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Mit Power ’n More reagiert SILICA auf die steigende
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Zusammenarbeit mit den führenden Power Herstellern
und zusätzlichen Serviceleistungen, bietet SILICA einen
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• Ein führendes Power Produktportfolio
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und Simulation
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Power ’n More – das bedeutet für Sie: die beste
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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
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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)
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Anwender von Lösungen im Bereich der
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bildet die gesamte Wertschöpfungskette ab
und führt Entwickler, Hersteller und Anwender
neuer und alternativer Speicherlösungen zusammen.
Nach dem großartigen Erfolg in 2012 stehen
die Zeichen klar auf Wachstum und steigender
Internationalität. Zeigen auch Sie Ihre Lösungen
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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)
FRONIUS GALVO: EINPHASIGER
STRANGWECHSELRICHTER
/ Der Strangwechselrichter Fronius
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
das Internet per WLAN oder
Ethernet und die standardisierten
Schnittstellen für die Home Automation.
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ERLEBEN SIE FRONIUS
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)
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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
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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
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Rundsteuerempfänger
Monitoring-, Visualisierungsund
Fernüberwachungs-Systeme
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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
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Wärmetauscher für PV-Wechselrichter
Anlagensteuerungen
Rundsteuerempfänger
Monitoring-, Visualisierungsund
Fernüberwachungs-Systeme
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Sonstiges
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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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PHOTOVOLTAIK
AUTOMOTIVE & AVIONIK
LEISTUNGSVERSTÄRKER
EMV PRÜFSYSTEME
Simulations- und Testsysteme
zur Prüfung von PV-Wechselrichtern
Testsysteme für Kfz-Elektronik
Simulation von Flugzeugbordnetzen
AC/DC 4-Quadranten Verstärker mit
frei programmierbaren Kurvenformen
EMV Basis System für normkonforme
Emissions- und Immunitätsprüfungen
WIR BRINGEN SPANNUNG IN FORM
WE GET VOLTAGE INTO SHAPE
1963-2013
Stand 114 · Halle B2
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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
www.skytron-energy.com
4 GWp
weltweit
mit skytron®
MAXIMALER
PV-ERTRAG
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INVESTITION
Unsere Systemlösung für
PV-Kraftwerke - Ihr Nutzen
MONITORING
Echtzeitdaten zur genauen
und schnellen Fehleranalyse
KRAFTWERKS-REGELUNG
Anpassungsfähige Netzintegration
LANGZEIT-DATENHALTUNG
Zuverlässige und genaue Leistungsanalysen
FERNSTEUERBARKEIT
Flexibilität für Modelle der Direktvermarktung
SKYTRON® LEITWARTEN-SERVICE
Zuverlässiges Alarmmanagement für
Kundenanlagen, weltweit
SKYTRON® SYSTEM-MIGRATION
Integration von Bestandsanlagen in
eine zentrale Überwachungs-Plattform
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Intersolar Europe
19. - 21. Juni 2013
München
Halle B2 Stand 380
*(Intersolar Award Finalist 2013 in der
Kategorie „Solare Projekte in Europa“)

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.
Der SINEAX V604s ist
so
vielfältig wie ein Schweizer Taschenmesser
und
bietet zudem eine hohe galvanische Trennung zwischen
Eingang, Ausgang, Hilfsenergie und Kommunikationsschnittstelle.
Seine 2 Eingänge können mathematisch verknüpft und über
analoge oder digitale Schnittstellen weiterverarbeitet werden.
Typische Anwendungen des SINEAX V604s:
• DC-Energiezähler
• Ladungsüberwachung von Energiespeichern
• DC-Leistungsmessung
• Differenzüberwachung von 2 Eingangsgrössen
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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.
_0APDN_compumess_ET04.pdf;S: 1;Format:(186.00 x 64.00 mm);22. May 2013 09:08:06
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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)
_0ANRW_Stego_ET4.pdf;S: 1;Format:(210.00 x 99.00 mm);14. May 2013 15:50:41
Beim Patentamt BelieBt:
SteGO-innOvatiOnen
Viel zu tun: STEGO schafft permanent
neue Innovationen für perfektes Thermal
Management.
www.stego.de

Smart Home
■ 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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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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Quelle: IVW-Online 5/2012 bis 4/2013

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
Hochleistung –
natürlich!
Im Solartechnikmarkt sind die
Anforderungen an Schaltelemente
besonders hoch. Unsere Leistungsrelais
HE und LFG sind ideal auf die
Marktbedürfnisse im Bereich Solarwechselrichter
zugeschnitten.
LFG
◗ 33A/250VAC/85°C
◗ Kontaktabstand: min. 1,8mm
◗ Halteleistung: 250mW
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)
HE
◗ Bis zu 60A/250VAC/85°C
◗ Kontaktabstand: min. 3mm
◗ Halteleistung: 480mW
Für weitere Infos
bitte QR-Code
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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
dadurch Momentenstöße beim
On any level
potentialfreies Messen
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Für die Motor- oder Wandmontage
eignet sich Lenzes Frequenzumrichter »8400 motec«.
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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
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Chefreporter: Engelbert Hopf (eg/1320)
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Iris Stroh (st/1326), Karin Zühlke (zü/1329)
Redaktion: Heinz Arnold (ha/1253), Engelbert Hopf (eg/1320), Andreas Knoll (ak/1319),
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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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