich auf den ausgefallenen

Netzknoten.

riesigen Anschaffungskosten kämen die noch

höheren Wartungskosten und der enorme Aufwand

für die Administration. Ein solches Szenario

ist kaum zu finanzieren.

Risk Management

zeigt Ansatzmöglichkeiten

Für Wartungsarbeiten lässt sich der Bypass manuell

auslösen. Damit müssen Netzwerkknoten

nicht mehr aufwändig heruntergefahren werden

– der Bypass trennt den zu wartenden Knoten

im laufenden Betrieb vom Netz und ermöglicht

damit eine unterbrechungsfreie Instandhaltung

und Wartung. Durch die damit verbundenen

geringeren Wartungskosten rechnet sich diese

Lösung schnell. Auch mehrere Anlagen können

im laufenden Betrieb des Gesamtnetzes gleichzeitig

gewartet oder getauscht werden, denn die

übrigen Anlagen und Netzbereiche sind von den

Arbeiten nicht betroffen.

Mit einem einfachen Alarmrelais können auch

externe Alarmmittel angesteuert werden, was

die automatische Alarmierung und den Admini-

4/2013 Energie & Technik

51


Automatisierung

strationsaufwand erheblich vereinfacht

und sich in niedrigeren Betriebskosten widerspiegelt.

Praxisbewährt

in Offshore-Windparks

Das Bypass-Konzept hat sich in der Praxis

bewährt. Die ersten Offshore-Windparks

wurden bereits mit dem Fiber Protection

Switch von Microsens ausgestattet. Einer

dieser Parks besteht aus einhundert Einzelanlagen,

die in Gruppen von jeweils

zehn Windenergieanlagen (WEA) zusammengefasst

sind. Jede dieser Gruppen ist

über einen Glasfaserring mit der zentralen

Steuertechnik vernetzt.

Würde bei der herkömmlichen Verkabelung

ohne Bypass ein Netzwerkknoten in

einer Gruppe ausfallen, wären die übrigen

neun Anlagen weiterhin arbeitsfähig. Sollte

ein zweiter Knoten ausfallen, wären alle

WEA zwischen den beiden ausgefallenen

Knoten nicht mehr erreichbar und müssten

zwangsweise automatisch abgeschaltet

werden. Der dadurch entstehende Schaden

pro Tag wäre beträchtlich, denn Lieferverträge

für Strom sehen bei Nichtlieferung

hohe Strafzahlungen vor. Ein Serviceteam

müsste sich kurzfristig an Ort und Stelle

begeben und den Fehler schnellstmöglich

beseitigen. Bei Windparks in der Nordsee

kann es aber durchaus vorkommen, dass

das Wetter tagelang – manchmal bis zu drei

Wochen – zu schlecht ist, um den Windpark

per Schiff oder per Hubschrauber zu

erreichen. Der Schaden durch einen solchen

Ausfall wäre riesig.

Anwendung für die Hutschienenmontage:

Der optische Bypass Fiber Protection Switch (rechts)

schützt den Switch mit Netzteil (Mitte und links).

Aus diesem Grund entschied sich der Betreiber

des Windparks für den Fiber Protection

Switch, den optischen Bypass von

Microsens. Der Bypass überbrückt den

ausgefallenen Netzwerkknoten in sehr

kurzer Zeit, alle anderen Anlagen bleiben

weiterhin erreichbar und können unbeeinträchtigt

weiterarbeiten. Bei nur einem

einzigen Ausfall, bei dem der optische Bypass

dafür sorgt, dass die übrigen Anlagen

erreichbar bleiben, hat sich die Investition

bereits mehr als amortisiert.

Ein weiterer Vorteil: Weil jede WEA über

einen eigenen optischen Bypass verfügt,

können mehrere Wartungsteams gleichzeitig

verschiedene Anlagen warten, ohne

dass die übrigen beeinträchtigt werden,

was die Wartungskosten deutlich senkt.

Natürlich eignet sich das Bypass-Konzept

auch für Onshore-Anlagen, die oft in abgelegenen

ländlichen Gebieten errichtet

werden.

Zuverlässigkeit

durch robustes Design

Natürlich darf ein optischer Bypass nicht

selbst zu einer Fehlerquelle werden. Er

muss daher möglichst einfach und robust

konstruiert sein, um zusätzliche Fehlerquellen

zu vermeiden. Praxisgerechte

Konzeption bedeutet: keine Programmierung,

keine Konfiguration und keine Firmware,

für die man Updates einspielen

muss oder die zu einem Systemabsturz

führen kann. Der Verzicht auf komplexe

Halbleitertechnik macht den Bypass extrem

robust. Im Normalbetrieb arbeitet er

als Schalter »normal zu«. Läuft der Netzknoten,

den der Bypass schützen soll,

dann arbeitet der Fiber Protection Switch

im Zustand »offen«, und sämtliche Daten

fließen über den Netzknoten. Fällt der

Netzknoten aus oder bricht die Energieversorgung

an dieser Stelle zusammen,

fällt der Schalter automatisch »zu« und

überbrückt den ausgefallenen Knoten.

Herstellerneutral und ohne Konfigurationsaufwand.

Und durch seine hohe Temperaturfestigkeit

und sein robustes Design

ist er für harte Umgebungsbedingungen

geeignet. (ak)


Funktion des optischen Bypasses: Im Normalbetrieb läuft die

Kommunikation über den Netzwerkknoten wie gewohnt

(links), im Fehlerfall wird er automatisch überbrückt (rechts).

52

Energie & Technik 4/2013


■ Studie von Frost & Sullivan zum Europamarkt für elektrische Mikroantriebe

Energiekosten

und Effizienzregeln

steigern die Nachfrage

Steigende Energiekosten, verschärfte Energieeffizienz-Vorschriften und technische

Verbesserungen halten den europäischen Markt für elektrische Mikroantriebe

in Schwung. Dies zeigt eine aktuelle Studie der Unternehmensberatung

Frost & Sullivan (www.motors.frost.com).

Laut der Studie »Strategic Analysis of Micro

Electric Drives in Europe« erwirtschaftete

der europäische Markt für elektrische

Mikroantriebe im Jahr 2012 einen Umsatz

von 516,8 Mio. US-Dollar und wird bis

2016 voraussichtlich auf 637,1 Mio. US-

Dollar wachsen. Die Studie berücksichtigt

elektrische Mikroantriebe auf Drehstrom-,

Gleichstrom- und Servobasis.

Die Weiterentwicklung von Rechtsvorschriften

zum Thema Energie und die

nötigen Regulierungen in Sachen Energiekosten

und Effizienzsteigerung fördern

der Studie zufolge die Verbreitung elektrischer

Mikroantriebe. Technische Veränderungen

und die zunehmende Netzwerkfähigkeit

der elektrischen Mikroantriebe

verstärken diesen Trend.

Technische Fortschritte bei Mikroprozessoren

und IGBTs (Insulated-Gate Bipolar

Transistors) haben elektrische Antriebe

kompakter und anwendungsfreundlicher

gemacht, was der Studie zufolge immer

mehr OEMs ermutigt, die Antriebe in ihren

Maschinen einzusetzen. Dank der

Fortschritte in der Halbleitertechnik sind

zudem Elektroantriebe mit hoher Temperaturtoleranz

verfügbar, die sich direkt an

die Motoren montieren lassen. »Die meisten

Hersteller elektrischer Mikroantriebe

bieten den OEMs jetzt Paketlösungen, die

den Bedarf an Schaltschränken, komplexen

Verkabelungen und Platz reduzieren«,

verdeutlicht Raveendran. »OEMs

bevorzugen integrierte Motorantriebe,

weil sie geringere Kosten und kürzere

Projektplanungszeiten verursachen.«

» OEMs bevorzugen integrierte Motorantriebe, weil sie geringere

Kosten und kürzere Projektplanungszeiten verursachen. «

Raaj Thilak Raveendran, Frost & Sullivan

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In Europa entfallen laut der Studie fast

65% des Energieverbrauchs von Produktionsanlagen

auf motorbetriebene Anwendungen.

»Um den Stromverbrauch

der Motoren einzuschränken, investieren

Hersteller in leistungsoptimierte Geräte«,

erläutert Raaj Thilak Raveendran, Research

Analyst bei Frost & Sullivan. »Darüber

hinaus dürften die meisten Hersteller

ihre Fabrikanlagen mit energieeffizienterer

Ausrüstung ausstatten, weil die

Energiepreise steigen und die Vorschriften

für eine nachhaltigere Energienutzung

strenger werden.«

Allerdings beeinträchtigen laut der aktuellen

Frost & Sullivan-Studie die weiterhin

zunehmenden Produktstandardisierungen,

aber auch die Verfügbarkeit billiger

Produkte aus Asien, die Marktaussichten

für elektrische Mikroantriebe. Um

diesen Herausforderungen zu begegnen,

konzentrieren sich demnach die Hersteller

elektrischer Mikroantriebe in Europa

vor allem auf die Differenzierung ihrer

Produkte und auf Dienstleistungen. Auch

ein verbesserter Lifecycle-Support trägt

dazu bei, den Kundenstamm zu stärken

und auszubauen. (ak)


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Automatisierung

■ Nicht nur die Antriebe sind zu betrachten, sondern auch Steuerung und Organisation

Mehr Energieeffizienz

in der Intralogistik

Wer die Energieeffizienz in der Intralogistik nachhaltig optimieren will, muss das

Warehouse Management insgesamt, aber auch das Zusammenspiel von Antriebstechnik,

Steuerungssystemen und Maschinenelementen genau unter die Lupe

nehmen. Nur so lassen sich Energie-Einsparpotenziale identifizieren und wirksam

ausschöpfen. Ein weiterer Vorteil: die geringere Belastung der Umwelt mit CO 2 .

Die Intralogistik unterliegt grundlegenden

Marktveränderungen und wird von ihnen

vorangetrieben. »Global gesehen sind das

unter anderem die Verschiebung der ökonomischen

Zentren, die Veränderung der

Konsumentenlandschaft und die wachsende

interkulturelle Vernetzung«, erläutert

Marco Walz, im Branchenmanagement

Fördertechnik und Logistik des Antriebsund

Automatisierungstechnik-Herstellers

Lenze tätig. »Beeinflussen können diese

Veränderungen unter anderem auch die

Anforderungen an die Antriebe, die in der

Intralogistik ihren Dienst tun.« Neben einer

wachsenden Nachfrage nach ganzheitlichen,

modularen Antriebskonzepten und

mechatronischen Lösungen rückt zunehmend

die Energieeffizienz in der Intralogistik

ins Blickfeld: »Typische Anforderungen

an Regalbediengeräte (RBG) sind die Senkung

der Energiekosten pro Ein- bzw. Auslagerungsvorgang

und die Vermeidung von

Stromspitzen«, ergänzt Walz. Um rundum

effiziente Lösungen zu erreichen, komme

es darauf an, alle Faktoren etwa in einem

Logistikwarenlager zu berücksichtigen.

Durch energieeffiziente Bewegungsprofile

lässt sich bei Regalbediengeräten kräftig sparen.

Ein Blick in die Praxis: »In einem Zentrallager

für den Lebensmittel-Einzelhandel

lässt sich beispielsweise durch kompakte

Lagerung und kurze Förderstrecken im

Tiefkühlbereich Energie sparen«, führt

Walz aus. »Im übrigen Lager lohnt sich

beim Einsatz von RBG eine ABC-Strategie:

Werden häufig benötigte Produkte im ersten

Drittel einer Gasse gelagert, weniger

verwendete dagegen in den hinteren Gassen,

lassen sich unnötige Wege der RBG

vermeiden.« Das ermögliche kürzere Einund

Auslagerungszeiten, und gleichzeitig

sinke der Energieverbrauch. Die Nutzung

54

Energie & Technik 4/2013


_0APDZ_Omicron_ET04.pdf;S: 1;Format:(58.00 x 260.00 mm);22. May 2013 09:09:22

energieeffizienter Antriebslösungen oder

-komponenten für die Hunderte RBG und

Tausende von Antrieben, die in einem

Warenzentrallager im Einsatz sind, berge

zusätzliches Energiesparpotenzial.

Energiekosten systematisch senken

Allgemein lassen sich bei Antriebslösungen

für die Intralogistik an drei Punkten

signifikant Energie und damit Kosten

sparen: »Erstens – bei der Auslegung des

Antriebs – durch genaue Analyse und

Berechnung der jeweiligen Anwendung,

zweitens durch intelligente Antriebslösungen

oder eine Wandlung der Energie

mit hohem Wirkungsgrad, drittens durch

die Nutzung der generatorischen Energie«,

verdeutlicht Walz. »Diese drei Aspekte

sind systematisch zu analysieren.«

Ein zentrales Engineeringtool im Rahmen

der »BlueGreen Solutions« von Lenze

ist dabei der »Drive Solution Designer«

(DSD). Mit diesem Tool können Anwender

maßgeschneiderte Applikationen berechnen,

passgenaue Komponenten aussuchen

und den Energieverbrauch der

Lösungen in einem Energiepass darstellen.

Der DSD ist in der Lage, mehrere

Antriebslösungen für eine Applikation

miteinander zu vergleichen. Um Energie

möglichst effizient in Bewegungen zu

wandeln, ist der komplette Antriebsstrang

der Anwendung eingehend unter die Lupe

zu nehmen. Entscheidende Voraussetzung

für die optimale Ausstattung eines

Prozesses ist es dabei, genau zu wissen,

wie viel Energie er im Betrieb benötigt

und ob er konstant oder veränderlich ist.

»Bei fast allen Antriebskomponenten verschlechtert

sich nämlich im Teillastbetrieb

der Wirkungsgrad«, erklärt Walz.

»Weil die meisten Anwendungen über

den gesamten Lebenszyklus keine

100-Prozent-Auslastung zeigen, liegen

gerade hier Potenziale, elektrische Energie

einzusparen.«

In der Praxis wird meist der lastabhängige

Leistungsbedarf zur bestimmenden

Größe für die Dimensionierung von Antriebslösungen.

Je genauer die Anforderungen

an die zu betreibende Maschine

bekannt sind, desto präziser lassen sich

die Antriebskomponenten auswählen.

»Deshalb gilt es, den kompletten Antriebsstrang

einer Anwendung umfassend

im Vorfeld zu analysieren«, sagt

Walz. »Bereits im frühen Engineering-

Stadium lassen sich etwa Überdimensionierungen

von vornherein vermeiden.

Weitere Sparansätze resultieren aus der

Nutzung generatorischer Energie, etwa

der Lage- und Bewegungsenergie des Hebers

bei der Lastabsenkung oder der

Bremsenergie.« Wichtig sei auch der Einsatz

von hocheffizienten Motoren (IE2)

und Getriebemotoren. Drehmoment- und

Drehzahlanpassung lassen sich mittels

eines Frequenzumrichters realisieren. Er

sorgt für ein sanftes Anlaufen und verhindert

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4/2013 Energie & Technik

55


Automatisierung

Neben dem Motor spielt auch die Wahl

des Getriebes eine bedeutende Rolle für

die Energieeffizienz einer Anwendung. In

der Fördertechnik kommen als Winkelgetriebe

Kegelradgetriebe und Schneckengetriebe

zum Einsatz. »Während Lenzes

Getriebe der Baureihe GKR mit ihren einsatzgehärteten

Kegelradsätzen einen Wirkungsgrad

von gut 95 Prozent erreichen,

liegt der Wirkungsgrad beim Schneckenrad

nur bei durchschnittlich 70 bis 80

Prozent«, gibt Walz zu bedenken. »Der

Ein für Regalbediengeräte mit ihren charakteristischen

dynamischen Hub- und

Fahrbewegungen besonders interessantes

Feature bieten Lenzes Servo-Umrichter

der Baureihe »Servo Drives 9400«: Die

9400-Multiachse (Leistungsbereich 0,37-

15 kW) ist mit einem integrierten DC-

Schienensystem erhältlich. Damit lässt

sich ein Energieaustausch über den Zwischenkreis

zwischen den verschiedenen

Antrieben (Hubantrieb, Fahrantrieb, Lastaufnahmemittel)

realisieren. »Mittels des

Versorge- und Rückspeisemoduls lässt

sich die freigesetzte generatorische Energie

ins Netz zurückspeisen«, legt Walz

dar. »Alternativ kann die Energie über den

Zwischenkreis anderen Achsen zur Verfügung

gestellt werden, die in diesem Moment

die Leistung benötigen.« Dabei

zeichne sich das Versorge- und Rückspeisemodul

durch einfachen Aufbau und

unkomplizierte Verdrahtung aus. »Wegen

der hohen Überlastfähigkeit – bis zum

Dreifachen der Bemessungsleistung (0,5

s) – bietet sich diese Einheit gerade bei

den Taktantrieben an«, fährt Walz fort.

»Zur Erhöhung der Einspeiseleistung lassen

sich ungesteuerte Gleichrichter einfach

parallel schalten. Lenze stellt hier

eine Vielzahl von Lösungsmöglichkeiten

für Regalbediengeräte zur Verfügung.«

Für jeden Kommissionierauftrag sollten

die Fahrprofile immer wieder neu errechnet

werden. Je nach Ausgangslage lässt

sich so energieeffiziente Bewegungsführung

realisieren: versetzter Start von Fahrund

Hubachse, Verringerung der Beschleunigung

und Geschwindigkeit der

Achse mit kürzerer Fahrstrecke/Fahrzeit

und auslastungsabhängigen Fahrprofilen.

Um Produkte effizient von A nach B zu bringen,

sind Antriebslösungen erforderlich,

die sparsam mit Energie umgehen.

Beschleunigen und Bremsen. Mit Blick auf

die Energieeffizienz hat Lenze als »Blue-

Green Solution« die neuen Frequenzumrichter

der Reihe »Inverter Drives 8400«

mit dem »VFCeco«-Modus ausgestattet.

Dieser Modus passt den Magnetisierungsstrom

intelligent an den tatsächlichen Bedarf

an. Die Frequenzumrichterserie umfasst

auch dezentrale Geräte: In der Intralogistik

kommt besonders der »8400 motec«

zum Einsatz, der per Motor- oder

auch per Wandmontage in der Nähe der

Applikation angebracht werden kann.

Lenzes neue »L-force«-Drehstrommotoren

der Serie MF sind auf den Betrieb mit Frequenzumrichtern

zugeschnitten. »Durch

ihre größere Leistungsdichte sind um bis

zu zwei Bauformen kleinere Motoren einsetzbar

– bei gleicher Abtriebsleistung«,

stellt Walz fest. »Der kleiner dimensionierte

Aufbau steigert die Performance mit

deutlich geringeren Massenträgheiten, höherer

Dynamik und sinkenden Investitionskosten.

Im Vergleich zu einem leistungsgleichen

50-Hz-Drehstrommotor ist

es Lenze so gelungen, die Kosten deutlich

zu senken.«

Anschaffungspreis der GKR-Getriebe ist

zwar höher als der von Schneckengetrieben,

aber die längere Lebensdauer als

Folge geringeren Verschleißes und höheren

Wirkungsgrads kompensiert dies

schnell.«

»Mit diesen unterschiedlichen Bewegungsprofilen

wird der Spitzenenergiebedarf

etwas entschärft und dadurch ein

energieeffizienter Betrieb des RBG ermöglicht«,

stellt Walz fest. »Hohe Dynamik

und Beschleunigungen sind wichtige Kriterien,

um eine hohe Spielzeit bzw. Auslastung

des Lagers zu gewährleisten.« Oft

sei diese Dynamik aber nicht über die gesamte

Lebensdauer eines Lagers erforderlich:

»Hier ist es durchaus interessant, in

einer etwas ruhigeren Auslastungsperiode

das Regalbediengerät nicht mit der maximalen

Dynamik zu fahren«, erläutert

Walz. »Das schont die verbaute Mechanik

und verringert den Energiebedarf.«

Fazit

Wie sehen künftig also die Antriebslösungen

im Materialfluss der Zukunft aus?

»In der Intralogistik werden sich durchgängig

konzipierte, sparsame Systeme

mehr und mehr durchsetzen«, resümiert

Walz. »Einen wichtigen Beitrag zu mehr

Effizienz bieten gemäß einer präzisen

Auslegung optimierte Antriebspakete, die

aus verlustarmen Getrieben und besonders

energieeffizienten Motoren bestehen.«

(ak)


56

Energie & Technik 4/2013


■ Dynamische Energiespeicher von Koch für die Aktorebene jetzt im Dreierpack

Optimierter Energiehaushalt

für Antriebe

In Sachen energieeffiziente Produktion lässt sich allein schon mit Energiespeichern

für elektrische Antriebe Vieles erreichen. Die dafür bekannte Michael Koch GmbH

hat deshalb ihren beiden Energiespeicher-Geräten »Dynamischer Energiespeicher«

(DES) und »Dynamische Energieversorgung« (DEV) für Elektroantriebe ein

drittes mit dem Namen DEK (»Dynamische Energie-Kombination«) an die Seite

gestellt: Während es sich beim DES um ein aktives Puffermodul und bei der DEV

um eine Kurzzeit-USV handelt, ist die DEK eine Kurzzeit-USV mit Pufferfunktion –

sie kombiniert also die beiden ersten Geräte.

Elektrische Energie ist eine der wichtigsten

Säulen unserer Wirtschaft: Versorgungssicherheit

ist für die industrielle Produktion

unabdingbar, und nicht von ungefähr

pocht die Industrie auch auf günstige Preise.

Beides steht jedoch unter einem gewissen

Risiko, und so sind die Energieeffizienz

und der Schutz vor Spannungsschwankungen

oder gar -unterbrechungen

auch auf der Antriebsebene ein wichtiges

Thema. Hierfür hat die Michael Koch

GmbH jetzt nach DES und DEV eine dritte

Produktserie vorgestellt. Mit den Geräten

lassen sich Risiken minimieren und der

Energiehaushalt von Umrichtern und Servoreglern

optimieren.

Im Dauerbetrieb setzt ein Umrichter den

Netzstrom so um, dass der oder die

angeschlossene(n) Motor(en) in der passenden

Drehrichtung und Geschwindigkeit

rotieren. Fällt die Spannung

ab oder wird sie gar

unterbrochen, trudelt der Motor aus. Erfordert

die Anwendung einen Wechselbetrieb,

also Geschwindigkeits- und/oder Drehrichtungsänderungen,

kommt Bremsenergie

mit ins Spiel, d.h. der Motor wird kurzzeitig

zum Generator mit dem Effekt, dass die

Spannung im System steigt und die Energie

abgeführt werden muss. »Dies geschieht

heutzutage über einen Bremswiderstand

oder über eine Netzrückspeisung mit unklaren

Folgen für die Netzqualität«, erläutert

der geschäftsführende Gesellschafter

Michael Koch. »Mit den Produkten DES,

DEV und einer neu vorgestellten Kombination

der beiden mit der Typenbezeichnung

DEK sind alle Aufgaben auf überraschend

einfache Art und Weise lösbar.«

Der DES:

Eine rote Black Box

als »grüne« Option

Ein Energiespeicher, der in der Handhabung

so einfach wie ein Bremswiderstand

und in der Effizienz vergleichbar mit einer

Netzrückspeiseeinheit ist – dies war die

Entwicklungsvorgabe für den DES. In seiner

Standardausführung bietet das aktive

Puffermodul eine Speicherkapazität von

rund 1,6 Kilojoule und eignet sich damit

für viele Anwendungen in der elektrischen

Antriebstechnik. Ausgelegt für Umrichter

mit direktem Zwischenkreisanschluss und

Zwischenkreisspannungen bis 800 V DC

(was dem gängigen Netzanschluss von

Das Produktprogramm der Michael Koch GmbH

über die Zykluszeit der Anwendung:

Die Energiespeicher-Drillinge DES, DEK und DEV

sowie sichere Bremswiderstände –

für den optimalen Energiehaushalt

von Antriebs-Umrichtern

4/2013 Energie & Technik

57


Automatisierung

400 V AC entspricht), ist das Speichermodul

mit jedem entsprechenden Umrichtertyp

einsetzbar. »Dabei gilt: Auspacken, mit

drei Litzen anschließen und Energie sparen

– mehr Arbeitsschritte sind für den

Nutzer nicht erforderlich«, betont Koch.

»Der Speicher regelt sich von Anfang an

selbstständig.« Referenzgeber für die Energieaufnahme

und Energieabgabe ist der

Bremschopperausgang des Umrichters.

Der DES ermittelt darüber die relevanten

Spannungsebenen im Gleichstromzwischenkreis

des Umrichters und stellt seine

Arbeitsparameter darauf ein.

Wenn der Antrieb bremst, steigt die Zwischenkreisspannung.

Übersteigt sie den bei

der ersten Bremsung ermittelten Grenzwert,

nimmt der DES die Energie auf. Das

Gerät speichert die Energie solange, bis die

Spannung den unteren Schwellenwert erreicht.

Dann gibt es die gespeicherte Energie

wieder in den Zwischenkreis zurück,

noch bevor Energie aus dem Netz geholt

wird. »Dies ist der entscheidende Moment

der Energieeinsparung«, verdeutlicht Koch.

»Der Speicher des DES entlädt sich bis auf

den zuvor automatisch festgelegten Mindestpegel

und wartet auf die nächste Bremsung.«

Wegen seiner Einsatzflexibilität und

Selbstständigkeit verleiht Koch dem DES

das Attribut »dynamisch«. Das Puffermodul

arbeitet als Stabilisator des Zwischenkreises

und hat keinerlei Kontakt mit dem

eingangsseitigen Stromnetz.

Die DEV:

Kurzzeit-USV für Umrichter

Das Gerät mit dem Namen DEV fungiert als

Kurzzeit-USV (Unterbrechungsfreie Stromversorgung)

für Antriebsumrichter und

Servoregler. Als aktive Kapazitätserweiterung

des Umrichter-Gleichstromzwischenkreises

hält die DEV eine entsprechend der

technischen Auslegung festgelegte Energiemenge

vor, die dazu dient, bei Netzausfall

das Spannungsniveau des Gleichstromzwischenkreises

auf einem Niveau zu halten,

das die Ausfallzeit ohne Störung überbrückt

und/oder die Maschine zum definierten

Stillstand bringt. »Ziel ist in jedem Fall, dass

der Antrieb und alle von ihm versorgten

Systeme die Netzunterbrechung entweder

gar nicht bemerken oder in einen definierten

Zustand gelangen, von dem aus ein

Neustart ohne Aufwand möglich ist«, führt

Koch aus. »Beides sind Aufgaben des Applikations-Engineerings,

die mit Hilfe der

DEV lösbar sind.«

Die DEV der Baugröße 2.0 bringt in ihrer

Standardausführung eine Speicherkapazität

von rund zwei Kilojoule mit. Auch sie

ist für Umrichter mit direktem Zwischenkreisanschluss

und Zwischenkreisspannungen

bis 800 V DC konstruiert. »Auch

Auf der Oberseite der DEK

befinden sich der Anschluss für Speicher-

Erweiterungsmodule, die Funktions-

Überwachungsschnittstelle und die

kleine blinkende Ladungs-Anzeige.

die DEV funktioniert wie eine Black Box,

die für alle passt und sich selbst einstellt«,

hebt Koch hervor. »Mit nur zwei Litzen

anschließen und dann einfach vergessen

und Nerven sparen.«

Die DEK macht das Trio komplett

Die vor kurzem vorgestellte DEK ist eine

Kombination der beiden Geräte DES und

DEV. Die DEK kann sowohl Bremsenergie

puffern als auch Spannungsschwankungen

bis hin zur Netzunterbrechung ausgleichen.

»Möglich macht dies die Aufteilung

des Speichers in einen Bereich für die

Bremsenergie und einen für die Energie der

Kurzzeit-USV, wobei der USV-Bereich mindestens

die Hälfte des Energiespeichers

zugeteilt bekommt«, erklärt Koch. »Die genaue

Aufteilung der zur Verfügung stehenden

Energiemenge ist dabei das Ergebnis

des Applikations-Engineerings. Ausgehend

von einem Beispiel, bei dem es gilt, im Fall

einer Bremsung 500 Joule Energie zwischenzuspeichern,

werden die restlichen

zur Verfügung stehenden 1500 Joule für

den USV-Fall vorgehalten.«

Auch bei der DEK gilt, dass der Anschluss

einfach über drei Litzen hergestellt wird

und das Gerät funktioniert. Bei keinem der

drei Module ist ein Einschaltknopf erforderlich

und vorhanden. »Diese hohe Usability

stärkt den Charakter der DEK wie

auch der beiden anderen Geräte als unterstützende

Peripherieprodukte«, sagt Koch.

»Und wie die DEV hat auch die DEK eine

Überwachungsschnittstelle, die für eine

nachhaltig gesicherte Funktion als Energielieferant

im Fall einer Netzunterbrechung

für essentiell angesehen wird.«

Die drei Geräte stehen in mehreren Leistungsstufen

zur Verfügung. Neben der

Basisvariante 2.0, die in zwei Leistungsklassen

erhältlich ist, bringt die Variante

3.0 einen weiteren Energieschub, ist also

beim Faktor Leistung x Zeit höher belastbar.

Sollte das Speichervolumen bei einem

der Geräte für die konkrete Anwendung

nicht ausreichen, lässt es sich durch zusätzliche

Speichermodule problemlos erweitern.

Sie sind über Kabel mit verpolungssicheren

Steckern leicht mit der DEV

zu verbinden. Mit den Erweiterungsmodulen

steht zusätzliche Energie in 2-Kilojoule-Schritten

bereit.

»Letztlich sind auf der Antriebsebene mit

den drei Geräten alle Möglichkeiten gegeben,

netzunabhängig mit überschüssigen

oder fehlenden Energien im Gleichstromzwischenkreis

von Umrichtern umzugehen«,

resümiert Koch. »Alle drei für alle

Umrichter und alle Fälle: Der DES erhöht

als aktives Puffermodul die Energieeffizienz,

die DEV schützt als Kurzzeit-USV vor

den negativen Folgen einer Spannungsschwankung

oder einer Netzunterbrechung,

und die DEK darf als ein gewinnbringender

Hybrid gelten, als energiesparende

Kurzzeit-USV für Antriebe.« (ak)

58

Energie & Technik 4/2013


Grünes Rechenzentrum

■ Rittal erweitert die IT-Infrastrukur der Fachhochschule Münster um neues Data Center

Alles aus einer Hand

Zusammen mit dem Systemanbieter Rittal hat die Fachhochschule Münster jetzt

ihre IT-Infrastruktur erweitert, um auch auf künftige Anforderungen flexibel reagieren

zu können. Weil Rittal alle Lösungen – von Racks über Stromversorgung,

Kühlung, Monitoring und Sicherheitsmaßnahmen – aus einer Hand offeriert, war

der Systemanbieter der richtige Partner für das Vorhaben.

Von Michael Nicolai,

Abteilungsleiter Technischer Projektvertrieb bei Rittal

Der Austausch zwischen Theorie und Praxis

ist an Fachhochschulen besonders

hoch, weil Wissenschaft und Wirtschaft

stark verzahnt sind. Neben dem langfristigen

Nutzen solcher Kooperationen erfahren

Fachhochschulen aber auch aus erster

Hand, wie wichtig effiziente Strukturen

sind. Jetzt hat die Fachhochschule den

passenden Überbau für eine effiziente IT,

die eine adäquate Verteilung der Ressourcen

ermöglicht. Denn was in dem Bereich

eingespart wird, kann an anderer Stelle

investiert werden.

Die im westfälischen Münster angesiedelte

Fachhochschule entstand 1971 aus dem

Zusammenschluss von staatlichen und

privaten Bau- und Ingenieurschulen sowie

Einrichtungen mit berufsbezogener Fachausbildung.

Heute gehört sie mit mehr als

10.000 Studierenden und rund 65 Studiengängen

zu den größten und erfolgreichsten

Fachhochschulen Deutschlands. Der Anspruch

der Westfalen ist es, erste Adresse

in Bildung und Forschung für die Praxis

zu sein. Um diesen Qualitätsanspruch in

allen Belangen auch weiterhin gerecht zu

werden, ist eine passende Infrastruktur

erforderlich.

Zwar verfügte der Campus im Standort

Steinfurt bereits seit 2008 über ein Rechenzentrum

von Rittal, allerdings gab es in

den verschiedenen Gebäuden der Fachhochschule

in Münster jeweils eigene dezentrale

Serverräume mit teilweise veralteten,

ineffizienten Klimageräten. »Jeder

Serverdienst wurde mit einer eigenen

Energieeffizienz, Virtualisierung, Hochverfügbarkeit und die einfache

Verwaltung der Infrastruktur waren die Vorgaben Von Markus Wiechers und

Heinz Schlattmann für das neue Rechenzentrum der Fachhochschule Münster.

Hardware bereitgestellt«, erinnert sich

Dipl.-Ing. Heinz Schlattmann, Leiter der

Datenverarbeitungszentrale (DVZ) an der

Fachhochschule Münster. »Zusätzlich erschwerten

die unübersichtliche Verkabelung

für Datentransfer und Strom sowie

nachgerüstete Anlagen zur unterbrechungsfreien

Stromversorgung (USV) innerhalb

des Datenschranks die Administration.«

Außerdem gab es kein einheit-

4/2013 Energie & Technik

59


Grünes Rechenzentrum

liches Management- oder Alarmierungssystem,

keinen ausreichenden Brandschutz

und keine einheitlichen Tier-Level. Bei

Tier 1 muss das Rechenzentrum zu 99,671

Prozent verfügbar sein, bei Tier 4 sind

99,995 Prozent bzw. 24 Minuten Ausfallzeit

im Jahr zugelassen.

Anforderungen auf höchstem Niveau

Um die Effizienz für das Management am

Münsteraner Standort zu erhöhen und

beide Niederlassungen auf einen einheitlichen

Stand zu bringen, führte kein Weg

an einem neuen Rechenzentrum vorbei.

Gleichzeitig war ein niedrigerer Energieverbrauch

durch das Konsolidieren der

Systeme in einem zentralen Serverraum

geplant. Mit dem bereits bestehenden Rechenzentrum

gleicher Bauart am rund 30

Kilometer entfernten Standort Steinfurt

sollte zudem eine redundante Infrastruktur

realisiert werden. Weitere Anforderungen

waren das Einhalten der Datenschutzrichtlinien

zur Sicherheit des Rechenzentrums:

Niemand außer den Administratoren

sollte physischen Zugang zu

den Daten haben. Eine höhere Verfügbarkeit

und Skalierbarkeit waren ebenfalls

gefordert. Zudem standen die Sicherheit

der IT-Systeme, eine zukunftsfähige IT-

Infrastruktur und optimierter Service für

Studierende und Mitarbeiter auf der Agenda.

Geringere Kosten durch zentrale Administration,

ein umfassendes Klimakonzept

und das Nutzen der Abwärme durch

Rückgewinnung galt es ebenfalls zu realisieren.

Systemlösung RiMatrix

Weil die Leistung einer modernen IT-Infrastruktur

auch wesentlich vom reibungslosen

Zusammenspiel der einzelnen Komponenten

abhängt, griff die Fachhochschule

auf die Systemlösung RiMatrix von

Rittal zurück. Mit den RiMatrix Server-

Racks verfügt die Fachhochschule über

eine Systemplattform, in der die Klima-,

Energie- und Sicherheitslösungen perfekt

aufeinander abgestimmt und die gegebenen

Platzverhältnisse optimiert sind.

Dadurch werden die Performance deutlich

erhöht und die Fixkosten nachhaltig gesenkt.

Bei den Investitionen konnte das

Nordrhein-Westfälische Ministerium für

Innovation, Wissenschaft und Forschung

auf Mittel aus dem Konjunkturpaket II zurückgreifen.

»Rittal konnte eine einheitliche

Rechenzentrumslösung mit effizienter

Klimatisierungstechnologie aus einer

Hand bieten«, betont Schlattmann.

Ausschlaggebend für die Entscheidung

waren überdies das zentrale Management

beider Rechenzentren über das Tool Ri-

Zone sowie die Modularität und Skalierbarkeit

von RiMatrix.

Das Projekt umfasste zusätzlich den Aufbau

der neuen Technikräume inklusive

Entkernung und Sanierung der Mauern,

Rohrleitungen und Trassenführungen. Eine

Brandlöschanlage mit Anbindung an

die Gebäudeleittechnik, die Elektroinstallation

mit Notstromkonzept sowie die

Lichtwellenleiter- und Twisted-Pair-Verkabelung

wurden ebenfalls neu konzipiert.

Insgesamt sechs Rittal-LCP-Inline

sichern zuverlässig die Klimatisierung.

Hörsäle mit warmer Abluft heizen

Im neuen Konzept spielte »die effiziente

Klimatisierung eine besondere Rolle«, sagt

Markus Wiechers, Leiter der Arbeitsgruppe

Arbeitsplatzsysteme, Pools, IT-Support

für Studierende in der DVZ der Fachhochschule.

Nun verfügt die Anlage über eine

60

Energie & Technik 4/2013


Michael Nicolai, Rittal

» Jetzt hat die Fachhochschule den

passenden Überbau für eine effiziente IT,

die eine adäquate Verteilung

der Ressourcen ermöglicht. «

redundante Freiluftkühlung und Wärmerückgewinnung.

Freiluftkühlung bedeutet

dabei, dass die Klimatisierung mit Hilfe

der kühlen Außenluft erfolgt und erst ab

einer Außentemperatur von mehr als 13

°C Energie für Kompressoren zur Kälteerzeugung

aufzuwenden ist. Bei der Wärmerückgewinnung

wird den Hörsälen konstant

Luft mit etwa 19 °C aus dem Heizwerk

zugeführt, die ein Nebeneffekt der

Kompressoren ist. Die Anlage klimatisiert

jetzt 18 Schränke in Münster. Die Kaltgang-Einhausung

gibt die von der Klimatisierung

erzeugte Kaltluft nicht pauschal

an den Raum ab, sondern gezielt an die

zu kühlenden Server. Dies erhöht nicht

nur die Sicherheit der Systeme, sondern

Die USV-Anlage PMC 200 gewährleistet mit einer Leistung von 40 kW

die permanente Stromzufuhr.

verhindert auch, dass sich warme und

kalte Luft vermischen. Zudem entsteht

dadurch mehr Platz für die interne Verkabelung

und die Verrohrung der insgesamt

sechs Rittal-LCP-Inline-Kühlsysteme.

Basis für eine

kosteneffiziente IT-Infrastruktur

Das neue Rechenzentrum bietet zahlreiche

weitere Vorteile: »Wir haben jetzt eine

hochverfügbare Serverstruktur unter Einbeziehung

beider Hauptstandorte der

Hochschule«, stellt Wiechers heraus. Installiert

ist ein umfassendes Server-Storage-

Backup-System, zudem wurde die Serverplattform

für eine höhere Leistungsfähigkeit

virtualisiert. Damit hat die Fachhochschule

Münster die Basis für eine kosteneffiziente

IT-Infrastruktur geschaffen, die

flexibel erweiterbar und damit auch für die

Zukunft gerüstet ist. Künftig werden die

restlichen dezentralen Server und Serverräume

in den beiden redundanten Rechenzentren

konsolidiert. Zudem ist die zentrale

Überwachung beider Data Center und

der darin befindlichen Mess-Sensoren auf

einer Oberfläche mit Unterstützung von

Rittals Infrastruktur-Management-Software

RiZone geplant. (es)


Sobald die Kompressoren zur Kälteerzeugung

für die Server anspringen, wird auch deren Abwärme

zur Heizung der Hörsäle genutzt.

Die Kaltwassererzeugung funktioniert

über eine Kompressionskälteanlage

und einen Pufferspeicher für Kaltwasser.

4/2013 Energie & Technik

61


Grünes Rechenzentrum

■ Nicht nur heiße Luft

Würfelförmige Wasserkühlung

Wer auf eine aufwändige Kühlung verzichten kann und mit Wasser in der Nähe der

Rechner kein Problem hat, wird mit einem ungewöhnlichen Konzept belohnt: Das

Start-up e³ Computing hat eine Kühltechnik entwickelt, die die Abwärme der Server

ausschließlich über die servereigenen Lüfter zum passiven Wärmetauscher

befördert.

Das »Borderstep Institut für Innovation

und Nachhaltigkeit« erwartet bis 2015 einen

Anstieg der Stromkosten für den Betrieb

deutscher Rechenzentren um 200

Millionen Euro, denn bis dahin soll die

weltweite Datenmenge um über 400 Prozent

auf 8 Zettabyte anwachsen. Solch

große Datenmengen benötigen entsprechende

Serverkapazitäten, deren Kühlung

wiederum enorme Strommengen erfordert.

Das Anfang 2012 gegründete Start-up e³

Computing (e3c) will bis zu 90 Prozent

der Stromkosten für die Kühlung einsparen.

Das Ziel ist ein auf die Kühlung bezogener

partieller PUE-Wert von etwa 1,05.

PUE steht für Power Usage Effectiveness

und bezeichnet das Verhältnis zwischen

der für den Betrieb des Rechenzentrums

nötigen Gesamtenergie inklusive Kühlung,

Beleuchtung usw. und der nur für die IT

verbrauchten Energie.

Wärme direkt an der Quelle abgreifen

Derzeit arbeiten noch viele Rechenzentren

mit einer reinen Luftkühlung, bei der beispielsweise

kalte Luft durch einen doppelten

Boden von unten durch das Rack

geleitet und danach abtransportiert wird.

Um in einem solchen Fall die warme und

kalte Luft zu trennen, sind Zwischenwände

und -böden nötig. Stattdessen hat e3c

eine Möglichkeit entwickelt, die Wärme

direkt an der Quelle abzugreifen und über

eine Wasserkühlung abzutransportieren.

Zusätzlich ermöglicht die Technik einen

»würfelförmigen« Aufbau der Racks. Für

eine effiziente Kühlung brauchen die Rechenzentren

keine gemauerten Zwischenböden

mehr, sie lassen sich übereinander

stapeln, nur durch Gitterböden getrennt.

Bei einer Rack-Höhe von etwa 2 m reicht

eine Gesamthöhe von 2,7 m aus, um auch

noch alle nötigen Versorgungsleitungen

installieren zu können. Außerdem können

die einzelnen Racks nahe zusammen und

Rücken an Rücken stehen. »Durch den

würfelförmigen Aufbau sparen wir 40 Prozent

des Bruttorauminhalts ein und können

dadurch die Leistungsdichte im Rechenzentrum

steigern«, sagt Alexander

Hauser, Geschäftsführer von e³ Compu-

Das Center for Scientific Computing der Universität Frankfurt ist eines der ersten Rechenzentren,

in denen die Wärmetauschertüren von e3c zum Einsatz kommen.

62

Energie & Technik 4/2013


ting. Bis zu 25 kW Leistung pro Rack abzuführen,

ist ohne weiteres möglich.

Passive Wärmetauschertüren

Das Geheimnis sind passive Wärmetauschertüren

an der Rückseite der Racks. Die

Türen, die im Prinzip einem Kühlergrill im

Auto ähneln, haben Forscher der Goethe

Universität in Frankfurt in Zusammenarbeit

mit der Firma Knürr entwickelt, die

die Türen auch herstellt. Durch sie fließt

Wasser mit einer Temperatur, die nur

knapp unter der Raumtemperatur liegt.

Hat beispielsweise die Umgebungsluft im

Rechenzentrum 25 °C, beträgt die Vorlauftemperatur

des Kühlwassers etwa 23 °C.

Die große Stromersparnis erreicht diese

Technik durch die passive Kühlung. Nur

die Bewegung des Wassers in den zwei

Kühlkreisläufen und die Rückkühlgeräte

benötigen noch etwas Strom, beispielsweise

für Pumpen und Ventilatoren in den

Kühltürmen. Doch wenn es nach Alexander

Hauser geht, lässt sich noch mehr Energie

einsparen. »Wenn Server bei einer

höheren Raumtemperatur – etwa 28 °C

– laufen, kann die Klimatisierung der Serverräume

noch effizienter gestaltet werden.«

Neues Großprojekt

Derzeit sind drei Rechenzentren mit der

Technik von e3c ausgestattet: das »Center

for Scientific Computing« der Universität

Frankfurt und zwei Rechenzentren des

»GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung«

in Darmstadt. Dort ist auch das

nächste große Projekt geplant. Der Neubau

des Rechenzentrums beginnt Mitte bis

Ende 2013. e3c-Technik soll dann die in

einem sechsstöckigen Stahlgerüst untergebrachten

Server mit einer Gesamtleistung

von 12 MW kühlen.

»In fünf Jahren wollen wir 30 bis 40 Rechenzentren

versorgen. Wir führen derzeit

Gespräche mit verschiedenen Universitäten

und Unternehmen«, sagt Hauser

über seine Zukunftspläne. Bis dahin hofft

er, dass sich die Skepsis gegenüber Wasser

in Rechenzentren verringert hat: »Wir

kämpfen nicht mit technischen Problemen

bei der Umsetzung, sondern mit psychologischen.«

(rj)


Keine speziellen Gehäuse nötig

Ohne dass weitere Geräte oder spezielle

Gehäuse notwendig sind, saugen alleine

die in den Servern eingebauten Ventilatoren

die Raumluft durch die vorne offenen

Racks an und leiten sie nach hinten

durch. Auf dem Weg durch das Rack

nimmt die Luft die Abwärme des Rechners

auf und gibt sie an der Rückseite an das

in der Wärmetauschertür fließende Wasser

ab. Das Wasser transportiert die Wärme

ab, und die Luft, die aus dem Rack

austritt, hat wieder die gleiche Temperatur

wie die umgebende Raumluft. Das Wasser

fließt in einem geschlossenen Kreislauf,

um Verschmutzungen zu vermeiden. Deshalb

wird die Wärme über einen weiteren

Wärmetauscher an den offenen Kühlkreislauf

weitergegeben, der durch den

Nasskühlturm führt. Dort findet die Rückkühlung

durch Verdunstung statt, und die

Abwärme der Server gelangt schließlich in

die Außenluft.

Wasser in den rückseitigen Türen

nimmt die Wärme der Server auf.

4/2013 Energie & Technik

63


Grünes Rechenzentrum

■ Adsorptionskälte in Rechenzentren

Kühlen mit Abwärme

Jährlich verbrauchen Rechenzentren allein in Deutschland 10 TWh Strom. Adsorptionskältemaschinen

können helfen, den Anteil der für die Kühlung benötigten

Energie stark zu reduzieren.

Wegen der stromsparenden Arbeitsweise

ist die Adsorptionskälte interessant für Rechenzentren.

Die Firma Sortech beispielsweise

kombiniert ihre Adsorptionskältemaschinen

für den CoolMUC mit herkömmlichen

Kompressionskältemaschinen,

um den Gesamtwirkungsgrad zu erhöhen.

Der kleine Bruder des SuperMUC

ist Teil des Leibniz-Rechenzentrums (LRZ)

in Garching bei München. Die mit Netzstrom

versorgten Kompressionskältemaschinen

geben Wärme mit einer Temperatur

von etwa 65 °C ab. Die Adsorptionsaggregate

produzieren damit zusätzliche

Kälte. Der COP (Coefficient of Performance),

der das Verhältnis von eingesetzter

elektrischer Leistung zu erhaltener

Wärmeleistung angibt, erhöht sich von 3,5

auf 3,95, denn die Kälteleistung steigt von

42 auf 50 kWh an, der dafür benötigte

Strom aber nur von 12 auf 12,7 kWh.

Einen anderen Weg geht das Unternehmen

Invensor, das für das Rechenzentrum

Funktionsweise eines Adsorptionsaggregats

Ein Adsorptionskälteaggregat besteht aus einem

Verdampfer mit Kältemittel (Wasser), einem Kondensator

und zwei Adsorbern. Wasser, das im

Kühlkreislauf durch den Verdampfer fließt, gibt

Wärmeenergie an das Kältemittel ab. Das Kältemittel

verdampft durch den niedrigen Druck, das

Wasser kühlt ab. Der Kühlmitteldampf strömt in

einen Adsorber, an dem sich die Wassermoleküle

aus dem Dampf anlagern. Heißes Wasser aus

dem Warmwasserkreislauf »trocknet« das gesättigte

Adsorbens, das den Wasserdampf an den

Kondensator abgibt. Dort transportiert das

Rückkühlwasser die dem Kältemittel entzogene

Wärme ab. Das Kältemittel verflüssigt sich und

gelangt zurück in den Verdampfer. Um einen

kontinuierlichen Betrieb zu ermöglichen, arbeiten

zwei Adsorber antizyklisch. Ein Adsorber

nimmt den Kältemitteldampf aus dem Verdampfer

auf (Adsorption), während der andere Kältemitteldampf

an den Kondensator abgibt (Desorption).

(rj)

Bilder: Sortech; Invensor; Ove Tøpfer/sxc.hu

64

Energie & Technik 4/2013


der IT-Firma Sohnix in Rostock Adsorptionskältemaschinen

für den Betrieb mit

einem BHKW bereitgestellt hat. Hier liefert

das gasbetriebene BHKW gleichzeitig

den Strom für die Server und die Wärme

für die Kältemaschinen. Eine zusätzlich

vorhandene mit Netzstrom versorgte Kompressionskältemaschine

dient als Redundanz.

Die Leistung des BHKW ist auf die

benötigte Kälteleistung von etwa 50 kW

abgestimmt. Die Kombination aus elektrischem

und thermischem Wirkungsgrad

beträgt etwa 90 Prozent, so dass auch hier

nur wenig Energie verloren geht. Der COP

des Kältesystems inklusive Pumpen und

Rückkühler liegt bei 11. Sollte eine Erweiterung

der Anlage nötig werden, zum Beispiel

weil der Betreiber zusätzliche Server

benötigt, ist auch das problemlos möglich:

Durch den modularen Aufbau der Kühlanlage

aus einzelnen Aggregaten mit jeweils

10 kW Leistung lässt sich die Kälteleistung

erhöhen, indem ein weiteres Aggregat hinzugefügt

wird. Eine integrierte Master-

Slave-Schaltung ermöglicht die Steuerung

der neuen Maschinen über bereits vorhandene.

Das Besondere an Adsorptionskältemaschinen

ist, dass sie nur für die Steuerung,

die Pumpen und die Rückkühlung Strom

brauchen. Damit sinkt der Energieverbrauch

im Vergleich mit herkömmlichen

Kompressionskältemaschinen um etwa 70

Prozent. Im Aggregat selbst gibt es keine

beweglichen Teile, die Kühlung geschieht

allein durch physikalische Prozesse.

Grundsätzlich lässt sich eine Adsorptionskältemaschine

unabhängig von der Wärmequelle

sehr vielfältig einsetzen. Heißes

Wasser mit einer Temperatur zwischen 50

bis 90 °C treibt das Aggregat an, das kaltes

Wasser für den Kühlkreislauf liefert. Übrig

bleibt Wasser mit einer Temperatur von

etwa 30 °C, dessen Wärme der Rückkühler

an die Außenluft abgibt.

Zusätzliche Möglichkeit

zur Kühlung im Winter

Im Winter bieten Adsorptionskältemaschinen

eine zusätzliche Möglichkeit zur Kühlung:

Statt wie im Sommer die Abwärme

über die Rückkühlanlage abzutransportieren,

dient die Rückkühlung dazu, kalte

Außenluft direkt zur Kühlung zu nutzen.

Somit kann die Abwärme des BHKWs Büroräume

heizen. Der Betrieb der Anlage

das ganze Jahr hindurch garantiert eine

hohe Auslastung und damit kurze Amortisationszeiten.

Die Rechnung schließt

u.a. die Anschaffungskosten der Anlage,

die Laufzeit und aktuelle Strompreise mit

ein. »Wenn der Strompreis über 12 ct/

kWh liegt, erreichen wir Amortisationszeiten

zwischen drei und sechs Jahren«

sagt Sören Paulußen, Geschäftsführer von

Invensor.

Zur Anlage von Invensor gehören

dicht abschließende Serverschränke,

die einen eigenen Wasseranschluss

zur Kühlung besitzen.

Doch auch wenn die Technik gut funktioniert,

ist die Weiterentwicklung der Anlagen

noch lange nicht abgeschlossen. Als

letzte große Neuerung hat Invensor das

»ActiVac«-System eingeführt, das automatisch

den niedrigen Druck im Aggregat

aufrechterhält. Beide Firmen arbeiten

ständig an der Erhöhung der Kühlleistung

und der Effizienz ihrer Kältemaschinen.

Auch die Systemeinbindung sowie Datenund

Online-Schnittstellen sind Gegenstand

von Verbesserungen. (rj)


Fünf Adsorptionskältemaschinen der

Reihe »LTC 10 plus« von Invensor kühlen

die Server der Firma Sohnix in Rostock.

Den CoolMUC kühlt eine Kombination aus

Kompressions- und Adsorptionskältemaschine.

4/2013 Energie & Technik

65


Service

Impressum

Chefredakteur: Heinz Arnold (ha/1253) (verantwortlich für den Inhalt)

Stellv. Chefredakteure: Engelbert Hopf (eg/1320), Dieter Grahnert (dg/1318)

Chefreporter: Engelbert Hopf (eg/1320)

Chef vom Dienst: Dieter Grahnert (dg/1318)

Leitende Redakteure: Andreas Knoll (ak/1319), Manne Kreuzer (mk/1322),

Iris Stroh (st/1326), Karin Zühlke (zü/1329)

Redaktion: Heinz Arnold (ha/1253), Engelbert Hopf (eg/1320), Andreas Knoll (ak/1319),

Nicole Wörner (nw/1325), Manne Kreuzer (mk/1322), Willem Ongena (wo/1328),

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Redaktionsassistenz: Alexandra Chromy (ac/1317), Rainer Peppelreiter (rap/1312)

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der Verbreitung

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Energie & Technik 4/2013


• Konformität zertifiziert für

Niederspannungs und Mittelspannungsnetze

• Spannungs- und Frequenzüberwachung

• Plug & Play durch voreingestellte Grenzwerte

• plombierbar

• Einfehlersicher durch 2-kanaligen Aufbau

• Überwachung des Kuppelschalters durch Rückmeldekontakte

• Alarmspeicher mit Zeitstempel (100 Alarme) und Auslösewert

• Simulation mit Messung der Schaltzeiten

• Vektorsprungüberwachung

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• Unterstützung der Netzsynchronisation beim Einsatz

mit Generatoren

• Anschluss an Rundsteuerempfänger möglich

• Jetzt auch für den italienischen Markt lieferbar

Zertifizierter NA-Schutz

Einsatz als zentraler Netz- und Anlagenschutz

in Eigenerzeugungsanlagen.

UFR1001E nach VDE-AR-N 4105

und bdew-Richtlinie

SPI1021

nach CEI 0-21 für Italien

ZIEHL industrie-elektronik GmbH + Co KG

Daimlerstraße 13, D-74523 Schwäbisch Hall, Tel.: +49 791 504-0, Fax: +49 791 504-56, e-mail: info@ziehl.de, www.ziehl.de

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