Zukunft denken – Ideen verbinden. - Energie & Technik
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Elektromobilität und die Fertigung von Photovoltaikmodulen<br />
<strong>–</strong> beides hat mehr miteinander zu tun, als es auf den ersten<br />
Blick scheint. Wenn am 20. September 2011 die Pforten zur<br />
IAA öffnen, dann werden Elektroautos und die gesamte Infrastruktur,<br />
die für Elektroautos erforderlich ist, eine große<br />
Rolle spielen. Ob es um das Laden der Batterien geht, um den<br />
Aufbau von Stromtankstellen und Ladekonzepte für zu Hause<br />
und am Arbeitsplatz, um die Kommunikationsinfrastruktur<br />
für das Abrechnungssystem oder um die Steuerung des Antriebs<br />
in den Autos selbst <strong>–</strong> überall ist ausgeklügelte Elektronik<br />
erforderlich.<br />
Sensoren und deren Signalaufbereitung, Prozessoren und<br />
Controller, Leistungshalbleiter, analoge und HF-ICs werden<br />
ebenso gebraucht wie die ganze Palette der elektromechanischen<br />
Komponenten. Die Hersteller dieser Bauelemente<br />
versprechen sich durch den Höhenflug der Elektromobilität<br />
genauso gute Geschäfte wie die Hersteller von Embedded<br />
Systemen.<br />
Doch was hat das Ganze mit der Fertigung von Solarmodulen<br />
zu tun? Ganz einfach: Wenn Elektroautos ihren Beitrag zur<br />
CO 2-Reduktion liefern sollen, dann muss der Strom aus erneuerbaren<br />
<strong>Energie</strong>n kommen. Die Photovoltaik liefert hier<br />
wesentliche Beiträge. <strong>–</strong> Die Besucher der EU PVSEC können<br />
sich in Hamburg darüber informieren, welche Fortschritte die<br />
PV-Hersteller machen.<br />
Ausgeklügelte Prozesstechniken und -steuerungen tragen dazu<br />
bei, dass die Kosten für PV-Module sinken. Und hier lohnt<br />
es sich, wenn die Modul-Hersteller einen Blick auf die Hersteller<br />
von Autos werfen. Denn viele Erfahrungen aus der<br />
Automobilindustrie lassen sich auf die Modulfertigung übertragen,<br />
besonders wenn es um die Automatisierung geht.<br />
Hier schließt sich der Kreis und zeigt, wie wichtig es ist, die<br />
Brücke zwischen den unterschiedlichen Bereichen rund um<br />
die <strong>Energie</strong>effizienz zu schlagen: Immer getreu dem Motto<br />
der <strong>Energie</strong>&<strong>Technik</strong>: Wer die ganze Welt der <strong>Energie</strong>effizienz<br />
verstehen will, muss über den Tellerrand seiner Hauptdisziplin<br />
hinausschauen.<br />
Ihr Heinz Arnold<br />
Wie die Photovoltaik<br />
die Elektromobilität<br />
beflügelt <strong>–</strong> und<br />
umgekehrt<br />
Heinz Arnold,<br />
HArnold@energie-und-technik.de<br />
Chefredakteur <strong>Energie</strong>&<strong>Technik</strong><br />
Editorial<br />
5/2011 <strong>Energie</strong> & <strong>Technik</strong><br />
3<br />
Photovoltaik und LED Lichtlösungen<br />
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Inhalt<br />
Blickpunkt • PV-Fertigungstechnik<br />
Manufacturing Execution System (MES)<br />
für die PV-Industrie:<br />
Erfahrungen aus der Automobilindustrie<br />
auf die PV-Produktion übertragen ............................................... 6<br />
Dünnschichttechnik wird an Bedeutung gewinnen:<br />
Die Gesamtkosten müssen stimmen .......................................... 8<br />
Teilautomatisierte Fertigungslinie für Solarmodule im<br />
Sonderformat:<br />
Module für die gebäudeintegrierte Photovoltaik<br />
flexibel fertigen .................................................................................10<br />
Partnerschaften aus Industrie und Forschung:<br />
»Gemeinsam noch stärker« ..........................................................13<br />
Messeausblick PVSEC<br />
4<br />
www.energie-und-technik.de<br />
<strong>Energie</strong> & <strong>Technik</strong> 5/2011<br />
Ansturm auf die<br />
traditionelle<br />
PV-Fachmesse:<br />
Die PVSEC<br />
ist ausgebucht .................15<br />
Messerundgang:<br />
Neuheiten auf der<br />
PVSEC 2011 ......................16<br />
Effiziente LED-Ansteuerung mit 8-Bit-MCU • Seite 38<br />
Schwerpunkt • Elektromobilität<br />
Wie Leistungselektronik den EVs<br />
zum Durchbruch verhilft:<br />
Elektromobilität braucht einen systemischen Ansatz .........21<br />
Welcher Motortyp für welches Fahrzeug?:<br />
Die Qual der Antriebstechnik-Wahl ............................................24<br />
Internationale Automobil-Ausstellung <strong>–</strong> IAA 2011:<br />
Stärkerer Fokus auf der Elektromobilität ..................................26<br />
Erneuerbare <strong>Energie</strong>n<br />
Skalierbares Werk für Wechselrichter:<br />
KACO erweitert Produktion um 4 GW .......................................29<br />
Kostensparende Photovoltaik-Wechselrichter<br />
auf Modul-Ebene:<br />
Enecsys: 360-Watt-Dual-PV-Inverter ..........................................30<br />
Überprüfung von Solarmodulen<br />
von der Fertigung bis zur Instandhaltung:<br />
Wärmebildkameras: Allrounder in der PV ................................32<br />
Anlagenbetreiber müssen sich mit Netzbetreibern<br />
und Behörden frühzeitig abstimmen:<br />
Netzanschluss von PV-Kraftwerken <strong>–</strong> gewusst wie! ............35<br />
Lighting<br />
Titel<br />
Fujitsu Semiconductor:<br />
Effiziente Ansteuerung mit 8-Bit-MCU:<br />
»Es werde Licht« ................................................................................38<br />
Prognose der LED-Lebensdauer,<br />
abhängig von Temperatur und Stromstärke:<br />
»Die LED ist immer als Teil eines Systems zu sehen« ............42<br />
Dilitronics:<br />
200-Watt-LED-Power hocheffizient aus Mini-Modul ...........45
Gas-Kompaktabzweige mit IO-Link • Seite 46<br />
Smart Grid /Smart Metering<br />
Kompaktabzweige mit IO-Link als moderne<br />
Schalttechniklösung für Gasversorgungsanlagen:<br />
Gas geben <strong>–</strong> aber sicher! ................................................................46<br />
Spartenübergreifendes Smart Metering:<br />
Trotz EnWG-Novelle und Schutzprofil:<br />
OMS hat weiterhin Gültigkeit .......................................................50<br />
Für Smart-Home- und<br />
Smart-Metering-Anwendungen:<br />
Powerline-Kommunikation auf der Hutschiene ...................51<br />
Automatisierung<br />
Getriebe mit hohem Wirkungsgrad:<br />
Kräftig untersetzt ..............................................................................63<br />
Patentiertes »Betriebssystem« für Solarmodule<br />
soll deren Leistungsfähigkeit sicherstellen:<br />
Solarmodul-Monitoring schon in der Anschlussdose ..........64<br />
K-Ing. <strong>–</strong> Das Karrieremagazin .............................................. 53 - 62<br />
Rubriken<br />
Editorial ............................................................................................................................................. 3<br />
Inserentenverzeichnis ................................................................................................ 52<br />
Impressum ................................................................................................................................. 52<br />
5/2011 <strong>Energie</strong> & <strong>Technik</strong><br />
5<br />
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Blickpunkt • PV-Fertigungstechnik<br />
■ Manufacturing Execution System (MES) für die PV-Industrie<br />
Erfahrungen aus der<br />
Automobilindustrie auf die<br />
PV-Produktion übertragen<br />
Die Kosten für die PV-Produktion sind<br />
noch immer zu hoch, darin sind sich die<br />
Beteiligten der PV-Lieferkette einig. Die<br />
Stellhebel sind aber nicht nur beim Material<br />
und den Maschinen zu finden, sondern<br />
auch in der Prozesssteuerung. Hier<br />
habe die PV-Produktion noch Nachholbedarf<br />
gegenüber anderen Industriezweigen,<br />
erklärt Peter Pauls, Geschäftsführer<br />
des MES-Spezialisten InQu Informatics.<br />
Abhilfe schaffen will InQu mit einem<br />
MES-System, das genau auf die PV-Industrie<br />
zugeschnitten ist und deren Grundlagen<br />
in anderen Industriezweigen, z.B. der<br />
Automobilbranche, schon vielfach erprobt<br />
sind. Ingesamt 160 Installationen<br />
hat InQu Informatics bereits im Feld. Aber<br />
auch im PV-Bereich hat InQu bereits Kunden<br />
gewonnen, wie das PV-Start-Up-Unternehmen<br />
Odersun. Das PV-MES von<br />
InQu soll PV-Maschinenbauer, Modul-<br />
und Solarzellen-Hersteller dabei unterstützen,<br />
ihre Produktivität zu steigern<br />
und dabei gleichzeitig die Produktionskosten<br />
zu senken, und ist als MES-System<br />
für die Solarindustrie in dieser Form ein<br />
Novum. MES-Systeme gibt es von vielen<br />
Anbietern, aber ein dediziertes PV-MES<br />
hat bislang noch kein anderer Anbieter<br />
auf den Markt gebracht. »Unser PV-MES<br />
orientiert sich am erfolgreichen Qualitätsmanagement<br />
der Automobil- und Zulieferindustrie<br />
und überträgt die Prozesse<br />
auf die Bedürfnisse der Photovoltaik-Produktion«,<br />
führt Pauls aus. Dabei nutzt das<br />
System bewährte Standards, wie die EN<br />
ISO9001 oder TS 16949, denn auf Basis<br />
solcher Standards ließen sich signifikante<br />
Kosteneinsparungen erzielen, so der Firmenchef.<br />
Vor diesem Hintergrund beinhaltet das PV-<br />
MES von InQu Informatics beispielsweise<br />
6<br />
<strong>Energie</strong> & <strong>Technik</strong> 5/2011<br />
Herzstück des PV-MES ist das Performance-Cockpit,<br />
ein webbasiertes Visualisierungstool zur Echtzeit-Auswertung von Produktionsdaten.<br />
Komponenten für die Chargenrückverfolgung<br />
und das Lieferantenmanagement,<br />
aber auch Module für die Wareneingangskontrolle,<br />
die fertigungsbegleitende Qualitätssicherung<br />
sowie das Gewährleistungs-<br />
bzw. Reklamationsmanagement.<br />
»Ein Großteil der Kosten liegt im PV-Bereich<br />
bekanntermaßen in der Produktion«,<br />
gibt Pauls zu be<strong>denken</strong>, und hier stecke<br />
gleichzeitig das größte Potenzial, Kosten<br />
zu sparen. »Subventionskürzungen und<br />
die Konkurrenz aus Asien zwingen die<br />
» Subventionskürzungen und die Konkurrenz aus Asien zwingen die<br />
PV-Industrie durch die komplette Wertschöpfungskette hindurch dazu,<br />
ihre Kosten gründlich zu über<strong>denken</strong>. «<br />
Peter Pauls, InQu INformatics<br />
Bild: InQu
PV-Industrie durch die komplette Wertschöpfungskette hindurch<br />
dazu, ihre Kosten gründlich zu über<strong>denken</strong>.« Als<br />
besondere Herausforderung in der PV-Produktion nennt<br />
Pauls zum Beispiel die Variantenfertigung und die Fertigung<br />
kundenspezifischer Module, wo Europa gegenüber Asien nach<br />
wie vor punkten kann. Damit das auch so bleibt, sei es aber<br />
erforderlich, die Produktionsprozesse so optimal wie möglich<br />
zu gestalten, sagt Paul. Berücksichtigt hat InQu deshalb in<br />
seinem PV-MES auch das Variantenmanagement. »Diese Funktion<br />
ist besonders für die europäische Photovoltaik-Industrie<br />
sehr wichtig, denn neben der klaren Fokussierung auf die<br />
Qualität ihrer Produkte wird die Produktvielfalt zu einem entscheidenden<br />
Wettbewerbsfaktor«, erläutert Pauls. Die parallele<br />
Entwicklung von unterschiedlichen Produkten ist normalerweise<br />
mit hohen Kosten verbunden, die sich vor allem mit<br />
Hilfe eines durchdachten Variantenmanagements deutlich<br />
reduzieren lassen. Um ein möglichst effizientes Variantenmanagement<br />
zu realisieren, unterstützt das PV-MES die Hersteller<br />
sowohl dabei, unterschiedliche Losgrößen zu bewerkstelligen,<br />
als auch bei den Herausforderungen der stochastischen<br />
Fertigung.<br />
MES schließt die Lücke zwischen<br />
ERP-System und Produktionsebene<br />
Darüber hinaus hilft das PV-MES nicht nur bei der Produktionsplanung,<br />
sondern auch bei der Rüstoptimierung und nicht<br />
zuletzt beim <strong>Energie</strong>management, indem Spitzenlasten vermieden<br />
werden sollen. Gerade die <strong>Energie</strong>kosten werden in<br />
der Produktion oft vernachlässigt und sind doch ein nicht zu<br />
unterschätzender Kostenfaktor. Generell gilt nach Ansicht von<br />
Pauls: Je tiefer die Wertschöpfung eines PV-Herstellers im<br />
eigenen Haus ist, umso mehr gewinnt ein MES an Bedeutung.<br />
Die Frage, ob nicht auch ein ERP-System ansatzweise die<br />
Aufgaben eines MES mit erfüllen kann, verneint Pauls: »Ein<br />
ERP-System kann seine Stärken im kaufmännischen Bereich<br />
ausspielen, bei der Echtzeitverarbeitung von Produktionsdaten<br />
tun sich solche Systeme aber schwer.« Aber das sei<br />
schließlich die Daseinsberechtigung für ein MES, so Pauls.<br />
Auch umgekehrt ersetzt kein MES ein ERP-System, sondern<br />
schließt <strong>–</strong> zumindest im Idealfall <strong>–</strong> die Lücke zwischen ERP<br />
und der Produktionsebene.<br />
Aufgebaut ist das PV-MES modular wie ein Legobaukasten<br />
und basiert auf der .NET-Plattform von Microsoft. Herzstück<br />
ist das Performance-Cockpit, ein webbasiertes Visualisierungstool<br />
zur Echtzeit-Auswertung von Produktionsdaten, die zu<br />
Kennzahlen verdichtet werden. Das Cockpit dient als Steuerungsinstrument<br />
und stellt branchentypische Kennzahlen wie<br />
die Overall Equipment Effectiveness (OEE-Index) oder die First<br />
Pass Yield (FPY) im Performance-Cockpit als individualisierbares<br />
Dashboard ortsunabhängig zur Verfügung. Die mobile<br />
und individualisierbare Software ist Drill-Down-fähig und erfüllt<br />
die Vorgaben der VDMA-Richtlinie 66412-1. (zü) �<br />
5/2011 <strong>Energie</strong> & <strong>Technik</strong><br />
7<br />
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Blickpunkt • PV-Fertigungstechnik<br />
■ Dünnschichttechnik wird an Bedeutung gewinnen<br />
Die Gesamtkosten<br />
müssen stimmen!<br />
Mit der neuen ThinFab-Produktionslinie will Oerlikon Solar die Silizium- bzw. Micromorph-Dünnschichttechnik<br />
wieder wettbewerbsfähig machen: Sie reduziert die<br />
Kosten für Solarmodule auf 0,50/Wp Euro und liegt damit auch gegenüber der derzeit<br />
noch führenden CdTe-Dünnschichttechnik gut im Rennen. Den ersten Auftrag<br />
für die 120-MW-ThinFab haben die Schweizer Maschinenbauer inzwischen in der<br />
Tasche.<br />
Noch vor einem Jahr sah es düster aus für<br />
die Solartochter des Oerlikon-Konzerns, die<br />
aufgrund der Finanzkrise in die roten Zahlen<br />
gerutscht war. »Wir mussten die neue<br />
ThinFab-Generation lancieren, um überhaupt<br />
wieder wettbewerbsfähig zu werden«,<br />
erklärt Arno Zindel, Head of Product<br />
Development und Mitglied der Geschäftsleitung<br />
von Oerlikon Solar. Vorgestellt wurde<br />
die neue Produktionslinie im Herbst<br />
2010. Seit der Markteinführung der ThinFab<br />
konnte Oerlikon Solar einige Upgrade-Aufträge<br />
bei Bestandskunden verzeichnen.<br />
Dass es dann etwa ein halbes Jahr dauern<br />
würde, bis die erste ThinFab verkauft ist,<br />
war zwar allen Beteiligten klar, aber die<br />
Erleichterung war dann doch groß, als die<br />
Schweizer zum 1. Juni offiziell den so<br />
wichtigen Verkaufsabschluss der ersten<br />
neuen ThinFab-Linie bekannt geben konnten.<br />
Den Kunden darf Oerlikon Solar nicht<br />
nennen, nur so viel gibt Zindel preis: »Es<br />
handelt sich um ein Unternehmen aus<br />
Asien, das bereits im Bereich der erneuerbaren<br />
<strong>Energie</strong>n tätig ist und nun entschie-<br />
8<br />
<strong>Energie</strong> & <strong>Technik</strong> 5/2011<br />
den hat, in größerem Umfang in die Dünnschichtsilizium-<strong>Technik</strong><br />
einzusteigen.« Die<br />
Auslieferung dieser ThinFab mit einer<br />
jährlichen Produktionskapazität von ca.<br />
850.000 Solarmodulen soll Anfang 2012<br />
beginnen. Mit inbegriffen ist ein TÜV- und<br />
ein UL-Zertifikat, unter dem der Kunde<br />
dann direkt produzieren und verkaufen<br />
kann, sowie eine Ramp-up-Garantie über<br />
eine bestimmte Zeit und den vereinbarten<br />
Ausstoß. Überhaupt ist Oerlikon mit der<br />
Resonanz sehr zufrieden, die die neue Produktionslinie<br />
am Markt hervorgerufen hat:<br />
»Wir sind davon überzeugt, dass dieser<br />
Auftrag das Interesse an unserer Technologie<br />
noch erhöhen wird«, betont Zindel.<br />
»Wir müssen Kostenvorteile gegenüber<br />
kristallinem Silizium bieten«<br />
Die Dünnschichttechnik ist <strong>–</strong> unabhängig<br />
von der Technologie <strong>–</strong> in der Anfangs-<br />
investition günstiger als kristallines Silizium,<br />
die Dünnschicht-Module sind allerdings<br />
auf dem Papier und bei Standard-<br />
Das neue TCO-Verfahren<br />
(TCO: Transparent Conductive Oxide) der<br />
neuen ThinFab-Generation bewerkstelligt<br />
nun 50 Prozent mehr Durchsatz.<br />
Die Gläser lassen sich schneller aufheizen,<br />
und die Depositionsrate wurde<br />
etwas erhöht. Außerdem hat Oerlikon<br />
ein weiteres Prozessmodul an die<br />
Maschine angehängt.<br />
testbedingungen (STC) weniger effizient<br />
als ihre kristallinen Konkurrenten. Ihre<br />
Vorteile kann die Dünnschichttechnik hingegen<br />
ausspielen, wenn es um die »realen<br />
Betriebsbedingungen« geht: z.B. bei bedecktem<br />
Himmel oder hohen Temperaturen,<br />
hier geht die Effizienz kristalliner<br />
Solarzellen deutlich zurück.<br />
»Bezogen auf unsere Silizium-Dünnschichttechnik,<br />
liegen wir bei der Effizienz etwa 4<br />
Prozent unter der kristallinen Siliziumtechnik,<br />
müssen also entsprechende Kostenvorteile<br />
bieten, um erfolgreich zu sein«, gibt<br />
Zindel zu be<strong>denken</strong>. Entscheidend, so Zindel<br />
»sind letztlich ohnehin die Kosten pro<br />
Watt respektive die Kosten pro Kilowatt-<br />
Bild: Oerlikon Solar
stunde«. Und hier steht die neue ThinFab-<br />
Generation mit Kosten von 0,5 Euro pro<br />
Watt peak sehr gut da. Noch vor drei Jahren<br />
lag Oerlikon bei 1,2 Euro pro Watt peak.<br />
Die Kostenkurve wird zunehmend flacher.<br />
»Mit dem weiteren Verlauf wird es natürlich<br />
härter, das noch vorhandene Verbesserungspotenzial<br />
zu heben und damit die<br />
Kosten weiter zu senken«, so Zindel. Dabei<br />
helfe Oerlikon aber der »Think Thin Gedanke«:<br />
weniger Material, schlankere Module<br />
und in Folge dessen weniger Material- und<br />
<strong>Energie</strong>verbrauch. Und besonders der geringe<br />
<strong>Energie</strong>verbrauch einer Produktionslinie<br />
wird nach Ansicht von Zindel in <strong>Zukunft</strong><br />
mehr und mehr an Bedeutung gewinnen<br />
<strong>–</strong> und hier liege Oerlikon in punkto<br />
<strong>Energie</strong>effiziente Produktion sehr weit vorne,<br />
wie Zindel betont.<br />
»Die <strong>Energie</strong>kosten werden erwartungsgemäß<br />
steigen. Das heißt, dass Verfahren, die<br />
hohe <strong>Energie</strong>kosten mit sich bringen, sich<br />
verteuern und daher auf Dauer nicht wettbewerbsfähig<br />
sein werden«, betont der<br />
Oerlikon-Manager. Und besonders darin<br />
sieht Zindel auch einen Vorteil der Silizium-<br />
Dünnschichttechnik im Vergleich zum kristallinen<br />
Silizium: Das Ausgangsmaterial ist<br />
dasselbe, aber »wir greifen viel früher in die<br />
Silizium-Wertschöpfungskette ein«, erklärt<br />
Zindel, »und haben nur rund 1 Prozent des<br />
Siliziumverbrauchs der kristallinen Siliziumtechnik<br />
<strong>–</strong> das schlägt sich auch deutlich<br />
in der <strong>Energie</strong>bilanz der Produktion nieder.«<br />
Überdies benötige die neue ThinFab-<br />
Generation nur etwa halb so viel <strong>Energie</strong><br />
wie die Vorgängerlinie.<br />
Dünnschicht-Silizium<br />
ist umweltfreundlich!<br />
Die Dünnschichttechnik wird insgesamt<br />
an Bedeutung gewinnen, davon ist Zindel<br />
überzeugt. So werde die Dünnschichttechnik<br />
besonders auf Solarfeldern zunehmen,<br />
auch wenn der größte Anteil der Module<br />
Arno Zindel, Oerlikon<br />
» Unser Ziel ist ein Wirkungsgrad von<br />
12 Prozent in den nächsten beiden Jahren. «<br />
nach wie vor auf die Dächer, vor allem<br />
größere Industriedächer, geht. »Die Luft<br />
für das kristalline Silizium wird dünner<br />
werden, und wir sind überzeugt davon,<br />
dass wir dem kristallinen Silizium Jahr für<br />
Jahr Marktanteile abnehmen können.«<br />
Und worin bestehen die Vorteile der Oerlikon-Micromorph-Technologie<br />
im Vergleich<br />
zu CdTe und CI(G)S? »CIGS wird<br />
zwar im Labor mit 20 Prozent Wirkungsgraden<br />
in Verbindung gebracht, aber in<br />
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der Produktion gibt es sehr große Schwierigkeiten.<br />
Erschwerend kommt die Verfügbarkeit<br />
der Rohstoffe wie Indium hinzu«,<br />
so Zindel. Indium ist auch ein sehr begehrtes<br />
Material auch in der Flachdisplay-<br />
Fertigung und daher teuer. Wobei CIGS in<br />
jüngster Zeit in punkto Massenproduktionstauglichkeit<br />
aufgeholt hat (<strong>Energie</strong>&<br />
<strong>Technik</strong> berichtete in Ausgabe 4).<br />
Kostenführer bei der Dünnschichttechnik<br />
ist noch immer First Solar, der als einziger<br />
Anbieter die Cadmiumtellurid-<strong>Technik</strong><br />
massenproduktionstauglich beherrscht. Allerdings<br />
hat CdTe den eklatanten Nachteil,<br />
dass giftige Rohstoffe wie Kadmium zum<br />
Einsatz kommen. Noch entfällt <strong>–</strong> aus Kostengründen<br />
<strong>–</strong> der größte Teil der Dünnschichttechnik<br />
auf die CdTe-<strong>Technik</strong>. »Doch<br />
sobald es eine umweltfreundliche <strong>Technik</strong><br />
schafft, mit den Kosten gleichzuziehen,<br />
sind die Tage der CdTe-Technologie gezählt«,<br />
ist Zindel überzeugt. In Japan beispielsweise<br />
sind CdTe-haltige Module verboten,<br />
auf Europa-Ebene haben Lobbyisten<br />
zumindest für den Moment eine Ausnahmeregelung<br />
erwirkt. Mit 0,5 Euro pro Watt<br />
peak ist die Silizium-Dünnschichttechnik<br />
von Oerlikon Solar jedenfalls schon sehr<br />
gut positioniert, um CdTe künftig Marktanteile<br />
abnehmen zu können.<br />
Intensiv geforscht wird bei Oerlikon Solar<br />
natürlich auch weiterhin: »Unsere Solartechnologie<br />
hat auf alle Fälle weiteres Potenzial<br />
zur Steigerung der Effizienz und der<br />
Produktivität, wie die ThinFab-Labor-Weltrekordzelle<br />
mit einem Wirkungsgrad von<br />
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5/2011 <strong>Energie</strong> & <strong>Technik</strong><br />
9
Blickpunkt • PV-Fertigungstechnik<br />
11,9 Prozent beweist«, verkündet Zindel.<br />
Weiterhin will Oerlikon die Effizienz um<br />
0,8 bis 1 Prozent pro Jahr erhöhen. »Unser<br />
Ziel ist ein Wirkungsgrad von 12 Prozent<br />
in den nächsten beiden Jahren«, erklärt<br />
Zindel.<br />
Darüber hinaus forscht Oerlikon im Unternehmen<br />
Oerlikon Systems auch an der<br />
Speichertechnik für die Sonnenenergie.<br />
Verschiedene Speichertechniken basieren<br />
auf Dünnschicht, insofern liege es nahe,<br />
dass sich Oerlikon hier engagiere, so Zindel.<br />
Dieser Bereich wird nach Ansicht von<br />
Zindel rasant Fahrt aufnehmen, denn<br />
schließlich macht erst eine effiziente Speichertechnik<br />
die Solarenergie langfristig<br />
konkurrenzfähig.<br />
Und in welchen Märkten sieht Zindel das<br />
größte Potenzial für die ThinFab? »Noch<br />
wird die Solarenergie in Europa stark gefördert,<br />
und damit spielt dieser Industriezweig<br />
für Europa eine bedeutende Rolle.« Allerdings,<br />
so Zindel, müsse der Solarstrom in<br />
10<br />
<strong>Energie</strong> & <strong>Technik</strong> 5/2011<br />
<strong>Zukunft</strong> auch ohne die Förderung konkurrenzfähig<br />
sein. Zwar hat die Kürzung der<br />
Einspeisevergütung in Deutschland den<br />
Preisdruck für die Maschinenbauer weiter<br />
erhöht, aber »es kann auch nicht sein, dass<br />
die Tarife gleich bleiben und sich die Solarindustrie<br />
auf Kosten der Stromkunden ausruht«,<br />
gibt Zindel zu be<strong>denken</strong>. Nur dürfe<br />
die Kürzung seiner Ansicht nach nicht zu<br />
schnell vonstatten gehen.<br />
Wichtig sei es, so Zindel, dass insgesamt<br />
die Kosten der PV-Wertschöpfungskette<br />
bzw. die BOS (Gesamtsystemkosten) minimiert<br />
werden. Ein Weg dazu seien Low-<br />
Voltage-Module, die sich durch weniger<br />
Verluste auszeichnen und gleichzeitig weniger<br />
Investitionskosten erfordern, weil<br />
man mehr Module in einem Strang schalten<br />
kann. »Wir können das Rennen natürlich<br />
nicht alleine gewinnen. Alle Beteiligten<br />
der PV-Wertschöpfungskette müssen hier<br />
an einem Strang ziehen«, fordert Zindel.<br />
Die Frage, wann die PV die Grid Parity erreichen<br />
werde, lässt Zindel schmunzeln:<br />
»Was bedeutet denn eigentlich Grid Parity?«,<br />
so seine Gegenfrage. »Letztlich geht es<br />
doch um den Preis im Vergleich zu den<br />
Herstellkosten und damit um die ’Herstellparität’«.In<br />
den sonnenverwöhnten Ländern<br />
Europas, Italien und Spanien, habe<br />
man diese schließlich schon erreicht, so<br />
Zindel. »Hier bewegen wir uns bei 9 oder<br />
10 Eurocent pro Kilowattstunde.«<br />
Künftig wird sich der Solarmarkt laut Zindel<br />
mehr und mehr in Länder verschieben,<br />
die viel Sonne und <strong>Energie</strong>zuwachs haben<br />
und ihren Strom über ein Solarkraftwerk<br />
selber herstellen wollen. Damit wird auch<br />
die Herstellung der Module in diese Regionen<br />
wandern, in der sie verbaut werden.<br />
Dass Europa für die Solarindustrie unbedeutend<br />
werden wird, glaubt Zindel aber<br />
nicht: »Europa wird weiterhin eine wichtige<br />
Rolle spielen, denn man muss neben<br />
den Kosten auch die Technologie beherrschen.<br />
Europa hat hier eine sehr gute Basis<br />
in der Forschung und der Entwicklung gelegt.«<br />
(zü) �<br />
■ Teilautomatisierte Fertigungslinie für Solarmodule im Sonderformat<br />
Module für die gebäudeintegrierte<br />
Photovoltaik flexibel fertigen<br />
Will man Gebäudefassaden für die Photovoltaik nutzen, sind<br />
die gestalterischen Anforderungen an die Module hoch. Damit<br />
dabei individuelle Farb- und Formwünsche nicht auf der Strecke<br />
bleiben, hat der österreichische Modulhersteller PV Products<br />
(PVP) in eine Fertigungslinie investiert, mit der sich kristalline<br />
Glas-Folie- und Glas-Glas-Module auch in Sonderformaten und<br />
fast beliebigen Farben auch in Europa wirtschaftlich fertigen lassen.<br />
Konzipiert hat das Produktionssystem die ACI-ecotec.<br />
Bilder: ACI-ecotec
Dass es die richtige Entscheidung<br />
war, nicht nur auf die Produktion<br />
konventioneller Glas-Folien-Photovoltaikmodule<br />
zu setzen, sondern<br />
das Produktionsequipment auch für<br />
die Fertigung qualitativ hochwertiger<br />
Glas-Glas-Solarmodule auszulegen,<br />
zeigt sich an den Aufträgen und Anfragen,<br />
die bei PVP eingehen. Die<br />
Hochleistungsmodule werden standardmäßig<br />
aus 156 x 156 mm großen<br />
mono- und polykristallinen Siliziumzellen<br />
in jeweils drei Produktserien<br />
mit 48, 60 und 72 Zellen gefertigt.<br />
Flexibel ist das 2009 gegründete<br />
Unternehmen aber auch, wenn es<br />
darum geht, Solarmodule in speziellen<br />
Abmessungen und Formen<br />
sowie Farben herzustellen. So bietet<br />
PVP Glas-Glas-Module in Größen bis<br />
3500 x 2100 mm in Verbundsicherheitsglas<br />
(VSG) sowie VSG-Isolierglas.<br />
Darüber hinaus sind runde und<br />
dreieckige Formen realisierbar. Laminiert<br />
werden die gläsernen Solarelemente<br />
mit PVB-Folie, die in einem<br />
breiten Farbspektrum zur Verfügung<br />
steht. Dadurch lassen sich auch individuelle<br />
Farbwünsche erfüllen:<br />
von Violett über Rot bis hin zu Grün<br />
<strong>–</strong> die Farbpalette ist weit gefächert.<br />
Als PV-Fläche nutzen lassen sich mit<br />
den Modulen nicht nur Fassaden,<br />
sondern beispielsweise auch Dächer,<br />
Brüstungen und Carports.<br />
Hohe Anforderungen<br />
an die Fertigungslinie<br />
Um diese hohe Fertigungsflexibilität<br />
wirtschaftlich umsetzen zu können,<br />
benötigte PVP eine teil automatisierte<br />
Produktionslinie, die exakt auf die<br />
Anforderungen des Unternehmens<br />
zugeschnitten ist. Dazu gehört auch,<br />
dass sich die Anlage sehr schnell für<br />
die Produktion der unterschiedlich<br />
großen Module umrüsten lässt. »Wir<br />
haben darüber mit verschiedenen<br />
Anlagenbauern gesprochen und uns<br />
Ein schnell auf unterschiedliche<br />
Stringlängen anpassbares Handlingsystem<br />
sorgt für die exakte<br />
Übergabe an den Roboter.
Blickpunkt • PV-Fertigungstechnik<br />
dann für die Zusammenarbeit mit ACIecotec<br />
entschieden. Ausschlaggebend dabei<br />
waren einerseits die Beratungsleistung<br />
und das Anlagenkonzept der S30M des<br />
Schwarzwälder Unternehmens. Andererseits<br />
stimmt die menschliche Komponente,<br />
so dass wir sehr konstruktiv zusammenarbeiten«,<br />
berichtet Karl Kürbisch, einer der<br />
Geschäftsführer von PVP. Das neue Produktionsequipment<br />
mache es möglich,<br />
neue Produkte zu fertigen, wie es zuvor <strong>–</strong><br />
trotz einer gewissen Vielfalt <strong>–</strong> mit konventionellen<br />
Fertigungsmethoden nicht möglich<br />
war. Die Fertigungslinie S30M ermöglicht<br />
es in der derzeitigen Ausbaustufe,<br />
Solarmodule mit einer Kapazität von 30<br />
12<br />
Das Löten der Querverschaltung erfolgt induktiv.<br />
Das gewährleistet erstklassige Verbindungen.<br />
IC zu heiss?<br />
<strong>Energie</strong> & <strong>Technik</strong> 5/2011<br />
Anzeigen<br />
Celsi® Temperatur-<br />
Etiketten wissen es!<br />
_05H3H_SSV_ET_03.pdf;S: www.celsi.com<br />
1;Format:(44.93 x 66.47 mm);12. Apr 2011 12:20:28<br />
SPIRIG _06AWF_Spirig_DS_08.pdf;S: 1;Format:(43.45 x 20.42 mm);16. Aug 2011 07:58:26<br />
MW/a vollautomatisch herzustellen. Darüber<br />
hinaus verfügt sie über Manufaktureinheiten<br />
für die Produktion von 5 MW. Die<br />
Integration eines zweiten Stringers sowie<br />
weiterer Roboter für die Herstellung der<br />
Querverschaltung hat ACI im Konzept bereits<br />
berücksichtigt. Damit lässt sich die<br />
Produktionskapazität auf rund 60 MW/a<br />
erhöhen.<br />
Kombinierte Linien-<br />
und Manufakturproduktion<br />
Erste Station des Produktionssystems ist<br />
die Glasreinigungsanlage, die mit einem<br />
Kran bestückt wird. Nach der automatischen<br />
Reinigung und Trocknung erfolgt<br />
in einem manuellen Arbeitsschritt das<br />
Auflegen der ersten Einkapselungsfolie.<br />
Sonderformate werden dann zu den Manufaktureinheiten<br />
ausgeschleust, während<br />
es für Glasscheiben in Standardmaßen<br />
zur Layup-Station weitergeht. Gleichzeitig<br />
werden die Solarzellen im Stinger<br />
vereinzelt, mittels eines Kamerasystems<br />
geprüft, genau ausgerichtet, die Busbars<br />
aufgebracht und verlötet. Je nach Modul<br />
kann man zwei oder drei Stromsammelschienen<br />
auflegen. Bis zum Verlöten hält<br />
ein Klemmsystem die Busbars exakt in<br />
Position. Das gewährleistet, dass sich auch<br />
bei sehr langen Strings eine akkurate Linie<br />
und damit eine einwandfreie Optik erzielen<br />
lässt. Die fertigen Strings positioniert<br />
ein Handlingsystem zur Abnahme durch<br />
einen Roboter. Bevor dieser die Strings auf<br />
der Glasplatte ablegt, fährt er zunächst zur<br />
Kontrolle der Lötung durch eine Prüfein-<br />
heit, anschließend werden die Busbars<br />
automatisch auf die erforderliche Länge<br />
gekürzt. »Eine Besonderheit der Layup-<br />
Station ist das spezielle Schubladensystem.<br />
Es ermöglicht uns, Strings in der arbeitsfreien<br />
Zeit am Wochenende »auf Vorrat«<br />
zu produzieren und darin zu lagern.<br />
Dadurch können wir die Kapazität komplett<br />
nutzen«, erklärt Kürbisch.<br />
Im nächsten Arbeitsschritt erfolgt die Querverschaltung.<br />
Dafür sind zwei Roboter im<br />
Einsatz. Der erste legt die Kupferbänder<br />
auf. Sie werden von einer Klemmeinrichtung<br />
bis zum Verlöten durch den zweiten<br />
Roboter in Position gehalten. ACI-ecotec<br />
hat hier zum Einsatz eines induktiven Lötverfahrens<br />
geraten, »und damit erzielen wir<br />
erstklassige Verbindungen«, so der Geschäftsführer.<br />
»Außerdem hat es den Vorteil,<br />
dass weder Lötzinn noch Flussmittel<br />
erforderlich ist, das die Qualität oder Haltbarkeit<br />
der Module beeinträchtigen könnte«,<br />
so der Geschäftsführer. An den Manufakturarbeitsplätzen<br />
gefertigte Module werden<br />
vor dem Auflegen der zweiten Einkapselungsfolie<br />
sowie der Deckfolie bzw. der<br />
zweiten Glasplatte wieder in die Linie eingeschleust.<br />
Dreistufiger Laminierprozess<br />
Speziell für die S30M-Fertigungslinie von<br />
PVP maßgeschneidert haben die Maschinenbauer<br />
von ACI ecotec auch der Laminator,<br />
der für einen dreistufigen Prozess<br />
ausgelegt ist: Im ersten Schritt wird in einer<br />
Membranpresse vorlaminiert. Daran<br />
schließt sich ein zweiter Laminationsschritt<br />
in einer konventionellen Presse an,<br />
dem der Kühlprozess folgt. »Mit dieser<br />
Lösung können wir beim Laminieren parallele<br />
Prozesse fahren, was zu einer deutlichen<br />
Steigerung der Kapazität führt«, so<br />
Kürbisch. Um die Leistungsfähigkeit des<br />
Laminators optimal zu nutzen, fasst PVP<br />
jeweils mehrere Module zu einem Batch<br />
zusammen. Konventionelle Glas-Folien-<br />
Solarmodule werden anschließend an den<br />
Seiten mit Isolierband eingefasst, sie werden<br />
vollautomatisch gerahmt, und der<br />
Aluminiumrahmen wird vercrimpt. Danach<br />
erfolgen das Aufkleben und Vergießen<br />
der Anschlussdose. (zü) �
■ Partnerschaften aus Industrie und Forschung<br />
»Gemeinsam noch stärker«<br />
Ob Dünnschicht oder kristallines Silizium: Nuancen entscheiden im Herstellungsprozess<br />
über den Erfolg einer Fertigungstechnik. Um ein optimales Ergebnis zu<br />
erzielen, setzen die PV-Maschinen-Hersteller Manz und Centrotherm ganz nach<br />
dem Motto »alleine sind wir stark, aber gemeinsam noch stärker« auf Kooperationen<br />
mit Partnern aus der Industrie und Forschung.<br />
Effizientere Solartechnologie bei sinkenden<br />
Herstellungskosten »made in Germany« <strong>–</strong><br />
das ist das Ziel zweier Entwicklungskooperationen<br />
von Manz mit verschiedenen Partnern<br />
aus der Industrie und der Forschung.<br />
Das erste Verbundprojekt ist Manz mit dem<br />
CIGS-Modulhersteller Würth Solar und<br />
dem Stuttgarter Zentrum für Sonnenenergie-<br />
und Wasserstoff-Forschung (ZSW) eingegangen.<br />
Ziel dieses Projekts ist es, die im<br />
Rahmen der exklusiven Know-how- und<br />
Kooperationsvereinbarung mit der Würth<br />
Solar lizenzierte CIGS-Dünnschichttechno-<br />
_05WCZ_isabellenhuette_ET_04.pdf;S: 1;Format:(210.00 x 146.00 mm);01. Jun 2011 15:04:47<br />
Erhöhen Sie<br />
Ihren Wirkungsgrad:<br />
Wir sind der Maßstab<br />
Regeln Sie präziser als je zuvor:<br />
Schnelle Phasenstrommessung mit Ausgaberaten bis 300 kHz<br />
Die shuntbasierten Messmodule der IPC-Reihe sind<br />
galvanisch getrennt und können je nach eingesetztem<br />
Shunt Strombereiche von 20 A bis mehrere tausend<br />
Ampere mit einer Auflösung von 12 <strong>–</strong> 16 Bit (Abtastraten<br />
von 50 <strong>–</strong> 300 kHz) messen.<br />
IPC-Varianten:<br />
auf das PWM-Signal triggerbare Stromerfassung<br />
Möglichkeit der externen Spannungsversorgung<br />
erhöhte Spannungsfestigkeit bis 5 kV<br />
logie noch schneller weiterzuentwickeln.<br />
CIGS-Module erreichen schon heute den<br />
höchsten Wirkungsgrad aller Dünnschichttechnologien.<br />
Wie die Laborweltrekordzellen<br />
des ZSW mit 20,3 Prozent Wirkungsgrad<br />
zeigen, ist das Potential für die Steigerung<br />
der Wirkungsgrade in der Massenproduktion<br />
noch enorm. Die rasche Steigerung<br />
der Wirkungsgrade sowie die gleichzeitige<br />
Reduktion der Investions- und Produktionskosten<br />
sind die vorrangigen Ziele des<br />
Projekts, das ein Gesamtvolumen von rund<br />
12,5 Millionen Euro hat. Manz erhält in den<br />
kommenden vier Jahren vom Bundesumweltministerium<br />
eine Fördersumme von<br />
insgesamt 3,8 Millionen Euro.<br />
Eine weitere Entwicklungskooperation<br />
startete Manz mit dem Solarmodulhersteller<br />
Schott Solar und dem größten Solarenergie-Forschungsinstitut<br />
Europas, dem<br />
Fraunhofer-Institut für Solare <strong>Energie</strong>systeme<br />
(ISE). Im Mittelpunkt dieses vom<br />
Bundesforschungsministerium geförderten<br />
Verbundprojekts steht die Entwicklung von<br />
Schlüsseltechnologien für die kostengün-<br />
Telefon: +49 (27 71) 9 34-250<br />
isascale@isabellenhuette.de<br />
www.isabellenhuette.de<br />
Innovation aus Tradition
Blickpunkt • PV-Fertigungstechnik<br />
stige industrielle Massenproduktion von<br />
kristallinen Silizium-Solarzellen. Konkret<br />
geht es auch hierbei um neuartige Verfahren,<br />
die einerseits dazu beitragen, den Wirkungsgrad<br />
der Solarzellen zu erhöhen,<br />
anderseits aber auch Möglichkeiten eröffnen,<br />
die Materialkosten deutlich zu reduzieren.<br />
Die Fördersumme des zweiten Verbundprojekts<br />
beträgt insgesamt 1,85 Millionen<br />
Euro bei einem Gesamtprojektvolumen<br />
von 7,7 Millionen Euro.<br />
»Es geht um die internationale Wettbewerbsfähigkeit<br />
Deutschlands in unserer<br />
Branche«, sagt Dieter Manz, Gründer und<br />
CEO von Manz, »und da konkurrieren wir<br />
mit starken Forschungsinitiativen, nicht<br />
nur in China.« Für Manz sei eine solche<br />
Unterstützung wichtig auf dem Weg zum<br />
strategischen Ziel, führender Anbieter voll<br />
integrierter Produktionssysteme zu werden,<br />
so der Firmenchef weiter. Die Bundesregierung<br />
fördert innerhalb der im<br />
August 2010 ins Leben gerufenen »Innovationsallianz<br />
Photovoltaik« ausgewählte<br />
Projekte der Industrie, um möglichst<br />
schnell die so genannte Grid Parity der<br />
Solarenergie zu ermöglichen, also die kostenseitige<br />
Wettbewerbsfähigkeit gegenüber<br />
anderen <strong>Energie</strong>quellen.<br />
18,5 Prozent Wirkungsgrad<br />
mit Selektive-Emitter<br />
Mit Hilfe ihrer selektiven Emitter-<strong>Technik</strong><br />
die Effizienz von kristallinen Solarzellen zu<br />
steigern, das ist das Ziel der Kooperation<br />
des Laser-Spezialisten Rofin-Baasel und<br />
des PV-Equipment-Herstellers Centrotherm:<br />
Vor kurzem gelang den Partner mit<br />
der selektiven Emitter-<strong>Technik</strong> ein entscheidender<br />
Schritt: Unter Produktionsbedingungen<br />
erzielten die Maschinen-Hersteller<br />
aus Blaubeuren einen Wirkungsgrad<br />
von mehr als 18,5 Prozent. Gemessen wurden<br />
diese Werte erstmals in der Produktion<br />
des chinesischen Solarzellenherstellers<br />
Dongfang Magi Solar.<br />
Der Laserhersteller und der PV-Fertigungsausrüster<br />
arbeiten bereits seit Herbst 2009<br />
zusammen und sind zufrieden mit der bisherigen<br />
Entwicklung ihrer Kooperation:<br />
»Die Zusammenarbeit mit Rofin trägt gute<br />
14<br />
<strong>Energie</strong> & <strong>Technik</strong> 5/2011<br />
Dr. Peter Fath, Centrotherm<br />
» Die Zusammenarbeit mit Rofin trägt<br />
gute Früchte. Durch den eingesetzten<br />
Rofin-Laser, der nur geringe zusätzliche<br />
Investitionskosten erfordert, verbessert<br />
sich die Effizienz der Solarzellen deutlich. «<br />
Früchte. Durch den eingesetzten Rofin-Laser,<br />
der nur geringe zusätzliche Investitionskosten<br />
erfordert, verbessert sich die<br />
Effizienz der Solarzellen deutlich«, erklärt<br />
Dr. Peter Fath, Technologievorstand von<br />
Centrotherm. »Dadurch sinken die Herstellungskosten<br />
pro Wattpeak, und unsere<br />
Kunden können ihre Kostenführerschaft<br />
ausbauen.« Ein weiterer Vorteil sind die<br />
sehr geringen Verbrauchskosten bei der<br />
Laser-Technologie. Centrotherm rechnet<br />
dieses Jahr mit einem Absatzpotenzial für<br />
die selektive Emitter-Technologie im zweistelligen<br />
Millionen-Euro-Bereich. Mittlerweile<br />
hat Centrotherm die höheren Wirkungsgrade<br />
durch Upgrades bei weiteren<br />
Zellherstellern in der Massenproduktion<br />
nachgewiesen. Bei mehreren asiatischen<br />
Kunden wird der selektive Emitter aktuell<br />
nachgerüstet. Außerdem wurden Turnkey-<br />
Projekte für Produktionslinien mono- und<br />
multikristalliner Silizium-Solarzellen mit<br />
der selektiven Emitter-Technologie erfolgreich<br />
abgeschlossen. Mehrere Millionen<br />
hocheffiziente selektive Emitter-Solarzellen<br />
wurden bereits in der laufenden Dreischicht-Produktion<br />
hergestellt.<br />
Die mit dem Rofin-Laser entwickelte Technologie<br />
zur Herstellung selektiver Emitter-<br />
Dieter Manz, Manz<br />
» Es geht um die internationale<br />
Wettbewerbsfähigkeit Deutschlands in<br />
unserer Branche, und da konkurrieren wir<br />
mit starken Forschungsinitiativen,<br />
nicht nur in China. «<br />
Strukturen erhöht den Solarzellen-Wirkungsgrad<br />
um bis zu 0,4 Prozentpunkte.<br />
Herkömmliche Emitter weisen eine hohe<br />
Phosphorkonzentration auf, die dazu führt,<br />
dass ein erheblicher Teil des einfallenden<br />
Lichtes in Wärme anstatt Strom umgewandelt<br />
wird. Die selektive Emitter-Technologie<br />
reduziert diese Verlustwärme deutlich, indem<br />
nur in den erforderlichen Bereichen die<br />
hohe Phosphorkonzentration per Laser eingestellt<br />
wird. Infolgedessen wandelt die Solarzelle<br />
mehr Licht in Strom um. Ein weiteres<br />
Einsatzgebiet für die Rofin-Laser ist die<br />
centaurus-Rückseitentechnologie von Centrotherm.<br />
Die neue Rückseitentechnologie<br />
ersetzt die Aluminiumrückseite durch eine<br />
ganzflächige Passivierschicht mit lokalen<br />
Kontakten. Dadurch erhöht sich die Empfindlichkeit<br />
für langwelliges Licht, und es<br />
wird mehr Strom generiert. Außerdem verbessert<br />
sich die Zellspannung. Somit werden<br />
Zellwirkungsgrade von deutlich über 19 Prozent<br />
erreicht. »Laser sind universelle Werkzeuge<br />
für die Materialbearbeitung und eignen<br />
sich hervorragend für Anwendungen in<br />
der Photovoltaik«, so Stephan Geiger, Geschäftsführer<br />
von Rofin-Baasel. »Wir sorgen<br />
mit unserem Laser dafür, dass bei der selektiven<br />
Emitter-Technologie noch leistungsfähigere<br />
Solarzellen entstehen.« (zü) �
Bilder: Metacom<br />
Messeausblick PVSEC<br />
■ Ansturm auf die traditionelle PV-Fachmesse<br />
PVSEC<br />
ist ausgebucht<br />
Mit 80.000 m 2 Ausstellungsfläche ist die PVSEC in diesem<br />
Jahr komplett ausgebucht. Die größte Ausstellergruppe<br />
stellen mit 40 Prozent die PV-Produktionsmaschinen-Hersteller,<br />
dicht »gefolgt« von Solarzellen- und -Modulherstellern.<br />
Die Messe und der begleitende Kongress finden vom<br />
5. bis 8. (Messe) bzw. bis 9. (Kongress) September in Hamburg<br />
statt.<br />
Es geht nichts mehr auf dem Hamburger Messegelände. Die<br />
global gesehen gute Auftragslage der Solarindustrie lässt die 26.<br />
PVSEC buchstäblich aus allen Nähten platzen: Für Spätentschlossene<br />
hat der Veranstalter eine Warteliste eingerichtet. Im<br />
vorigen Jahr belegten die Aussteller etwa 65.000 m2 Fläche auf<br />
dem Gelände der Feria Valencia in Spanien. Nun konnte die<br />
Messe noch einmal ordentlich zulegen. Die Besucheranzahl<br />
wird sich mit 40.000 laut den Erwartungen des Veranstalters<br />
aber etwa auf dem gleichen Niveau wie letztes Jahr bewegen.<br />
Mit 82 Sessions und über 1200 Posterpräsentationen erreicht<br />
auch die 26. EU PVSEC Fachkonferenz eine neue Dimension.<br />
In sieben Keynote Speeches geben außerdem Repräsentanten<br />
internationaler Forschungseinrichtungen und der globalen PV-<br />
Industrie einen Überblick über die aktuellen Technologien und<br />
einen Ausblick auf die zukünftigen Herausforderungen der Pho-<br />
5/2011 <strong>Energie</strong> & <strong>Technik</strong><br />
15<br />
Messetermine<br />
Pioneering new technologies<br />
Pioneering new technologies<br />
powerMELA ® -mBMS ®<br />
Modulbaukasten<br />
� Modulares Batterie Management System<br />
� für Lithium Ionen Batterien bis 800V<br />
� für Muster und Serienanwengungen<br />
powerMELA ®<br />
Antriebstechnologie<br />
� Hybridsystem für mobile Arbeitsmaschinen<br />
� Motor, Generator, Leistungselektronik<br />
in verschiedenen Leistungsbereichen<br />
� Konstruktion und Entwicklung vom<br />
Prototyp bis zur Serie<br />
IAA, Frankfurt am Main<br />
13. <strong>–</strong> 25.09.2011<br />
Halle 4, Stand C23<br />
Agritechnica, Hannover<br />
13.<strong>–</strong>19.11.2011<br />
Halle 16, Stand A16<br />
Sensor-<strong>Technik</strong> Wiedemann GmbH<br />
Am Bärenwald6·87600 Kaufbeuren, Deutschland · Telefon +49 (0) 83 41-95 05-0<br />
www.sensor-technik.de<br />
eCarTec, München<br />
18.<strong>–</strong>20.10.2011<br />
Halle A5, Stand 420<br />
SPS/IPC/DRIVES, Nürnberg<br />
22.<strong>–</strong>24.11.2011<br />
Halle 7, Stand 169
Messeausblick PVSEC<br />
tovoltaik. Das Konferenzprogramm beinhaltet<br />
außerdem Vorträge und Präsentationen<br />
zu folgenden Themen:<br />
● Photovoltaik der nächsten Generation,<br />
wie neue Zell- und Modulkonzepte<br />
● Dünnschicht-Solarzellen<br />
● Silizium-Solarzellen<br />
und Silizium-Ressourcen<br />
● Komponenten für Photovoltaik-Systeme<br />
● PV-Solaranlagen<br />
● PV startet durch: großflächige<br />
Anwendung und Verbreitung<br />
»Im vergangenen Jahr wurden bei der Verbreitung<br />
der Photovoltaik große Fortschritte<br />
erzielt, vor allem in Europa mit geschätzten<br />
Installationen von nahezu 14 GW. Mittlerweile<br />
haben alle europäischen Mitgliedsstaaten<br />
ihre nationalen Aktionspläne für<br />
Erneuerbare <strong>Energie</strong>n bei der Europäischen<br />
Kommission eingereicht. Das spiegelt das<br />
starke Bekenntnis Europas wider, bis 2020<br />
eine installierte PV-Leistung von 100 GW in<br />
16<br />
Messerundgang<br />
Henkel<br />
Leitfähige Klebstoffe<br />
für Solarmodule<br />
Zu den Messehighlights von Henkel zählen<br />
die neu entwickelten leitfähigen Klebstoffe<br />
zur Herstellung von Dünnfilm- und<br />
<strong>Energie</strong> & <strong>Technik</strong> 5/2011<br />
Europa zu erreichen«, bestätigt Conference<br />
General Chairman Heinz Ossenbrink.<br />
»Viele Präsentationen auf der 26th EU<br />
PVSEC beziehen sich auf die Technologie-<br />
Entwicklungen, die darauf abzielen, dass<br />
Europa seinen Beitrag in dieser Höhe bis<br />
zum Jahr 2020 leisten kann.« Ergänzend<br />
zur Konferenz laden die International Photovoltaic<br />
Equipment Association (IPVEA)<br />
und die EU PVSEC wie schon im Vorjahr<br />
gemeinsam zum »PV Production Forum«<br />
ein. Das Forum findet am 6. September<br />
statt und thematisiert die industrielle Produktion<br />
von Solarzellen und -modulen.<br />
Den Schwerpunkt bilden neue Silizium-<br />
und Dünnschicht- Produktionstechnologien.<br />
In der am Vormittag stattfindenden<br />
»Market Session« vermitteln Industrievertreter<br />
aktuelle Daten zu den Marktentwicklungen.<br />
Am Nachmittag finden parallel<br />
zwei Veranstaltungen mit Vorträgen über<br />
die Zell- und Modulproduktion statt: In der<br />
»Silicon Session« behandeln die Fachbeiträ-<br />
kristallinen Halbleiter-Modulen (c-Si).<br />
Verbessert hat Henkel insbesondere das<br />
Stressverhalten und die Aushärtezeiten<br />
und -temperaturen. (zü)<br />
Henkel, B6/B11<br />
Singulus<br />
Flexibles<br />
ICP-PECVD System<br />
»Singular« von Singulus Technolgies ist<br />
eine ICP-PECVD-Beschichtungsanlage<br />
zur plasmaunterstützten Gasphasenabscheidung<br />
(PECVD) für die Massenferti-<br />
ge die optimierte Weiterverarbeitung sowie<br />
Automations- und Trackingtechnologien in<br />
der Massenfertigung hocheffizienter Siliziumzellen.<br />
In der »Thin-Film Session« diskutieren<br />
Fachleute aus PV-Fertigungsunternehmen<br />
Themen wie Coating, Integration<br />
und Effizienzsteigerung in der Fertigung<br />
von Dünnschicht-Solarzellen. Die Teilnahmegebühr<br />
zum »PV Production Forum<br />
2011« ist sowohl in der Registrierung für die<br />
EU PVSEC Konferenz als auch in der »Special<br />
One Day Admission« für den 6. September<br />
enthalten. Im Rahmen der Konferenz<br />
wird in diesem Jahr außerdem erstmals<br />
der »EU PVSEC Student Award« verliehen,<br />
um herausragende Arbeiten junger<br />
Forscher zu fördern.<br />
Im nächsten Jahr bricht die PVSEC mit einer<br />
Tradition: Die 27. PVSEC wird 2012<br />
vom 24. bis 28. September erstmals auf<br />
dem Gelände der Messe Frankfurt stattfinden.<br />
(zü) �<br />
gung kristalliner Silizium-Solarzellen.<br />
Außerdem wird »Singular« bei der Entwicklung<br />
von Zellkonzepten für PECVD-<br />
Beschichtungen von Hochleistungssolarzellen<br />
eingesetzt. Das modulare System<br />
besteht aus mehreren Vakuumkammern,<br />
die individuell an Kundenanforderungen<br />
anpassbar sind. Dank dieser hohen Flexibilität<br />
lassen sich auf bestehenden Herstellungsplattformen<br />
neue Fertigungsprozesse<br />
mit Zellwirkungsgraden über 20%<br />
entwickeln. »Singular« verbindet die Vorteile<br />
des Inline-Substrattransports und der<br />
stationären Verarbeitung. (zü)<br />
Singulus, A4/C3
Arnold Gruppe<br />
Equipment für<br />
die Brickfertigung<br />
Den Mittelpunkt des Messeauftritts von<br />
Arnold bildet die Live-Präsentation der<br />
kombinierten Oberflächen- und Fasenschleifmaschine.<br />
Sie ist auch für kleine<br />
und mittlere Produktionskapazitäten von<br />
Bricks wirtschaftlich einsetzbar. Mit Hilfe<br />
des integrierten Prozessanalyse-Tools Arpart<br />
werden aktuelle Produktions- und<br />
Prozessdaten gesammelt, visualisiert und<br />
analysiert und bilden die Basis für die<br />
kontinuierliche Optimierung der Produk-<br />
SolarSpec <br />
Junction Box<br />
MODULARER AUFBAU<br />
INTEGRIERTE FUNKTIONALITÄT<br />
Molex SolarSpec Junction Box<br />
www.molex.com<br />
tions- und Prozessparameter. Eine Prozessfähigkeit<br />
von >1,67 cpk bei einer<br />
Toleranz von ±0,05 mm ist damit dauerhaft<br />
erzielbar und ebnet den Weg zur geforderten<br />
Nullfehlerstrategie. (zü)<br />
Arnold Gruppe, A4/A9<br />
IMA Automation<br />
Stringer für Si-Module<br />
Um ein Drittel kürzer <strong>–</strong> und preisgünstiger<br />
ist die neue Variante der modustringer-<br />
Serie von IMA Automation. Bei der kürzeren<br />
modustringer-Variante verzichtet<br />
IMA auf die integrierte Elektrolumines-<br />
_06AEI_Molex_ET_05.pdf;S: 1;Format:(186.00 x 130.00 mm);12. Aug 2011 07:03:26<br />
• Hohe Flexibilität bei Design und Produktion von PV Modulen<br />
• Ermöglicht automatisierte Produktionsprozesse<br />
• Erleichtert die Integration von intelligenten Elektronikkomponenten<br />
• Zahlreiche Funktionen zur Systemsicherheit und Effizienz<br />
• Kürzere Produktions- und Montagezeiten<br />
• TÜV, UL und CSA zertifiert<br />
zenzprüfung im Eingang. Das ermöglicht<br />
eine wesentlich einfachere Transportlogistik<br />
bei den gleichen Grundprozessen. Die<br />
Prüfung der Zellen auf Bruch, Risse, etc.,<br />
deckt das System aber weiterhin ab. Der<br />
modustringer realisiert einen Single-<br />
Track-Durchsatz von 1200 Zellen pro<br />
Stunde. Die Dispensier-Option bietet die<br />
Möglichkeit Si-PV-Module vollautomatisch<br />
zu <strong>verbinden</strong>. Wesentlich für das<br />
fortschrittliche modustringer-Systemkonzept<br />
ist die Prozessentkopplung im Eingang.<br />
Durch die Autonomie der Zellenbereitstellung<br />
kann der modustringer ohne<br />
eine Stunde ohne Unterbrechung durchlaufen,<br />
ohne dass Material nachgelegt<br />
wird. Durch die Trennung von Ribbon-<br />
und Zellenvorbereitung ermöglicht der<br />
modustringer auch als Serienmaschine<br />
zahlreiche anwendergünstige Sonderlösungen.<br />
Dies gilt für Sonderlötverfahren<br />
und Kleber-Dispensierung als konzeptionelle<br />
Weiterentwicklung. (zü)<br />
IMA Automation, B1G/A13<br />
26th European Photovoltaic<br />
Solar Energy Conference and<br />
Exhibition, Hamburg<br />
5.-8. September 2011<br />
Halle B7, Stand A14<br />
5/2011 <strong>Energie</strong> & <strong>Technik</strong><br />
17
Messeausblick PVSEC<br />
Montech<br />
Vakuumband für<br />
mehr als 4000 Wafer/h<br />
Mit der Weiterentwicklung seiner Solar-<br />
Förderbänder mit integriertem Motor hat<br />
Montech die Platzproblematik gelöst, die<br />
es mit externen Motoren gibt. Bei den<br />
Solar-Transportbändern sowie dem Vakuum-Transportband<br />
sind Antrieb und Motor<br />
im Fuß der Förderbänder eingebaut.<br />
Auf der PVSEC zeigt Montech beispielsweise<br />
sein Vakuum-Transportband, das<br />
gleichzeitig mehrere Wafer befördert. Dabei<br />
hat das Transportband eine Geschwindigkeit<br />
bis 5 m/s und kann somit mehr<br />
als 4000 Wafer pro Stunde bewegen. Das<br />
Vakuum-Transportband, das auch für einen<br />
Überkopf-Transport eingesetzt wird,<br />
kann mehrere Spuren auf eine Spur zusammenführen<br />
und umgekehrt von einer<br />
Spur auf mehrere Spuren verteilen. Somit<br />
ist ein chaotischer Betrieb möglich. (zü)<br />
Montech, A4/B23<br />
Jenoptik<br />
Femtosekundenlaser<br />
für die Photovoltaik<br />
Basierend auf der Scheibenlasertechnologie,<br />
gewährleistet der Laser JenLas D2.fs<br />
von Jenoptik eine sehr gute Parameterstabilität<br />
und setzt einen neuen Standard für<br />
Laserquellen der Femtosekunden-Klasse.<br />
Der Laser emittiert hohe Pulsenergien von<br />
max 40 µJ und kann im Bereich von 30<br />
bis 200 kHz mit bis zu 4W Ausgangsleis-<br />
18<br />
<strong>Energie</strong> & <strong>Technik</strong> 5/2011<br />
tung betrieben werden. Die Strahlqualität<br />
von M² ≤ 1,25 gestattet zusammen mit<br />
einer Pulsdauer von ≤ 400 fs neuartige<br />
industrielle Laserapplikationen in der<br />
Photovoltaik. Genannt sei hier der selektive<br />
Abtrag einzelner Schichten in aus<br />
unterschiedlichen Materialien aufgebauten<br />
Multischichtsystemen. Die konkrete<br />
Industrieanwendung ist die Entfernung<br />
von dielektrischen Schichten auf<br />
kristallinen Solarzellen. (zü)<br />
Jenoptik, A1 Stand B9<br />
Multi-Contact<br />
PV-Steckverbinder<br />
für 1500 VDC<br />
Multi-Contact erweitert mit dem TÜVzertifizierten,<br />
vorkonfektionierten PV-<br />
Steckverbinder MC4PLUS das Original-<br />
MC4-System um eine kosteneffiziente<br />
Verbindungslösung für Modulhersteller.<br />
Der PV-Steckverbinder erfüllt die Schutzklassen<br />
IP65 und IP67. Sein flaches Design<br />
erleichtert die Installation bei beengten<br />
Platzverhältnissen. Eine Snap-in<br />
Verriegelung gemäß NEC 2011 sorgt für<br />
höchste Anschlusssicherheit. Ein deutlich<br />
hörbares Einrasten gibt dem Installateur<br />
eine akustische Rückmeldung. (eg)<br />
Multi-Contact, B7/B9<br />
Leybold Optics<br />
Equipment für<br />
Dünnschicht module<br />
Fertigungsequipment für alle derzeit gängigen<br />
Dünnschichtsysteme (a-Si/µc-Si,<br />
CIGS, CIGS-Flex, CdTe) zeigt der PV-Maschinenhersteller<br />
Leybold Optics. Für die<br />
CIGS-Technologie beispielsweise bietet<br />
Leybold Optics das vollständige Vakuum-<br />
Equipment wie Frontkontakt, Absorber<br />
Layer, Rückkontakt, etc. für alle notwendigen<br />
Prozesse. Speziell für das Rolle-zu-<br />
Rolle-Verfahren konzipiert ist das Roll-toroll<br />
coating System, auch Web-Coater<br />
genannt. Das Verfahren ist konzipiert für<br />
Substrate wie Metallfolien oder flexiblem<br />
Kunststoff und lässt Beschichtungsmetho-<br />
den wie Sputtering, Evaporation, CVD<br />
oder eine kombinierte Lösung zu. (zü)<br />
Leybold Optics, A1/C2<br />
Phoenix Contact<br />
Anschlussdosen für<br />
Kristallin- oder Dünnschicht-PV-Module<br />
Mit den Photovoltaik-Modulanschlussdosen<br />
für Kristallin- oder Dünnschicht-Photovoltaikmodule<br />
ergänzt Phoenix Contact<br />
seine Sunclix-Serie an der Modulschnittstelle.<br />
Ihre patentierte Klemmtechnik<br />
sorgt für ein sicheres und langzeitstabiles<br />
Kontaktieren der Ribbons. Sie werden<br />
positioniert und aufgesetzt <strong>–</strong> und sind<br />
schon verbunden. Ihre Kontaktierung<br />
lässt sich öffnen und ist wieder verwendbar.<br />
Alternativ zur Klemmtechnik kann<br />
der Anwender auch zwischen einer Löt-<br />
oder Schweißverbindung wählen. (eg)<br />
Phoenix Contact, C7/B18<br />
Grenzebach Maschinenbau<br />
Planung von Dünnschicht-PV-Anlagen<br />
Grenzebach übernimmt Planung und Gesamtautomatisierung<br />
von Herstellungsanlagen<br />
für Photovoltaik-Dünnschichtmodule.<br />
Front- und Back-End-Technologie<br />
beinhalten Förderanlagen, Waschen,<br />
Schneid- und Stapeltechnik, Speicher, Robotorhandling,<br />
Inspektionssysteme, Laserbearbeitung<br />
und vieles mehr zur schonenden<br />
Behandlung der empfindlichen<br />
Substrate. Abgerundet wird das Portfolio<br />
durch Anlagen-Simulation und MES-Leitsysteme<br />
zur Steuerung sowie zur Produktionsplanung<br />
und -steuerung. (eg)<br />
Grenzebach, A1/C5
Das sicherste<br />
Kraftwerk der Welt.<br />
Ihr Strom ist sicher <strong>–</strong> mit Sonnenenergie. Schon 32 qm<br />
Dachfläche können den Strombedarf einer 4-köpfigen Familie<br />
für ein ganzes Jahr decken.*<br />
Investieren Sie jetzt in Ihre sichere<br />
Stromversorgung. Informationen unter<br />
0800/44 50 800 und ichsetzaufsonne.de<br />
* Eine 4 kWp Solarstrom-Anlage benötigt 32 qm Fläche und erzeugt im Jahr ca. 3.600 kWh Strom.<br />
Eine 4-köpfige Familie verbraucht im Schnitt 3.500 kWh/Jahr.
Messeausblick PVSEC<br />
GP Solar<br />
Inline-<br />
3D-Inspektionssystem<br />
Bei GP Solar zu sehen ist das neue Inline-<br />
Inspektionssystem GP TOPO-D.Scan für<br />
die vollflächige 3D-Messung der Topographie<br />
von Wafern und Solarzellen <strong>–</strong> on-thefly<br />
und innerhalb von einer Sekunde. Die<br />
zum Patent angemeldete Technologie ermöglicht<br />
ein dreidimensionales Scannen<br />
von Wafern in z-Richtung mit höchster<br />
Genauigkeit mittels einfacher Bewegung<br />
der Wafer durch das System. Die Höhenauflösung<br />
beträgt 4 µm (nw)<br />
GP Solar, A1/B2<br />
Data Design System (DDS)<br />
Neue Version der<br />
PV-Planungssoftware<br />
Data Design System (DDS) stellt die Version<br />
7.3 der PV-Planungssoftware DDS-<br />
CAD PV vor. Dank erweiterter Einstellmöglichkeiten<br />
lassen sich die Ertragsprognosen<br />
nun noch individueller an die<br />
gegebene Situation anpassen. (nw)<br />
Data Design System, B4G/C18<br />
Solare Datensysteme GmbH (SDS)<br />
Herstellerunabhängig:<br />
PV-Monitoring<br />
Bei Solare Datensysteme zu sehen ist das<br />
PV-Monitoring-System Solar-Log. Mittlerweile<br />
überwacht der Solar-Log laut Hersteller<br />
in mehr als 65 Ländern über<br />
400.000 Wechselrichter mit einer Gesamtleistung<br />
von ca. 2,8 Gigawatt. Einfache<br />
Bedienung und eine universelle Anwendung<br />
ohne aufwändige Softwareinstallation<br />
sind die spezifischen Merkmale des<br />
20<br />
<strong>Energie</strong> & <strong>Technik</strong> 5/2011<br />
SDS-Anlagenüberwachungssystems. Solar-Log<br />
ist mehrsprachig, wechselrichterunabhängig<br />
und unterstützt heute über<br />
50 unterschiedliche Wechselrichter-Hersteller<br />
weltweit. (nw)<br />
SDS, B7/B22<br />
SGS Germany <strong>–</strong> Solar Testhouse<br />
SGS vergibt<br />
CB-Zertifikate<br />
Im März 2011 erhielt das SGS Solar Testhouse<br />
die internationale Akkreditierung<br />
des CB-Programms vom internationalen<br />
elektrotechnischen Komitee für normengerechte<br />
Konformitätsprüfung (IECEE).<br />
Damit ist SGS eines von fünf deutschen<br />
CB-Prüflaboren, das die CB-Prüfzertifikate<br />
und -berichte für Solarmodulhersteller<br />
ausstellt. (nw)<br />
SGS, B6/B35<br />
Hamamatsu Photonics<br />
Messung der Fluoreszenzlebensdauer<br />
Hamamatsu stellt die neuen Modelle der<br />
Quantaurus-Serie zur Charakterisierung<br />
Licht-emittierender Materialien wie fluoreszierende<br />
Farbstoffe, organische Metallkomplexe,<br />
OLEDs, LED-Phosphore und<br />
Quantendots vor. Das Quantaurus-QY<br />
misst laut Hersteller Quantenausbeuten<br />
schneller, als es mit der Relativmethode<br />
möglich ist. Das Quantaurus-Tau misst<br />
die Fluoreszenzlebensdauer fluoreszierender<br />
Materialien in Pulverform, dünnem<br />
Film oder in Lösung im Zeitbereich<br />
von Sub-Nanosekunden bis Millisekunden<br />
mit einer Single-Photon-Counting-<br />
Empfindlichkeit. Zur Anregung dienen<br />
sieben LEDs von 280 bis 630 nm. Das<br />
Standardmodell C11367-11 detektiert die<br />
Emission zwischen 300 und 800 nm, beim<br />
NIR-Modell C11367-12 liegt der Detektionsbereich<br />
bei 380 bis 1030 nm. (nw)<br />
Hamamatsu, B4G/B24<br />
Delta Energy Systems<br />
Online-PV-Anlagen-<br />
überwachung<br />
Kompatibel mit den String-Inverter-Modellen<br />
für Europa, Nordamerika und Asien-<br />
Pazifik ist das neue Online-PV-Anlagenüberwachungs-Tool<br />
»Solvia Monitor« von<br />
Delta Energy Systems. Das für Installateure<br />
und Endkunden entwickelte Onlineportal<br />
ist einfach zu handhaben und steht<br />
dem Kunden kostenlos zur Verfügung.<br />
Das System beinhaltet das Gateway zur<br />
Datenübertragung, die Datenbank sowie<br />
diverse Internetanwendungen. (nw)<br />
Delta Energy Systems, B7/B16<br />
Fronius<br />
Drei Phasen mit 8 kW<br />
Fronius erweitert<br />
das Produktspektrum<br />
seiner Solarinverter<br />
um den<br />
»IG Plus 100 V-3«,<br />
einen dreiphasigenWechselrichter<br />
mit einer<br />
Ausgangsleistung<br />
von 8 kW. Blindleistungsbereitstellung,dreiphasige<br />
Einspeisung<br />
und dynamische Netzstützung sorgen für<br />
eine problemlose Einbindung in das elektrische<br />
Netz, auch in Regionen mit einer<br />
hohen Zahl von PV-Anlagen. Zu den weiteren<br />
Features der Fronius-Solarinverter<br />
gehören das MIX-Konzept, die HF-Trafoumschaltung,<br />
der Fronius Module Manager,<br />
das Platinentausch-Konzept, ein<br />
servicefreundliches Montagesystem und<br />
das ausgeklügelte Lüftungssystem. (eg)<br />
Fronius, B7/A18
Bild: Wikipedia, Fotograf: Chrischerf<br />
Schwerpunkt • Elektromobilität<br />
■ Wie Leistungselektronik den EVs zum Durchbruch verhilft<br />
Elektromobilität<br />
braucht einen systemischen Ansatz<br />
In Phoenix/Arizona stehen reihenweise verwaiste und verstaubte Ladestationen<br />
für Elektrofahrzeuge aus den 90er-Jahren, einer Zeit, in der General Motors den<br />
viel versprechenden EV1 entwickelte <strong>–</strong> hoch fliegende Pläne, die im Wüstensand<br />
stecken blieben. Woran sie gescheitert sind? An der mangelnden Infrastruktur und<br />
Wirtschaftlichkeit.<br />
Von Kevin Parmenter, Director of Advanced Technical<br />
Marketing für digitale Leistungselektronik bei Exar<br />
In Deutschland gibt es mehr als 14.000<br />
Tankstellen, um Kraftstoff für Millionen<br />
Benzin- und Diesel-getriebener Fahrzeuge<br />
bereitzustellen <strong>–</strong> an diesen Service<br />
sind die Menschen gewöhnt, den wollen<br />
sie nicht aufgeben. Wenn der so bequem<br />
erhältliche Kraftstoff nicht durch ein ähnlich<br />
leicht verfügbares Medium ersetzt<br />
werden kann, dann wird die erfolgreiche<br />
Einführung einer alternativen <strong>Energie</strong>art<br />
noch lange Zeit auf sich warten lassen.<br />
Das heißt, der Ersatz für das populäre<br />
Benzin sollte sich einerseits so »anfühlen<br />
wie Benzin«, andererseits sollte er aber<br />
auch nachhaltig sein. Auf den ersten<br />
Blick scheint es so, als ob die Elektrofahrzeuge<br />
(EVs) uns die kohlenwasserstoffbasierten<br />
Kraftstoffe abgewöhnen können.<br />
Es könnte aber auch sein, dass die klassischen,<br />
EV1-ähnlichen Elektrofahrzeuge<br />
das Problem nur verschieben. Fossile<br />
Brennstoffe liefern heute mehr als die<br />
Hälfte der verbrauchten Kraftwerksenergie,<br />
egal ob man Deutschland betrachtet<br />
oder die Vereinigten Staaten. Wegen des<br />
Ausstiegs aus der Kernkraft wird ihr Anteil<br />
in Deutschland wahrscheinlich sogar<br />
noch wachsen.<br />
Das Aufladen unserer Elektrofahrzeuge<br />
dürfte also, sozusagen ungewollt, große<br />
Mengen traditioneller, nicht-nachhaltiger,<br />
nicht-erneuerbarer, fossiler <strong>Energie</strong>-Ressourcen<br />
beanspruchen. Wenn viele ener-<br />
giebewusste Leute ihre EVs gleichzeitig<br />
aufladen, müssen sich die Kohle- und<br />
Gaskraftwerke mächtig ins Zeug legen,<br />
um die dafür benötigte Spitzenlast zu bewältigen.<br />
Das gilt auch für Szenarien, in<br />
denen 100 Prozent der <strong>Energie</strong>versorgung<br />
nuklearen oder solaren Ursprungs ist, hydroelektrisch<br />
erzeugt wird oder auf Wind<br />
bzw. Geothermie basiert. Fakt ist: Wenn<br />
jeder zur gleichen Zeit von der Arbeit nach<br />
Hause kommt und sein Fahrzeug mit der<br />
heimischen Ladestation verbindet <strong>–</strong> dann<br />
ist das ein Worst-Case-Szenario, das Ingenieure<br />
in Betracht ziehen und das Versorgungssystem<br />
für solche Spitzenlasten dimensionieren<br />
müssen.<br />
Betrachten wir die <strong>Energie</strong>menge, die von<br />
den 14.500 Tankstellen in Deutschland tagtäglich<br />
bereitgestellt wird. Können wir die<br />
Stromversorgungsnetze genügend erwei-<br />
Haltverbot/Zusatzschild: »Frei für ladende Elektrofahrzeuge«<br />
(Ladestation am Ernst-Reuter-Platz in Berlin)<br />
tern, um das Äquivalent dieser <strong>Energie</strong> zu<br />
den Verbrauchern an ihrem jeweiligen<br />
Standort zu transportieren? Hinzu kommt,<br />
dass etwa 6 bis 8 Prozent der elektrisch<br />
erzeugten <strong>Energie</strong> beim Aufladen der Fahrzeuge<br />
als Wärme verloren gehen.<br />
Wenn diese <strong>Energie</strong> nun elektrisch angeliefert<br />
wird und alle Nachbarn ihre EVs<br />
gleichzeitig aufladen, dann werden die<br />
Leistungsschalter der Trafostation in den<br />
Wohngebieten wahrscheinlich wegen<br />
Überlastung abschalten. Die EVs könnten<br />
also das Netz <strong>–</strong> wie es heute existiert <strong>–</strong><br />
schnell überfordern. Denn der Anschluss<br />
eines Elektrofahrzeuges wirkt zumindest<br />
temporär auf das Versorgungsnetz wie der<br />
Anschluss eines neuen Hauses. Wann,<br />
glauben Sie, wird Ihr Stromversorger die<br />
notwendige Kapazität auf eigene Kosten<br />
in Ihrem Straßenblock installieren, um al-<br />
5/2011 <strong>Energie</strong> & <strong>Technik</strong><br />
21
Schwerpunkt • Elektromobilität<br />
le kommenden EVs zu berücksichtigen?<br />
Und bei diesen Betrachtungen sind die Probleme<br />
mit den Batterien noch nicht einmal<br />
berücksichtigt.<br />
Leistungselektronik kann helfen<br />
Gehen wir davon aus, dass mit entsprechenden<br />
Forschungsgeldern alle Probleme<br />
überwunden werden können. Die<br />
gute Nachricht: Die Hersteller von Leistungselektronik<br />
entwickeln verschiedene<br />
Technologien unabhängig voneinander.<br />
Wenn sie entsprechend zusammengefasst<br />
werden, haben wir eine Chance,<br />
die benötigte Infrastruktur zu unterstützen<br />
<strong>–</strong> etwa durch die zeitlich gesteuerte<br />
Rückeinspeisung von gespeicherter <strong>Energie</strong><br />
in die Netze aus Fahrzeugbatterien<br />
mit Elektromotoren, wie es in Europa<br />
ernsthaft erwogen wird.<br />
22<br />
Prinzipielles<br />
Schema der<br />
Stromversorgung<br />
in Deutschland<br />
<strong>Energie</strong> & <strong>Technik</strong> 5/2011<br />
Die Versorgungsnetze können, so wie sie<br />
sind, nicht sehr viele EVs verkraften. Ich<br />
gehe dennoch nicht davon aus, dass die<br />
<strong>Energie</strong>versorger großartig Neuinvestitionen<br />
leisten, wir müssen also das, was wir<br />
haben, effizienter nutzen.<br />
Die <strong>Energie</strong>versorger müssen in der Lage<br />
sein, die geleisteten Investitionen durch<br />
Kosteneinsparungen oder durch Geld,<br />
das neue Installationen einspielen können,<br />
wieder zurückzubekommen. Und<br />
dafür gibt es mehrere Ansätze: <strong>Energie</strong>-<br />
Diebstahl ist beispielsweise ein Problem,<br />
das in den USA mittlerweile 6 Mrd. Dollar<br />
jährlich kostet. In Schwellenländern wird<br />
das ebenfalls zu einem wichtigen Thema.<br />
Nur zum Vergleich: Verluste durch Kreditkarten-Manipulationen<br />
belaufen sich<br />
in den USA auf etwa 11 Mrd. Dollar und<br />
Autodiebstahl auf ca. 8 Mrd. Dollar.<br />
Deshalb fokussieren sich viele der aktuellen<br />
Smart-Grid-Initiativen darauf, mithilfe<br />
von Technologien, die Manipulationen<br />
verhindern, den <strong>Energie</strong>diebstahl<br />
einzudämmen bzw. zu eliminieren. Wenn<br />
wir daneben das Smart Grid auch mit einer<br />
gewissen System-Intelligenz versehen,<br />
um die Auslastung der Netzkapazitäten<br />
im Hinblick auf Tageszeit und Ort<br />
von EV-Aufladungen zu überwachen,<br />
dann sind wir auf dem Weg zu einer Lösung,<br />
die keine Milliarden für neue Netze<br />
erfordert, außer sie sind unbedingt erforderlich.<br />
Das wäre dann auch ein brauchbares<br />
Payback-Modell.<br />
Wir machen Fortschritte auf diesem Weg,<br />
aber langsamer, als vielleicht erwartet,<br />
denn es wird vielleicht noch zehn Jahre<br />
dauern, bis wir wirklich von Smart Grids<br />
reden können. Wir dürfen nämlich nicht<br />
Bilder: Wikipedia, Stefan Riepl; AG <strong>Energie</strong>bilanzen e.V.
Bruttostromerzeugung nach <strong>Energie</strong>trägern<br />
in Deutschland für das Jahr 2010<br />
vergessen, dass Änderungen wie diese, besonders im Stromversorgungssektor,<br />
sehr viel Zeit brauchen. Das gilt auch dann,<br />
wenn der Sektor eigentlich unter Zeitdruck steht.<br />
Mögliche Lösungen<br />
Die Lösung heißt: Kombination der existierenden Kommunikationstechniken,<br />
leitungsgebunden und drahtlos, mit Smart<br />
Metering und prozessorgesteuerter Leistungselektronik in<br />
den Ladesystemen. Neue Entwicklungen bei digitalen gesteuerten,<br />
netzbasierten und batteriegespeisten Stromversorgungen,<br />
wie Exars Power-Bausteine für effizientes Leistungsmanagement,<br />
lassen die Netzgeräte mit einem zentralen Prozessor<br />
interagieren, die Versorgung steuern und telemetrisch<br />
Messdaten übertragen. Exar bietet dafür ein breites Programm,<br />
einschließlich Leistungswandlern und linearen Bausteinen<br />
nach Industriestandard.<br />
Damit können Elektrofahrzeuge ihre <strong>Energie</strong>bedarfe und die<br />
dazugehörigen Zeitpunkte an das Netz kommunizieren, etwa<br />
per Mobiltelefonie oder über das drahtlose ZigBee-Protokoll.<br />
Der Stromversorger gleicht diese Daten mit seinen Lastspitzen<br />
ab und stellt die <strong>Energie</strong> so für die EV-Ladung bereit,<br />
dass das System nicht überlastet wird.<br />
Fazit: Das bestehende Netz von mehr als 14.500 Tankstellen<br />
ist die Richtgröße für die geforderten anteiligen Investitionen<br />
in intelligente Leistungselektronik, Kommunikations-, Smart<br />
Metering und Smart-Grid-Technologien. Eine EV-ertüchtigte<br />
Infrastruktur wird ohne Leistungselektronik, wie sie etwa<br />
Exar bietet, nicht funktionieren.<br />
Abzuwarten bleibt dann nur noch, ob die Verbraucher auf<br />
den gewohnten Komfort des minutenschnellen, bequemen<br />
Auftankens verzichten wollen. Mit der Ausnahme von 480-V-<br />
Schnelladestationen, von denen es erst wenige gibt, dauert<br />
das Laden einer EV-Batterie geraume Zeit. Doch mit dem<br />
richtigen Ansatz kommen wir auch mit Elektromobilität rascher<br />
zum Ziel. Eine alternative Möglichkeit wären zum Beispiel<br />
Wechselakkusysteme. (st) �<br />
5/2011 <strong>Energie</strong> & <strong>Technik</strong><br />
23<br />
▪<br />
▪<br />
▪<br />
▪
Schwerpunkt • Elektromobilität<br />
■ Welcher Motortxp für welches Fahrzeug?<br />
Die Qual der Antriebstechnik-Wahl<br />
Elektro-Antriebskonzepte gewinnen in PKWs und Klein-LKWs an Bedeutung. Beim<br />
Aus- oder Umrüsten gilt es, aus antriebstechnischer Sicht zahlreiche Faktoren zu<br />
beachten.<br />
»Am Anfang steht immer die Frage, was<br />
für ein Fahrzeug mit einem Elektroantrieb<br />
ausgerüstet werden soll, z.B. ein PKW,<br />
LKW, landwirtschaftliches Fahrzeug,<br />
Baufahrzeug oder gar ein Boot oder Segelflugzeug«,<br />
erklärt Gerhard Körber, Geschäftsführer<br />
bei Unitek. Denn die Fahrzeugart,<br />
deren Einsatzgebiet und die davon<br />
abhängige Betriebsdauer haben wesentlichen<br />
Einfluss auf die Antriebswahl,<br />
denn diese Faktoren definieren die Anforderungen<br />
an Kurzzeit- bzw. Dauer-Leistung,<br />
Batteriespannung oder die notwendige<br />
Schutzart.<br />
Daneben beeinflusst das Höhenprofil des<br />
Geländes, in dem ein Fahrzeug eingesetzt<br />
wird, die Wahl der richtigen Fahrzeugkomponenten.<br />
Fahrzeuge, die z.B. auf<br />
dem Flugfeld oder auf vorwiegend flachen<br />
Messe- und Industriegeländen unterwegs<br />
sind, benötigen meist eine geringere Antriebsleistung<br />
als vergleichbare Straßenfahrzeuge,<br />
und auch die Anforderungen<br />
an die Schutzart sind bei diesen Fahrzeugen<br />
geringer. Auf unbekanntem Terrain<br />
dagegen kann es ein Fahrzeug mit Steigungen<br />
bis 25 Prozent zu tun bekommen.<br />
Das erfordert natürlich eine höhere Leistung,<br />
und es gilt hier, auch die Rekupe-<br />
24<br />
<strong>Energie</strong> & <strong>Technik</strong> 5/2011<br />
ration (also die Nutzbremsung, bei der<br />
Brems-<strong>Energie</strong> in die Batterie geladen<br />
wird) zu berücksichtigen.<br />
Zum Vergleich: Die mittlere Leistung eines<br />
Kleinwagens liegt im Flachland bei ca. 12<br />
kW, im bergigen Gelände bei ca. 20 kW.<br />
Darüber hinaus sind die Geschwindigkeiten<br />
im Einsatz auf der Straße mit bis zu 140<br />
km/h höher als in Industrieanwendungen.<br />
Körber: »Daneben müssen bei Fahrzeugen<br />
für den Straßenverkehr die entsprechenden<br />
gesetzlichen Vorschriften beachtet werden.<br />
Zudem wird gefordert, dass die eingesetzten<br />
Komponenten unempfindlich sind gegen<br />
Schmutz, Wasser, Vibrationen und<br />
hohe Temperaturschwankungen.«<br />
Je nach Einsatzbereich sind auch Umgebungstemperaturen<br />
eine kritische Größe.<br />
In zeitweise kalten Ländern muss das<br />
Fahrzeug klimatisiert werden. Die in Wärme<br />
gewandelte Verlustenergie ist beim<br />
elektrischen Antrieb so gering, dass sie<br />
zum Heizen des Fahrgastraums nicht ausreicht.<br />
Bei Temperaturen unter 5 °C muss<br />
außerdem die Batterie geheizt und bei<br />
Temperaturen über 60 °C aktiv gekühlt<br />
werden. Und schließlich hat der Einsatzort<br />
einen Einfluss auf die geforderten Zulas-<br />
Ein flexibler Motorregler für alle Antriebskonzepte<br />
Der Motor-Controller setzt die Gleichstrom-Leistung<br />
der Batterie in eine Drehstrom-Leistung für<br />
den Motor um, ein DSP übernimmt die Steuerung.<br />
Der Controller überwacht und begrenzt die<br />
Regelgrößen auf die zulässigen Motordaten in<br />
Abhängigkeit von den Umgebungsbedingungen.<br />
Im einfachsten Fall steuert der Motorregler nur<br />
Drehzahl oder Drehmoment. In komplexeren Anwendungen<br />
übernimmt er mithilfe umfangreicherer<br />
Software auch weitere Funktionen wie<br />
elektrische Rekuperation, Fahrstabilität, Fahrprofile<br />
(ECO-Sport), Notlauf-Eigenschaften oder<br />
Batterie-Überwachung. Die Kommunikation zwischen<br />
Controller und Fahrzeug-Bordrechner erfolgt<br />
über das BUS-System (z.B. CAN). Der mechanische<br />
Aufbau und die elektrische Sicherheit<br />
müssen den nationalen und internationalen Vorschriften<br />
für elektrische Straßenfahrzeuge entsprechen.<br />
Betriebsstörungen des Controllers und<br />
Motors dürfen zu keinen unkontrollierbaren Zuständen<br />
des Fahrzeugs führen.<br />
Die Standard-Geräte Bamobil und Bamocar von<br />
Unitek eignen sich für einen Spannungsbereich<br />
bis 700 V und einen Strombereich bis 400 A. Die<br />
Motor-Controller in hoher Schutzart berücksichtigen<br />
nationale und internationale Vorschriften<br />
und eignen sich für Synchron-, Asynchron- und<br />
Gleichstrom-Motoren. Leistungsstarke DSPs und<br />
umfangreiche Software ermöglichen fortschrittliche<br />
Steuerung und Regelung für elektrische<br />
Straßenfahrzeuge. (st)<br />
Gerhard Körber, Unitek<br />
» Aus technischer Sicht ist ein Elektro -<br />
antrieb relativ primitiv. Softwareseitig ist<br />
beim Umrüsten aber einiges zu beachten.<br />
Die Sicherheits anforderungen sind in<br />
diesem Bereich immens. «<br />
sungen der eingesetzten Komponenten.<br />
»Somit bestimmt das Einsatzfeld maßgeblich<br />
die Konstruktion und Antriebsleistungen<br />
eines Fahrzeugs und damit den<br />
Fahrzeug- bzw. Antriebspreis. Die Spanne<br />
ist dabei breit, beim PKW reicht sie beispielsweise<br />
von Kleinstfahrzeugen mit<br />
geringen Geschwindigkeiten und 5 kW<br />
Die Einsatzgebiete des Motorreglers<br />
BAMOCAR sind Elektro-PKWs,<br />
vollelektrische Elektro-Klein-LKWs,<br />
starke Elektro-Bootsantriebe (bis 80 PS)<br />
und Segelflugzeug-<br />
Antriebe<br />
Bild: Unitek
Antriebsleistung bis zu Fahrzeugen der<br />
Mittelklasse mit bis zu 150 kW«, so Körber<br />
weiter.<br />
Die richtige Antriebsart<br />
Das Herz eines Elektrofahrzeugs bildet der<br />
eingesetzte Motor mit zugehörigem Motorregler.<br />
Aus der Sicht von Körber sind<br />
bei derzeitigem Entwicklungsstand Drehstrom-Asynchron-Motoren<br />
und Drehstrom-Synchron-Motoren<br />
sinnvolle Optionen.<br />
Entscheidender Vorteil des Synchron-Motors<br />
ist seine geringe Größe: Bei<br />
gleicher Leistung ist er halb so groß und<br />
auch nur halb so schwer wie ein Asynchron-Motor.<br />
Damit eignet er sich ideal für<br />
den Einsatz in Hybridfahrzeugen. Daneben<br />
überzeugt er durch einfachere Regelung<br />
und besseren Wirkungsgrad. Von<br />
Nachteil ist jedoch das hohe Bremsmoment<br />
bei einer Störung, also beispielsweise<br />
einem Kurzschluss im Motor oder Umrichter.<br />
Körber: »Weil der Antrieb getrie-<br />
_02UTY_GMCI_DE-6.pdf;S: 1;Format:(210.00 x 146.00 mm);06. May 2009 08:06:48<br />
Qualitäts-Prüfer.<br />
Die KONSTANTER der Serie SYSKON<br />
definieren neue Maßstäbe für Zuverlässigkeit<br />
und Präzision. Mit diesen innovativen<br />
Geräten stehen Ihnen hochwertige<br />
Gleichstromversorgungen für den Laborund<br />
Systemeinsatz zur Verfügung. Sie<br />
überzeugen durch Einsatzvielfalt und<br />
Effizienz <strong>–</strong> perfekt geeignet für anspruchsvolle<br />
Prüfaufgaben in Forschung,<br />
Entwicklung und Produktion.<br />
Synchron-Motor-Bauformen im Vergleich<br />
Synchron-Standard-Motoren arbeiten in einem<br />
Drehzahlbereich bis 8000 UpM und liefern vom<br />
Stillstand bis zur maximalen Drehzahl ein konstantes<br />
Drehmoment. Sie finden Verwendung<br />
bei direktem getriebelosen Antrieb auf das Differenzial.<br />
Synchron-Torque-Motoren haben die<br />
gleichen Eigenschaften, arbeiten aber im Drehzahlbereich<br />
bis 2000 UpM und finden besonders<br />
bei Radnaben-Antrieben ihren Einsatz sowie bei<br />
belos arbeitet, kann in einem solchen Fall<br />
nicht einfach ausgekuppelt werden. Ein<br />
weiterer Nachteil ist der Einsatz teurer<br />
und wegen des chinesischen Monopols<br />
immer schlechter verfügbaren Selten-Erden-Magnete.«<br />
Synchron-Motoren werden<br />
typischerweise bei Hybrid- und Radnaben-<br />
Antrieben eingesetzt. Es stehen drei Bauformen<br />
zur Verfügung: der Synchron-Standard-Motor,<br />
der Synchron-Torque-Motor<br />
und der hochdrehende Synchron-Motor.<br />
Der Asynchron-Motor wird seit Jahren in<br />
der Industrie eingesetzt, z.B. in Maschi-<br />
direkten innen liegenden Radantrieben ohne<br />
Getriebe und Differenzial. Der hochdrehende<br />
Synchron-Motor erreicht Drehzahlen bis 20.000<br />
UpM. Das Drehmoment ist hier vom Stillstand<br />
bis 8000 UpM konstant, die Leistung im Bereich<br />
von 8000 bis 20.000 UpM ebenfalls, allerdings<br />
erfordert die Feldschwächenregelung zusätzliche<br />
Schutzmaßnahmen gegen generatorische<br />
Überspannungen. (st)<br />
nen, Förderanlagen, Pumpen oder Lüftern,<br />
und ist dadurch der am meisten verbreitete<br />
Drehstrom-Motor. Der große Vorteil:<br />
Diese Motorart ist sehr preisgünstig.<br />
Zudem werden keine Magnete benötigt,<br />
und hohe Drehzahlen sind möglich. Auch<br />
das Problem des Bremsmoments bei Motorkurzschluss<br />
besteht nicht. Diese Vorteile<br />
werden mit den Nachteilen eines<br />
höheren Leistungsgewichts, eines geringeren<br />
Wirkungsgrades (vor allem im Teillastbereich,<br />
also bei kleinen Geschwindigkeiten)<br />
und einer komplexeren Regelung<br />
erkauft.<br />
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Schwerpunkt • Elektromobilität<br />
26<br />
Unitek Industrie Elektronik<br />
Unitek Industrie Elektronik entwickelt und<br />
produziert Leistungselektronik für elektromotorische<br />
Antriebe in unterschiedlichen<br />
<strong>Technik</strong>en von 200 W bis 800 kW. Im Produktspektrum<br />
befinden sich Standard-Lösungen,<br />
aber auch kundenspezifische Sonderbauformen<br />
sind realisierbar. Das Unternehmen<br />
(Leistungselektronik) sitzt unter<br />
einem Dach mit Labod electronic (CNC-Steuerungen)<br />
und LNT-Automation (SMD-Produktion,<br />
Entwicklung) und pflegt eine enge<br />
Partnerschaft zu den Firmen. Darüber hinaus<br />
sind die Reglerspezialisten in Forschungsprojekten<br />
eng mit Motorherstellern und<br />
Universitäten verbunden. (st)<br />
<strong>Energie</strong> & <strong>Technik</strong> 5/2011<br />
Um seinen Kunden die richtige Motor-<br />
Bauart anbieten zu können, kooperiert<br />
Unitek eng mit verschiedenen deutschen<br />
Motoren- und Spezial-Autogetriebe-Herstellern.<br />
Insgesamt kann das Unternehmen<br />
Regler für alle der fünf genannten<br />
Motor-Bauarten anbieten. »Ich gehe derzeit<br />
davon aus, dass sich beim Gros der<br />
Elektro-Automobil-Anwendungen Asynchron-Motoren<br />
durchsetzen werden, vor<br />
allem weil sie dank hohem Automatisierungsgrad<br />
in der Produktion sehr kostengünstig<br />
herzustellen sind,« schätzt Körber.<br />
»Trotzdem unterstützen unsere univer-<br />
■ Internationale Automobil-Ausstellung <strong>–</strong> IAA 2011<br />
Stärkerer Fokus<br />
auf der Elektromobilität<br />
Auf der diesjährigen IAA 2011 wird zum ersten Mal parallel zur Messe ein eintägiger<br />
Kongress zum Thema »Elektromobilität« stattfinden <strong>–</strong> noch ein Kongress,<br />
muss das denn sein? Hans-Georg Frischkorn erklärt der <strong>Energie</strong>&<strong>Technik</strong> das zugrunde<br />
liegende Konzept, den Unterschied zu anderen Kongressen und gibt seine<br />
Einschätzung ab, wie Deutschland im internationalen Vergleich beim Thema »Elektromobilität«<br />
abschneidet.<br />
<strong>Energie</strong>&<strong>Technik</strong>: Schaut man sich die<br />
große Anzahl von Automobilkonferenzen<br />
an, die sich mittlerweile zum Teil oder<br />
ausschließlich dem Thema »Elektromobilität«<br />
widmen, ergeben sich die Fragen:<br />
Ob ein weiterer Kongress wirklich<br />
notwendig ist und wie der VDA diesen<br />
neuen Kongress im Vergleich zu konkurrierenden<br />
Veranstaltungen, wie beispielsweise<br />
dem VDI-Kongress in Baden-<br />
Baden (Elektronik im Kraftfahrzeug),<br />
der elektro:mobilia, dem VDI-Kongress<br />
»Elektromobilität« etc. positioniert?<br />
Hans-Georg Frischkorn: Die IAA ist die weltweit<br />
wichtigste Mobilitätsmesse. Natürlich<br />
stehen die Weltpremieren im Mittelpunkt<br />
des Publikumsinteresses. Aber gleichzeitig<br />
ist die IAA <strong>–</strong> auch schon in früheren Jahren<br />
<strong>–</strong> ein großer Kongress mit zahlreichen Fachveranstaltungen<br />
über vielfältige Fragen zur<br />
Verkehrspolitik und Mobilität.<br />
Erstmals führt der VDA am 21. September<br />
gemeinsam mit anderen Industrieverbänden<br />
den »Fachkongress Elektromobilität« im<br />
Congress-Center der Messe Frankfurt durch.<br />
Dieser Kongress beleuchtet das Ecosystem<br />
Elektromobilität und damit die gesamte<br />
Wertschöpfungskette. Den Auftakt macht<br />
VDA-Präsident Matthias Wissmann. Hochrangige<br />
Vertreter der Automobilindustrie <strong>–</strong><br />
wie etwas Dr. Klaus Draeger, Vorstandsmitglied<br />
der BMW AG, Entwicklung; Dr. Bernd<br />
Bohr, Vorsitzender des Unternehmensbe-<br />
sellen Motorregler Bamobil und Bamocar<br />
bewusst alle Antriebskonzepte mit AC-,<br />
EC- oder DC-Motoren.«<br />
Auch bei der richtigen Motor-Getriebe-<br />
Kombination muss der Anwender vorab<br />
einige Fragen klären. So wird bei direktem<br />
Radantrieb (Radnaben-Motor, Doppel-<br />
Torquemotor) kein Getriebe eingesetzt,<br />
beim mitteldrehenden Motor nur ein Differenzial.<br />
Hochdrehende Motoren setzen<br />
in der Regel auf ein einstufiges Getriebe<br />
mit Differenzial, manchmal sind hier auch<br />
zweistufige Schaltgetriebe gefragt. (st) �<br />
reichs Kraftfahrzeugtechnik der Robert<br />
Bosch GmbH; Dr. Thomas Weber, Vorstandsmitglied<br />
der Daimler AG, verantwortlich<br />
für Konzernforschung & Mercedes-Benz<br />
Cars Entwicklung; und Dr. Rudolf Krebs,<br />
Konzernbeauftragter für Elektrotraktion,<br />
Volkswagen AG <strong>–</strong> werden im ersten Teil des<br />
»Fachkongress Elektromobilität«:<br />
Eine solche breite und informative Palette, die zudem branchenübergreifend<br />
gestaltet ist, bietet kein anderer Kongress<br />
zum Thema Elektromobilität. Er setzt damit neue Maßstäbe und ist<br />
ein wesentlicher, integraler Baustein im großen »IAAGebäude«.<br />
Kongresses über die Elektromobilität in ihren<br />
verschiedenen Ausprägungen und im<br />
internationalen Wettbewerb sprechen. Zudem<br />
referieren Vorstandsmitglieder oder<br />
Vorsitzende der Geschäftsführung aus dem
Zulieferbereich sowie der <strong>Energie</strong>wirtschaft und Elektroindustrie.<br />
Bundesverkehrsminister Dr. Peter Ramsauer wird auf dem<br />
Fachkongress »Elektromobilität« ebenfalls ein Statement geben.<br />
Den Abschluss bildet eine Experten-Podiumsdiskussion über<br />
»Fahrzeug- und Mobilitätskonzepte«.<br />
Eine solche breite und informative Palette, die zudem branchenübergreifend<br />
gestaltet ist, bietet kein anderer Kongress zum Thema<br />
Elektromobilität. Er setzt damit neue Maßstäbe und ist ein<br />
wesentlicher, integraler Baustein im großen »IAA-Gebäude«.<br />
Der VDA widmet auf dem Messegelände der IAA eine ganze<br />
Halle ausschließlich dem Thema »Elektromobilität«, gleichzeitig<br />
nutzen die Aussteller natürlich auch ihre eigenen Stände,<br />
um dort ihre Neuheiten rund um dieses Thema zu präsentieren.<br />
Welches Konzept steht hinter dieser Aufteilung?<br />
Auch das ist ein neuer Ansatz, der die Elektroaktivitäten auf<br />
den anderen Ständen unterstützt und ergänzt. Die »Halle der<br />
Elektromobilität« (4.0) umfasst verschiedene Hersteller von<br />
Elektrofahrzeugen, darunter Daimler, Opel, Chevrolet, German<br />
E-Cars, Renault, Citroen, Mitsubishi und Peugeot. Aber auch<br />
große Unternehmen aus anderen Branchen <strong>–</strong> wie IBM, BASF,<br />
E.ON <strong>–</strong> und Verbände, darunter ZDK, VDE und die Hochschule<br />
München oder Bayern Innovativ sind mit eigenen Ständen in<br />
der Halle der Elektromobilität vertreten. Dieser branchenübergreifende<br />
Auftritt soll die sich verändernde Wertschöpfungskette<br />
aufzeigen und deutlich machen, dass die Mobilität von morgen<br />
einer gemeinsamen Kraftanstrengung bedarf, die weit über<br />
die bisherigen Grenzen einzelner Industriezweige hinausführt.<br />
Es geht um Netzmanagement, regenerative Stromerzeugung,<br />
neue Komponenten und Werkstoffe, Leichtbau und Leistungselektronik,<br />
die Integration in Form von »Smart Communities«<br />
und »Smart Grid«, um intermodale Konzepte wie Car-Sharing<br />
und Telematik-Dienste, und nicht zuletzt um die gesamte <strong>Energie</strong>speicherfrage,<br />
die die Entwicklung der Batteriezelle ebenso<br />
beinhaltet wie Recycling oder Packaging. Das Interesse an diesem<br />
neuen Ansatz ist <strong>–</strong> gerade auch von Medien und Fachleuten<br />
<strong>–</strong> sehr groß, das zeigen die vielen Anfragen, die wir jetzt<br />
schon dazu haben.<br />
Der VDA drängt immer wieder darauf, dass die politischen<br />
Rahmenbedingungen optimiert werden müssen, damit<br />
Deutschland die Spitzenposition auch in der Elektromobilität<br />
halten kann. Mit der »Nationalen Plattform Elektromobilität«<br />
hat man versucht, hier den entsprechenden Rahmen<br />
zu schaffen. Wie beurteilt der VDA diese Initiative? Sind<br />
damit die notwendigen Voraussetzungen geschaffen?<br />
Die Nationale Plattform Elektromobilität (NPE) hat gute Arbeit<br />
geleistet. Die in der NPE auf Einladung der Bundesregierung<br />
versammelten Vertreter von Industrie, Wissenschaft, Politik,<br />
Gewerkschaften und Gesellschaft in Deutschland haben sich<br />
auf einen systemischen, marktorientierten und technologie-<br />
offenen Ansatz verständigt mit dem Ziel, Deutschland zum<br />
Leitanbieter und Leitmarkt für Elektromobilität bis zum Jahr<br />
5/2011 <strong>Energie</strong> & <strong>Technik</strong><br />
27<br />
_06AVY_Medatec_ET_05.pdf;S: 1;Format:(90.00 x 260.00 mm);16. Aug 2011 07:55:46<br />
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2020 zu entwickeln. »Elektromobilität made<br />
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die Klima- und Ressourcenschutz<br />
mit Technologieführerschaft und neuer<br />
Wertschöpfung <strong>verbinden</strong>. Die deutsche<br />
Industrie hat die notwendigen Investitionsentscheidungen<br />
bereits getroffen. In der<br />
Marktvorbereitungsphase investiert sie bis<br />
zu 17 Mrd. Euro in Forschung und Entwicklung<br />
rund um die Elektromobilität <strong>–</strong> ein<br />
wesentlicher Beitrag zur angestrebten<br />
Leitanbieterschaft. Auch die Bundesregierung<br />
hat <strong>–</strong> als der zweite NPE-Bericht im<br />
Mai 2011 vorgelegt wurde <strong>–</strong> ihre Bereitschaft<br />
bekräftigt, ihren Beitrag zu leisten,<br />
damit die Ziele »Leitmarkt« und »Leitanbieter«<br />
erreicht werden können. Der Anfang<br />
ist also gemacht. Aber wir haben noch eine<br />
lange Wegstrecke vor uns. Insofern sind<br />
alle Akteure gefordert.<br />
Knackpunkt bei der Elektromobilität ist<br />
und bleibt die Batterietechnik. Hier hinkt<br />
Deutschland mehr oder minder allen anderen<br />
Nationen hinterher. Glaubt der<br />
VDA, dass Deutschland hier überhaupt<br />
noch eine Chance hat aufzuholen, und<br />
wenn ja, welche Maßnahmen sind dafür<br />
notwendig?<br />
Die NPE hat verschiedene »Leuchtturmprojekte«<br />
definiert, die Batterie-Entwicklung<br />
ist eines davon. Die Batterietechnologie ist<br />
deshalb so wichtig, weil ihr Wertschöpfungsanteil<br />
am Gesamtfahrzeug bei 30 bis<br />
40 Prozent liegt. Alle Beteiligten sind sich<br />
28<br />
<strong>Energie</strong> & <strong>Technik</strong> 5/2011<br />
darin einig: Deutschland braucht eine integrierte<br />
Zell- und Batteriesystemproduktion.<br />
Um dieses Ziel zu erreichen, müssen Öffentliche<br />
Hand, Wissenschaft und Industrie<br />
konstruktiv zusammenwirken. Insbesondere<br />
die Automobilindustrie und ihre Zulieferer<br />
sehen in der Batterie- und Zelltechnologie<br />
den strategischen Ansatz, um beim<br />
Elektroauto ganz vorn mitzufahren.<br />
Die deutschen Hersteller werden ab dem<br />
Jahr 2013 immer mehr Serienmodelle von<br />
Elektroautos auf den Markt bringen. Wir<br />
haben es mit einem Langstreckenlauf zu<br />
tun, nicht mit einem kurzen Sprint. Es geht<br />
Hans-Georg Frischkorn, VDA<br />
» Ich komme gerade aus China zurück.<br />
Wer genau hinschaut, der erkennt:<br />
Auch die dortigen Ingenieure kochen nur<br />
mit Wasser. Es ist ein großer Unterschied,<br />
ob man ein kleines Elektro-Fahrrad auf die<br />
Straße stellt <strong>–</strong> oder ein verlässliches und<br />
umfassend nutzbares Elektroauto.<br />
Da sind wir durchaus auf Augenhöhe<br />
mit allen Wettbewerbern. «<br />
also nicht darum, wer als erster startet, sondern<br />
wer als erster die Ziellinie erreicht.<br />
Und da bin ich sehr zuversichtlich. Im Übrigen<br />
wird die IAA wie keine andere Messe<br />
den Besuchern aufzeigen, wie groß die<br />
Fortschritte auf dem Weg in das Elektromobilitäts-Zeitalter<br />
bereits sind.<br />
China hat erkannt, dass die Elektromobilität<br />
ein für das Land wichtiges <strong>Zukunft</strong>sfeld<br />
ist und steckt viel Geld in die entsprechenden<br />
Förderprogramme. Einige<br />
Experten sind heute schon der Überzeugung,<br />
dass China hier die Nase <strong>–</strong> auch<br />
von der OEM-Seite <strong>–</strong> vorn hat. Wie beurteilt<br />
der VDA die Situation? Haben die<br />
deutschen Automobilbauer hier schon<br />
verloren, oder sind die Karten noch nicht<br />
endgültig verteilt? Und nachdem die<br />
Elektromobilität so viele Neuerungen für<br />
die Fahrzeuge bedeutet, stellt sich die<br />
zugegebenermaßen etwas provokative<br />
Frage, inwieweit die heutige technische<br />
Führungsrolle der deutschen Automobilindustrie<br />
überhaupt eine Rolle bei diesem<br />
vollkommen neuen Markt spielt?<br />
Zunächst gilt es festzuhalten, dass China<br />
erkannt hat, wie groß der Vorsprung insbesondere<br />
der deutschen Automobilindustrie<br />
bei der Entwicklung und Produktion von<br />
klassischen Verbrennungsmotoren und deren<br />
Optimierung ist. Keine andere Automobilnation<br />
kommt bei der CO 2 -Minderung<br />
der aktuellen Fahrzeugflotte schneller voran<br />
als die deutsche Automobilindustrie.<br />
Allein im Juli haben wir <strong>–</strong> gegenüber dem<br />
Vorjahresmonat <strong>–</strong> den CO 2 -Wert unserer in<br />
Deutschland neu zugelassenen PKWs um<br />
5 Prozent auf nur noch 146 Gramm je gefahrenen<br />
Kilometer verringert. Das entspricht<br />
einem Spritverbrauch von lediglich<br />
5,9 Liter auf 100 Kilometer. Dies ist umso<br />
bemerkenswerter, als die deutschen Marken<br />
ja traditionell eher in der Mittel- und<br />
Oberklasse präsent sind, und nicht <strong>–</strong> wie<br />
andere Wettbewerber <strong>–</strong> fast ausschließlich<br />
im Kleinwagensegment. Wir schaffen also<br />
den Spagat zwischen »Effizienz und Dynamik«<br />
besser als andere <strong>–</strong> und das bei weiterhin<br />
höchsten Sicherheits- und Komfortstandards<br />
und wegweisendem Design.<br />
Zum Thema Elektromobilität: Die deutsche<br />
Automobilindustrie ist weltweit führend in<br />
der System- und Fahrzeugintegration und<br />
im Gesamtsystem Antriebstechnologie. Es<br />
reicht ja nicht, eine Batterie zu entwickeln,<br />
sondern der Kunde erwartet von uns ein<br />
qualitativ hochwertiges, langlebiges, zuverlässiges,<br />
sicheres und bezahlbares Fahrzeug<br />
mit einer CO 2 -Emission, die langfristig<br />
gegen Null tendiert und erneuerbaren<br />
Strom nutzt.<br />
Übrigens: Ich komme gerade aus China<br />
zurück. Wer genau hinschaut, der erkennt:<br />
Auch die dortigen Ingenieure kochen nur<br />
mit Wasser. Es ist ein großer Unterschied,<br />
ob man ein kleines Elektro-Fahrrad auf die<br />
Straße stellt <strong>–</strong> oder ein verlässliches und<br />
umfassend nutzbares Elektroauto. Da sind<br />
wir durchaus auf Augenhöhe mit allen<br />
Wettbewerbern.<br />
Die Fragen stellte Iris Stroh
Erneuerbare <strong>Energie</strong>n<br />
■ Skalierbares Werk für Wechselrichter<br />
KACO erweitert Produktion um 4 GW<br />
KACO new energy hat 30 Millionen Euro in das neue Werk 5 am Stammsitz in Neckarsulm<br />
investiert und erweitert seine Spitzenkapazität damit um 4 GW. Die neue<br />
skalierbare Fertigung ermöglicht es, mit der Produktion flexibel den Marktentwicklungen<br />
zu folgen.<br />
Damit verschafft sich der drittgrößte<br />
Wechselrichter-Hersteller logistische Vorteile<br />
im internationalen Wettbewerb. Wie<br />
in allen anderen Produktionsstätten wird<br />
auch in Werk 5 klimaneutral produziert.<br />
In Werk 5 fertigt KACO vor allem Drehstrom-Wechselrichter<br />
der TL3-Serie. Auf<br />
12.000 Quadratmetern Nutzfläche können<br />
bis zu 400 Arbeitsplätze untergebracht<br />
werden. Bis dato hat KACO bereits 30 neue<br />
Mitarbeiter eingestellt. Wenn die Entwicklung<br />
so positiv wie bisher verläuft, sollen<br />
insgesamt 150 neue Arbeitsplätze geschaffen<br />
werden.<br />
»Wir haben nach nicht einmal neun Monaten<br />
Bauzeit eine der modernsten Wechselrichter-Fertigungen<br />
mit vollautomatischen<br />
Prozessen und Just-in-Time-Lagerhaltung<br />
errichtet«, sagt Geschäftsführer<br />
Ralf Hofmann.<br />
Das neue skalierbare Werk 5 der KACO new energy GmbH<br />
passt sich wie ein atmender Organismus an wechselnde<br />
Nachfrage auf den Märkten an.<br />
Vollautomatische Fertigung<br />
und Prüfung<br />
Die neue Prüfanlage, die Wechselrichter<br />
einem Dauerlauftest unterzieht, ist wie<br />
die meisten Prozessschritte im neuen<br />
Werk vollautomatisiert. Das gilt auch für<br />
das Hochregallager mit 1200 Paletten-<br />
und 16.000 Behälterstellplätzen. Ein Reserveflächen-Konzept<br />
ermöglicht es, innerhalb<br />
der Anlage die Produktion zu<br />
erweitern, wenn die Nachfrage plötzlich<br />
steigt und mehr Wechselrichter auf den<br />
Markt gebracht werden müssen.<br />
Für hohe Flexibilität bei der Anpassung<br />
an wechselnden Bedarf sorgt auch die<br />
Just-in-Time-Belieferung mit Kleinteilen<br />
(Kanban-Prinzip). Sie sichert die Versorgung<br />
bei reduzierten Lagerbeständen und<br />
möglichst geringer Kapitalbindung.<br />
10 Prozent unter EnEV-Vorgaben<br />
Sowohl das Gebäude an sich als auch die<br />
Betriebsprozesse hat KACO im Werk 5 auf<br />
maximale <strong>Energie</strong>einsparung ausgerichtet.<br />
Die Solaranlagen, Wärmerückgewinnung<br />
aus der Gleichstromversorgung und<br />
die intelligente Haustechniksteuerung bis<br />
hin zur Nutzung der Bremsenergie in der<br />
Logistikanlage sparen mehr <strong>Energie</strong> ein,<br />
als in der Wärmeschutzverordnung gefordert.<br />
»Wir unterschreiten die EnEV 2009<br />
voraussichtlich um mehr als 10 Prozent«,<br />
sagt Stefan Horlacher, Leiter Finanzen,<br />
Controlling und Logistik bei KACO. Durch<br />
den Anschluss an ein nahe gelegenes<br />
Hackschnitzel-Blockheizkraftwerk bleibt<br />
die Klimabilanz auch unter Berücksichtigung<br />
der von außen eingekauften <strong>Energie</strong><br />
positiv. Eine Solaranlage mit 272 kW kristallinen<br />
Siliziummodulen auf dem Dach<br />
5/2011 <strong>Energie</strong> & <strong>Technik</strong><br />
29
Erneuerbare <strong>Energie</strong>n<br />
und die Solarfassade mit 146 kW CIS-<br />
Dünnschicht-Modulen steigern die bei<br />
KACO installierte Gesamtleistung auf 1,15<br />
MW. Während die Dachanlage mit 28 »Powador-9600«-Wechselrichtern<br />
betrieben<br />
■ Kostensparende Photovoltaik-Wechselrichter auf Modul-Ebene<br />
Enecsys: 360-Watt-Dual-PV-Inverter<br />
Der Duo-Modulwechselrichter SMI-D360W-72 von Enecsys erreicht 360 W, misst<br />
262 x 160 x 35 mm, reduziert die Systemkosten und erlaubt das Power-Point-Tracking<br />
(PPT) über zwei miteinander verbundene Wechselrichter. Pro System sind<br />
also nur halb so viele Modulwechselrichter erforderlich wie bisher.<br />
Damit kosten Photovoltaiksysteme, die<br />
mit den Duo-Wechselrichtern ausgestattet<br />
sind, genau so viel wie herkömmliche<br />
Systeme mit Strangwechselrichtern, liefern<br />
jedoch 5 bis 20 Prozent mehr <strong>Energie</strong>.<br />
Die Höhe der erzielten <strong>Energie</strong>ausbeute<br />
hängt von der Installationskonfiguration<br />
und der Betriebsumgebung ab.<br />
Bei PV-Architekturen mit Modulwechselrichtern<br />
von Enecsys reduziert sich die<br />
Ausgangsleistung eines Systems auch<br />
dann nicht wesentlich, wenn einzelne Module<br />
nicht optimal angepasst, ein Modul<br />
oder Teile eines Moduls durch Bäume, Kamine<br />
oder Schnee verschattet oder auf der<br />
Oberfläche verschmutzt sind. Dies sind<br />
einige der gravierenden Probleme von herkömmlichen<br />
Systemen mit Strangwechselrichtern.<br />
Außerdem müssen sich die Module<br />
nicht auf der gleichen Ebene befinden,<br />
und sie lassen sich nach verschiedenen<br />
Richtungen ausrichten, um die<br />
nutzbare Dachoberfläche zu maximieren,<br />
ohne dabei die Leistungsfähigkeit des Systems<br />
zu beeinflussen.<br />
Maximaler Wirkungsgrad<br />
von 95 Prozent<br />
Der Enecsys-Duo-Modulwechselrichter<br />
erreicht einen maximalen Wirkungsgrad<br />
von 95 Prozent und einen europäischen<br />
Wirkungsgrad von über 93 Prozent. Er<br />
30<br />
<strong>Energie</strong> & <strong>Technik</strong> 5/2011<br />
wird, sorgen bei der Fassade aus Dünnschicht-Modulen<br />
acht Drehstromwechselrichter<br />
»Powador 18.0 TR3«, ein »Powador<br />
16.0 TR3« und ein »Powador 6002« für zuverlässigen<br />
Stromertrag. Damit auch Mit-<br />
Die Duo-Modulwechselrichter<br />
liefert Enecsys mit einer<br />
Gewährleistung von<br />
20 Jahren.<br />
basiert auf derselben<br />
patentierten<br />
<strong>Technik</strong>, die Enecsys<br />
auch in den übrigen<br />
Modulwechsel-<br />
Modulwechselrichtern<br />
einsetzt, und erreicht die volle<br />
Leistungsfähigkeit im Temperaturbereich<br />
zwischen <strong>–</strong>40 und +85°C. Dies ist ein<br />
wichtiges Kriterium für reale Betriebsbedingungen<br />
auf privat und kommerziell<br />
genutzten PV-Dachinstallationen.<br />
Lebensdauer<br />
von über 25 Jahren<br />
Wie die übrigen Modulwechselrichter<br />
von Enecsys arbeiten die neuen Modelle<br />
ohne die sonst üblichen Elektrolytkondensatoren<br />
und andere Komponenten mit<br />
geringer Zuverlässigkeit. Damit kommen<br />
die Inverter auf eine Lebensdauer von<br />
über 25 Jahren.<br />
arbeiter der Firma persönlich einen Beitrag<br />
zur <strong>Energie</strong>wende leisten und von ihrem<br />
Einsatz profitieren können, wird eine 116<br />
kW große Solaranlage als Mitarbeiterbeteiligungsanlage<br />
betrieben. (ha) �<br />
Die Zuverlässigkeit der Produkte<br />
wurde mit HALT, HASS und<br />
beschleunigten Lebensdauertests Lebensdauertests nach<br />
IEC61215 verifiziert. Das Enecsys-Überwachungssystem<br />
liefert online und in<br />
Echtzeit Informationen über die gesamte<br />
erzeugte <strong>Energie</strong>, die Performance einzelner<br />
Solarmodule und den zeitlichen Verlauf<br />
der Stromerzeugung. Sie sind mit<br />
einem robusten, auf der Funkübertragung<br />
basierten Kommunikationssystem ausgestattet,<br />
das eine Gateway mit dem Internet<br />
verbindet, um Leistungsinformationen<br />
von jedem beliebigen Ort aus abrufen zu<br />
können. Diese umfassende Überwachung<br />
<strong>–</strong> eine Funktion, die Strangwechselrichter<br />
nicht bieten <strong>–</strong> liefert Anwendern und Installateuren<br />
zeitnah genaue Informationen,<br />
um sicherzustellen, dass das Solarsystem<br />
über die gesamte Lebensdauer der<br />
Anlage mit optimierter Leistungsfähigkeit<br />
arbeitet. (ha) �
Erneuerbare <strong>Energie</strong>n<br />
■ Überprüfung von Solarmodulen von der Fertigung bis zur Instandhaltung<br />
Wärmebildkameras:<br />
Allrounder in der PV<br />
Um den einwandfreien Betrieb von Solarmodulen sicherzustellen, bedarf es einer<br />
schnellen und zuverlässigen Methode zur Überprüfung ihrer Leistungsfähigkeit <strong>–</strong> sowohl<br />
während der Fertigung als auch nach der Montage. Wärmebildkameras leisten<br />
dabei gute Dienste: Sie erfassen große Bereiche in kurzer Zeit, sie zeigen Auffälligkeiten<br />
deutlich an, zudem kann die Überprüfung montierter Solarmodule im laufenden<br />
Betrieb erfolgen. Doch worauf kommt es bei den Messungen konkret an?<br />
In Forschung und Entwicklung sind Wärmebildkameras<br />
bereits ein gängiges Werkzeug<br />
zur Überprüfung von Solarzellen<br />
und -modulen. Für diese technisch anspruchsvollen<br />
Messungen kommen meist<br />
Hochleistungskameras mit gekühlten Detektoren<br />
unter kontrollierten Laborbedingungen<br />
zum Einsatz. Aber der Einsatz<br />
von Wärmebildkameras für die Untersuchung<br />
von Solarmodulen beschränkt sich<br />
nicht allein auf die Forschung. »Ungekühlte<br />
Wärmebildkameras unterstützen<br />
immer öfter die Qualitätskontrolle von<br />
Solarmodulen vor der Montage und die<br />
regelmäßigen Kontrollen im Rahmen der<br />
vorbeugenden Wartung nach der Montage«,<br />
erklärt Thomas Jung, Sales Manager<br />
Distribution Central Europe von FLIR Systems<br />
in Frankfurt. »Weil diese preiswerten<br />
Kameras nicht viel wiegen und sich einfach<br />
bedienen lassen, sind sie vor Ort flexibel<br />
einsetzbar. Mit ihnen lassen sich<br />
potentielle Probleme aufspüren und beheben,<br />
bevor es zu Störungen oder gar Ausfällen<br />
kommt.«<br />
Und doch eignet sich nicht jede Wärmebildkamera<br />
für die Kontrolle von Solarzellen.<br />
Außerdem müssen einige Regeln und<br />
32<br />
Wärmebild<br />
ohne DDE (links)<br />
und mit DDE (rechts)<br />
<strong>Energie</strong> & <strong>Technik</strong> 5/2011<br />
Richtlinien beachtet<br />
werden, damit<br />
die Untersuchung erfolgreich<br />
ist und keine falschen<br />
Schlüsse gezogen werden. Die<br />
folgenden Beispiele beruhen auf PV-Modulen<br />
mit kristallinen Solarzellen, aber<br />
die Regeln und Richtlinien gelten genauso<br />
für die thermografische Untersuchung<br />
von Dünnschichtzellen, weil beiden dieselben<br />
Prinzipien zugrunde liegen.<br />
Die Voraussetzungen<br />
Für die Aufnahme korrekter und aussagekräftiger<br />
Wärmebilder an installierten<br />
Modulen sollten bestimmte Bedingungen<br />
und Messverfahren eingehalten werden:<br />
● Es sollte eine ausreichende Sonneneinstrahlung<br />
vorliegen (mindestens 500 W/<br />
m 2 <strong>–</strong> nach Möglichkeit eine Strahlungsintensität<br />
von mehr als 700 W/m 2 )<br />
● Der Betrachtungswinkel muss innerhalb<br />
der sicheren Grenzwerte liegen (zwischen<br />
5 und 60°)<br />
● Abschattung und Reflexionen müssen<br />
vermieden werden (z.B. durch wechselnde<br />
Bewölkung, höhere Gebäude in der<br />
Umgebung, etc.)<br />
● Eine geeignete Wärmebildkamera mit<br />
dem richtigen Zubehör sollte verwendet<br />
werden.<br />
Betrachten wir die einzelnen Faktoren etwas<br />
genauer. Während des Entwicklungs-<br />
und Fertigungsprozesses werden die Solarzellen<br />
entweder elektrisch oder mithilfe<br />
von gepulstem Licht getriggert. Dies<br />
sorgt für einen ausreichenden thermischen<br />
Kontrast, um genaue thermografische<br />
Messungen zu gewährleisten. Dieses Verfahren<br />
kann jedoch vor Ort nicht angewendet<br />
werden, und die <strong>Energie</strong>zufuhr<br />
geschieht einzig durch die Sonneneinstrahlung.<br />
»Um bei einer Inspektion von<br />
Solarzellen vor Ort einen ausreichenden<br />
thermischen Kontrast zu erzielen, ist eine<br />
Sonneneinstrahlung von 500 W/m 2 und<br />
mehr erforderlich«, verdeutlicht Jung.<br />
»Ein optimales Ergebnis ergibt sich bei<br />
einer Strahlungsintensität von 700 W/<br />
m 2 .« Die Sonneneinstrahlung beschreibt<br />
die momentane <strong>Energie</strong>einwirkung auf
eine Fläche in der Einheit kW/m 2 und lässt sich entweder mit<br />
einem Pyranometer (für globale Sonneneinstrahlung) oder<br />
einem Pyrheliometer (für direkte Sonneneinstrahlung) messen.<br />
Dabei üben Standort und lokale Wetterbedingungen einen<br />
großen Einfluss aus. Auch niedrige Außentemperaturen<br />
können den thermischen Kontrast erhöhen.<br />
Die richtige Kamera<br />
»Portable Wärmebildkameras für die vorbeugende Instandhaltung<br />
sind normalerweise mit einem ungekühlten Mikrobolometer-Detektor<br />
ausgestattet, der im Wellenbereich 8 bis<br />
14 μm arbeitet«, so der Experte. Glas ist in diesem Spektralbereich<br />
nicht durchsichtig. Werden PV-Module von vorne<br />
untersucht, erfasst eine Wärmebildkamera zwar die Wärmeverteilung<br />
direkt auf der Glasoberfläche, aber nur indirekt die<br />
Wärmeverteilung in den darunter liegenden Zellen. Darum<br />
können die Temperaturunterschiede, die für die Glasoberfläche<br />
des Solarmoduls gemessen und angezeigt werden, klein<br />
sein. Um diese Unterschiede sichtbar zu machen, benötigen<br />
die für solche Inspektionen eingesetzten Wärmebildkameras<br />
eine thermische Empfindlichkeit von ≤ 0,08 K. Für eine deutliche<br />
Anzeige geringer Temperaturunterschiede auf dem Wärmebild<br />
sollte mit der Kamera daher eine manuelle Justierung<br />
von Level und Span möglich sein.<br />
Digital Detail Enhancement<br />
Im Allgemeinen werden PV-Module auf stark reflektierende<br />
Aluminiumrahmen montiert, die auf dem Wärmebild als kalte<br />
Zonen erscheinen, weil sie die Wärmestrahlung des Himmels<br />
reflektieren. Für die Praxis heißt das, dass die Wärmebildkamera<br />
die Rahmentemperatur als deutlich unter 0 °C anzeigen<br />
wird. Weil sich aber ihr Histogramm-Ausgleich automatisch<br />
an die höchsten und niedrigsten gemessenen Temperaturen<br />
anpasst, werden viele geringe thermische Auffälligkeiten<br />
nicht sofort sichtbar sein. Für einen hohen thermischen Kontrast<br />
des Wärmebilds müssen Level und Span darum ständig<br />
von Hand nachkorrigiert werden. Die so genannte DDE-Funktion<br />
(Digital Detail Enhancement) liefert hier die Lösung des<br />
Problems. DDE optimiert automatisch den Bildkontrast in<br />
Szenen mit hohem Dynamikbereich, so dass das Wärmebild<br />
nicht länger von Hand justiert werden muss.<br />
Referenzierung von Wärmebildern mit GPS-Daten<br />
Eine weitere nützliche Funktion für eine Wärmebildkamera<br />
ist die Referenzierung von Wärmebildern mit GPS-Daten. Damit<br />
lassen sich fehlerhafte Module in großen Anlagen wie<br />
etwa Solarparks lokalisieren und auch die Wärmebilder, etwa<br />
in Berichten, den Modulen zuordnen. Die Wärmebildkamera<br />
sollte mit einer integrierten Digitalkamera ausgestattet sein,<br />
damit das zugeordnete Tageslichtbild (Digitalfoto) zusammen<br />
mit dem entsprechenden Wärmebild gespeichert werden<br />
5/2011 <strong>Energie</strong> & <strong>Technik</strong><br />
33<br />
_06DCK_BECK_ET_05.pdf;S: 1;Format:(90.00 x 130.00 mm);22. Aug 2011 12:37:34<br />
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_06AVQ_Wintec_ET_05.pdf;S: 1;Format:(90.00 x 130.00 mm);16. Aug 2011 07:54:38
Erneuerbare <strong>Energie</strong>n<br />
kann. Auch ein so genannter Fusion-Modus,<br />
bei dem das Wärmebild das Digitalbild<br />
überlagert, ist sinnvoll. Gesprochene<br />
und schriftliche Kommentare, die zusammen<br />
mit dem Wärmebild in der Kamera<br />
gespeichert werden können, vereinfachen<br />
die anschließende Berichterstellung.<br />
Die Positionierung<br />
Obwohl Glas im Wellenlängenbereich von<br />
8 bis 14 µm einen Emissionsgrad von 0,85<br />
bis 0,9 besitzt, sind thermische Messungen<br />
auf Glasoberflächen nicht einfach<br />
auszuführen. Glas reflektiert gerichtet,<br />
d.h. Objekte aus der Umgebung, die eine<br />
abweichende Temperatur aufweisen, sind<br />
deutlich im Wärmebild zu erkennen.<br />
»Schlimmstenfalls führt dies zu Fehlinterpretationen<br />
und Messfehlern«, verdeutlicht<br />
Jung. »Um Reflexionen im Glas zu<br />
vermeiden, sollte die Kamera nicht senkrecht<br />
zu dem zu untersuchenden Modul<br />
stehen. Der Emissionsgrad ist jedoch für<br />
die Senkrechte am größten und nimmt<br />
mit zunehmendem Winkel ab. Ein Betrachtungswinkel<br />
von 5 bis 60° ist ein<br />
guter Kompromiss.«<br />
Um beim Aufbau einer Messung einen geeigneten<br />
Betrachtungswinkel zu erreichen,<br />
ist in vielen Fällen die Verwendung eines<br />
Stativs eine Lösung. In schwierigeren Situationen<br />
kann es erforderlich sein, mobile<br />
Arbeitsplattformen zu verwenden oder<br />
sogar mit einem Hubschrauber über die<br />
Solarmodule zu fliegen. Dabei bietet die<br />
größere Entfernung den Vorteil, große Be-<br />
34<br />
Empfohlener (grün) bzw.<br />
ungünstiger (rot) Betrachtungswinkel<br />
bei thermografischen<br />
Untersuchungen<br />
<strong>Energie</strong> & <strong>Technik</strong> 5/2011<br />
Thomas Jung, FLIR Systems<br />
» Mit einer Wärmebildkamera lassen sich<br />
potentielle Probleme aufspüren und beheben,<br />
bevor es zu Störungen oder gar Ausfällen kommt. «<br />
reiche auf einmal betrachten zu können.<br />
Damit das Wärmebild eine entsprechende<br />
Qualität erreicht, rät Jung bei großen Entfernungen<br />
zu einer Wärmebildkamera mit<br />
einer Auflösung von mindestens 320 ×<br />
240, besser noch 640 × 480 Pixeln. »Die<br />
Kamera sollte zudem eine Wechseloptik<br />
besitzen, so dass der Anwender bei Fernaufnahmen<br />
mit einem Teleobjektiv arbeiten<br />
kann«, so Jung. »Generell ist zu<br />
empfehlen, dass Teleobjektive nur zusammen<br />
mit Wärmebildkameras mit hoher<br />
Bildauflösung benutzt werden. Kameras<br />
mit niedriger Bildauflösung sind nicht in<br />
der Lage, die geringen Temperaturunterschiede<br />
darzustellen, die mit einem Teleobjektiv<br />
aus großen Entfernungen erfasst<br />
werden und Defekte bei einem Solarmodul<br />
anzeigen.«<br />
Die Umgebungsbedingungen<br />
Für eine thermografische Untersuchung<br />
sollte der Himmel wolkenlos sein, weil<br />
Wolken die Sonneneinstrahlung reduzieren<br />
und zusätzlich störende Reflektionen verursachen.<br />
Aber auch bei Bewölkung kann<br />
man noch aussagekräftige Bilder erzielen,<br />
vorausgesetzt, die verwendete Wärmebildkamera<br />
ist empfindlich genug.<br />
Je niedriger die Lufttemperatur, desto höher<br />
der mögliche thermische Kontrast.<br />
Eine weitere Möglichkeit, den thermischen<br />
Kontrast zu erhöhen, besteht darin, die<br />
Solarzelle elektrisch zu trennen und damit<br />
den Stromfluss zu verhindern, so dass<br />
es zu einer Erwärmung allein durch Sonneneinstrahlung<br />
kommt. Dann werden<br />
die Zellen wieder angeschlossen und<br />
während der Aufwärmphase betrachtet.<br />
Im Normalfall sollte das System jedoch<br />
bei den standardmäßigen Betriebsbedingungen,<br />
sprich im Lastbetrieb, untersucht<br />
werden. Je nach Solarzellentyp und Art<br />
des Defekts können Messungen im Leerlauf<br />
oder Kurzschluss zusätzliche Informationen<br />
liefern.<br />
Im Wärmebild »lesen«<br />
Sind Teile des Solarmoduls heißer als andere,<br />
werden die warmen Bereiche deutlich<br />
im Wärmebild dargestellt. Je nach Form<br />
und Position können diese heißen Stellen<br />
und Bereiche Anzeichen für unterschiedliche<br />
Störungen sein. Die Überhitzung von<br />
Modulen weist dabei auf Verschaltungsfehler<br />
hin. Die Erwärmung einzelner Zellen<br />
und Zellstränge (»Patchwork«-Muster) im<br />
Modul wird im Allgemeinen durch defekte<br />
Bypassdioden, interne Kurzschlüsse und<br />
Zellmissmatch verursacht.<br />
Exakte Dokumentation<br />
Abschattung und Zellrisse erscheinen als<br />
heiße Stellen oder polygonale Flecken im<br />
Wärmebild. Der Temperaturanstieg einer<br />
Zelle oder von Teilen einer Zelle ist ein<br />
Zeichen für eine defekte Zelle oder Abschattung.<br />
»Wärmebilder, die unter Last-,<br />
Leerlauf- und Kurzschlussbedingungen<br />
aufgenommen wurden, sollten miteinander<br />
verglichen werden«, rät der Experte.<br />
»Auch ein Vergleich von Wärmebildern der<br />
Vorder- und Rückseite des Moduls kann<br />
wertvolle Informationen liefern. Für die<br />
korrekte Identifizierung des Defekts müssen<br />
Module, bei denen Auffälligkeiten festgestellt<br />
wurden, natürlich auch elektrisch<br />
und visuell geprüft werden. Und nicht zuletzt<br />
kommt es auf die exakte Dokumentation<br />
an, in der alle Inspektionsbedingungen,<br />
zusätzlichen Messungen und andere<br />
relevante Informationen enthalten<br />
sind.« (nw) �
■ Anlagenbetreiber müssen sich mit Netzbetreibern und Behörden frühzeitig abstimmen<br />
Netzanschluss von<br />
PV-Kraftwerken <strong>–</strong><br />
gewusst wie!<br />
Beim Netzanschluss von Photovoltaik-Kraftwerken<br />
lauern viele rechtliche und organisatorische<br />
Fallstricke, die es zu beachten gilt,<br />
wenn das Ganze reibungslos vonstatten gehen<br />
soll. Welche Aspekte sind für einen optimalen<br />
Projektablauf zu berücksichtigen?<br />
Von Karsten Doll, Account Manager<br />
bei der Schneider Electric Energy GmbH<br />
Viele Länder in Europa haben mittlerweile das<br />
Potenzial der Solarenergie erkannt. Allein in<br />
Deutschland wurden bis Ende 2010 insgesamt<br />
rund 16 GW Photovoltaikleistung installiert. In<br />
Italien waren es etwa 7 GW und in Spanien etwa<br />
3,7 GW. Als Anreiz für die Errichtung von Photovoltaikanlagen<br />
setzen die Länder auf Markteinführungsstrategien<br />
und Förderprogramme. Attraktive<br />
Förderkonditionen und eine hohe Sonneneinstrahlung<br />
allein reichen aber nicht aus, um<br />
einen Solarpark erfolgreich zu errichten. Neben<br />
den technischen und physikalischen Vorgaben<br />
müssen auch die organisatorischen und rechtlichen<br />
Rahmenbedingungen stimmen <strong>–</strong> und hier<br />
gibt es in der Projektabwicklung noch viel Verbesserungsbedarf.<br />
Der Beitrag beschreibt den<br />
Projektablauf für die Errichtung von Freiflächen-<br />
anlagen und weist auf grundlegende gesetzliche<br />
und technische Regelungen hin, die von der Planung<br />
über die Errichtung bis zur Inbetriebnahme<br />
von Solarkraftwerken zu beachten sind. Im besonderen<br />
Fokus steht das Problem des Netzanschlusses<br />
von Solarkraftwerken.<br />
Die Entwicklung und Projektierung eines Solarparks<br />
ist eine anspruchsvolle Aufgabe. Eine reibungslose<br />
Zusammenarbeit zwischen dem Flächeneigentümer,<br />
dem Bürgermeister, der Kommunalverwaltung,<br />
den beteiligten Behörden und<br />
Trägern öffentlicher Belange sowie dem <strong>Energie</strong>versorger<br />
ist für eine erfolgreiche Projektentwicklung<br />
unerlässlich. Darüber hinaus stellt die individuelle<br />
Gesetzgebung in den einzelnen Ländern<br />
eine Herausforderung an die Planung und Projektierung<br />
dar. Der Projektablauf lässt sich wie<br />
folgt gliedern:<br />
1. Grobplanung, Standortanalyse<br />
2. Beantragung des Netzverknüpfungspunkts<br />
3. Zuteilung des Netzanschlusspunkts durch<br />
den Netzbetreiber<br />
4. Detail- und Kostenplanung<br />
5. Reservierung der Einspeiseleistung,<br />
Leistungszusage<br />
6. Errichtung des Solarparks<br />
7. Anschluss und Inbetriebnahme<br />
5/2011 <strong>Energie</strong> & <strong>Technik</strong><br />
35
Erneuerbare <strong>Energie</strong>n<br />
Die Festlegung des Standorts hängt von<br />
verschiedenen Faktoren wie Dauer und Intensität<br />
der Sonneneinstrahlung, Lage und<br />
Beschaffenheit des Geländes sowie Zugangsmöglichkeiten<br />
und Dienstbarkeiten<br />
ab und ist sorgfältig zu analysieren.<br />
Ermittlung des Netzanschlusspunkts<br />
Ist ein geeignetes Grundstück gefunden,<br />
muss der Netzanschluss an das örtliche<br />
<strong>Energie</strong>versorgungsunternehmen (EVU),<br />
also den Netzbetreiber, gefunden werden.<br />
Der Errichter des Solarparks, also der Anlagenbetreiber,<br />
benötigt einen verbindlichen<br />
Netzanschlusspunkt zur Durchführung<br />
der Detail- und Kostenplanung. Die<br />
grundlegenden Anforderungen an den<br />
Netzanschluss sind die unmittelbare Nähe<br />
zur Anlage, eine möglichst kurze Trassenführung<br />
und ein zuverlässiger Betrieb der<br />
Anlage.<br />
Der Netzbetreiber ermittelt einen geeigneten<br />
Netzanschlusspunkt auf Basis der gegebenen<br />
Netzdaten und der maximal geplanten<br />
Einspeiseleistung. Die generellen<br />
Anforderungen des Netzbetreibers sind folgende:<br />
Erstens müssen die Netzrückwirkungen,<br />
die beispielsweise der Wechselrichterbetrieb<br />
hervorrufen kann, gering<br />
sein. Zweitens muss der Netzbetrieb sicher<br />
sein, damit die Versorgungssicherheit der<br />
Stromkunden gewährleistet ist, und drittens<br />
ist ein Netzausbau, der ungeplante<br />
Kosten verursachen könnte, möglichst zu<br />
vermeiden.<br />
Die Grundlagen des Netzanschlusses für<br />
den Anlagenbetreiber und den Netzbetreiber<br />
sind im §5 Abs 1 bis 5 des Erneuerbare-<br />
<strong>Energie</strong>n-Gesetzes (EEG) geregelt. An dieser<br />
Stelle muss der Projekt-Manager für<br />
seine weitere Projektplanung unbedingt ein<br />
paar wichtige Aspekte beachten. So ist die<br />
Bearbeitungszeit, die der Netzbetreiber für<br />
die Bestimmung des Netzanschlusspunkts<br />
brauchen darf, im EEG nicht festgelegt und<br />
kann somit mehrere Monate dauern. Für<br />
die Netzverträglichkeitsprüfung gibt es keine<br />
Regelung über Verantwortlichkeit, Zeitdauer<br />
und Kostenübernahme.<br />
Grundsätzlich ist der Netzbetreiber gemäß<br />
§9 Abs. 1 und 2 EEG dazu verpflichtet, die<br />
36<br />
<strong>Energie</strong> & <strong>Technik</strong> 5/2011<br />
Der Solarpark der SolarWorld AG<br />
im bayerischen Mengkofen<br />
gegebene Netzkapazität zur Übertragung<br />
und Verteilung des Stroms aus erneuerbaren<br />
<strong>Energie</strong>n zu erweitern und sicherzustellen.<br />
Trotz dieser Verpflichtung liegt es im<br />
Interesse des Anlagenbetreibers, dass der<br />
Solarpark an oder in der Nähe einer ausgebauten<br />
Infrastruktur errichtet wird, so dass<br />
der Netzanschluss möglichst wenig Aufwand<br />
verursacht. Wird dies in der Planung<br />
nicht berücksichtigt, kann der Netzbetreiber<br />
nämlich nach §9 Abs. 3 EEG den Netzanschluss<br />
an dieser Stelle verweigern,<br />
wenn er wirtschaftlich unzumutbar ist.<br />
Projektierung<br />
der elektrischen Anlagen<br />
Nachdem der Netzbetreiber den Netzanschlusspunkt<br />
festgelegt hat, erfolgt die Detailplanung,<br />
aus der die Kostenaufstellung<br />
und Bewertung resultiert. In dieser Phase<br />
müssen die elektrischen Anlagen projektiert<br />
werden. Die Fläche des Solarparks, die<br />
elektrische Leistung und der Netzanschlusspunkt<br />
bilden gemeinsam die Grundlage<br />
für die Projektierung der elektrischen Anlagen.<br />
Im Detail betrifft der Planungsumfang<br />
den Anschluss der Solarmodule an die<br />
Wechselrichter. Je nach Wahl des Wechselrichterprinzips<br />
<strong>–</strong> dezentrale String-Wech-<br />
selrichter oder Zentralwechselrichter <strong>–</strong> wird<br />
das Design der Niederspannungs-DC- und<br />
-AC-Anlagen sowie die Verkabelung bestimmt.<br />
Der vorgegebene Netzanschlusspunkt<br />
und die daraus resultierende Netzspannung<br />
und Einspeiseleistung bestimmen<br />
die Anforderungen an die elektrischen<br />
Betriebsmittel der Hoch- und Mittelspannungsanlagen.<br />
Nötig sind entsprechende<br />
Transformatoren sowie Leistungs- und<br />
Trennschalter.<br />
Bei einer Störung in der Solaranlage oder<br />
auch im Netz selbst muss der Solarpark<br />
sicher vom Netz getrennt werden. Hierfür<br />
gilt es, Schutz- und Trenneinrichtungen zu<br />
installieren, die mit dem Netzbetreiber abzustimmen<br />
sind. An dieser Stelle muss sich<br />
der Errichter der Photovoltaikanlage unbedingt<br />
nach den technischen Anschlussbestimmungen<br />
(TAB) des zuständigen Netzbetreibers<br />
erkundigen. Die TAB regeln den<br />
Anschluss an das Nieder- und Mittelspannungsnetz<br />
sowie die Anforderungen an die<br />
elektrischen Anlagen der Netzbetreiber in<br />
Deutschland. Der Bundesverband der <strong>Energie</strong>-<br />
und Wasserwirtschaft (BDEW) hat<br />
eine allgemein gültige Richtlinie über die<br />
technischen Bedingungen für den Anschluss<br />
an das Mittelspannungsnetz er-
stellt. Die Richtlinie fasst die wesentlichen<br />
Gesichtspunkte zusammen, die für Planung,<br />
Bau, Anschluss und Betrieb elektrischer<br />
Anlagen zu beachten sind, welche<br />
am Mittelspannungsnetz laufen sollen.<br />
Um die Solaranlage zügig errichten zu können,<br />
ist ein detaillierter Terminplan für die<br />
Lieferung der Einzelkomponenten erforderlich.<br />
Angebot und Nachfrage und die Verfügbarkeit<br />
von Rohstoffen auf dem Weltmarkt<br />
nehmen erheblichen Einfluss auf die<br />
Lieferzeiten von Solarmodulen, Stahlkonstruktionen,<br />
Wechselrichtern, Transformatoren,<br />
Schaltanlagen und Kabeln.<br />
Inbetriebnahme des Solarparks<br />
Die Inbetriebnahme des Solarparks muss<br />
im Vorfeld sorgfältig geplant werden. In der<br />
DIN VDE 0105, Teil 100, sind die technischen<br />
und organisatorischen Anforderungen<br />
geregelt, die für Inbetriebnahme und<br />
Betrieb elektrischer Anlagen beachtet werden<br />
müssen. Darüber hinaus sind die einschlägigen<br />
Vorschriften des VDE, die Berufsgenossenschaftlichen<br />
Vorschriften für<br />
Sicherheit und Gesundheit bei der Arbeit<br />
(BGV) und die Unfallverhütungsvorschriften<br />
(UVV) zu berücksichtigen. Arbeiten an<br />
oder in der Nähe von elektrischen Anlagen<br />
sind nämlich mit besonderen Gefahren verbunden;<br />
Fehlhandlungen können zu erheblichen<br />
Schäden führen. Zur Abwendung<br />
dieser Gefahren für Beschäftigte und Sachwerte<br />
sind umfangreiche Kenntnisse und<br />
ein hohes Maß an Disziplin erforderlich.<br />
Die Inbetriebnahme erfolgt gemeinsam mit<br />
dem Anlagenbetreiber und dem Netzbetreiber.<br />
Bevor jedoch eine Solaranlage in Betrieb<br />
gehen kann, sind ein Anlagenverantwortlicher<br />
und ein Arbeitsverantwortlicher<br />
zu benennen. Die Pflicht, einen Anlagenverantwortlichen<br />
zu bestimmen, ergibt sich<br />
aus DIN VDE 0105, Teil 100, Kap. 4.3. Jede<br />
elektrische Anlage muss unter der Verantwortung<br />
einer Person betrieben werden.<br />
Der Anlagenverantwortliche ist für den Betrieb<br />
der elektrischen Anlage weisungsbefugt<br />
und muss eine Elektrofachkraft sein.<br />
Auch die Pflicht, einen Arbeitsverantwortlichen<br />
zu ernennen, ergibt sich aus DIN<br />
VDE 0105, Teil 100, Kap. 4.3. Für jede Arbeit<br />
muss ein Arbeitsverantwortlicher definiert<br />
werden. Wenn die Arbeit auf mehrere Personen<br />
oder Gruppen aufgeteilt ist, kann es<br />
erforderlich sein, für jede Arbeitsgruppe<br />
eine für die Sicherheit verantwortliche Person<br />
und für alle zusammen eine koordinierende<br />
Person zu bestimmen. Der Arbeitsverantwortliche<br />
muss ebenfalls eine Elektrofachkraft<br />
sein. Arbeitsverantwortlicher<br />
und Anlagenverantwortlicher können ein<br />
und dieselbe Person sein.<br />
Insgesamt erfordert die Planung, Errichtung<br />
und Inbetriebnahme einer Photovoltaik-Anlage<br />
einen strukturierten Ablauf.<br />
Eine frühzeitige Kontaktaufnahme zu den<br />
betreffenden Netzbetreibern ist genauso<br />
unumgänglich wie zu den zuständigen Behörden.<br />
Obwohl die Belange des Anlagenbetreibers<br />
und des Netzbetreibers unterschiedlich<br />
sind, müssen die Regelungen<br />
des EEG beachtet werden. Das EEG bietet<br />
keine praktischen Lösungen für die oft widersprüchlichen<br />
Anforderungen. Dies gilt<br />
vor allem für die Festlegung des Netzanschlusspunkts.<br />
Zudem muss sich der Anlagenbetreiber<br />
strikt an die technischen Anforderungen<br />
des Netzbetreibers an den<br />
Netzanschlusspunkt des Solarparks halten.<br />
In vielen Fällen ist eine einvernehmliche<br />
Lösung nur im Dialog zwischen Anlagenbetreiber<br />
und Netzbetreiber möglich.<br />
Auswahl, Design und technische Spezifikation<br />
der elektrischen Betriebsmittel sowie<br />
deren Installation und Inbetriebnahme fordern<br />
ein hohes Maß an Fachwissen. Dieses<br />
Fachwissen erstreckt sich von der DC-<strong>Technik</strong><br />
über die AC-<strong>Technik</strong> bis hin zur Mittel-<br />
und Hochspannungsanlagentechnik. Angesichts<br />
dessen empfiehlt es sich, die Unterstützung<br />
von Fachfirmen zu suchen, die<br />
das Know-how, die Ressourcen und die<br />
Erfahrung für die Errichtung von Solarparks<br />
mitbringen. (ak) �<br />
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5/2011 <strong>Energie</strong> & <strong>Technik</strong><br />
37
Lighting<br />
■ Fujitsu Semiconductor: Effiziente LED-Ansteuerung mit 8-Bit-MCU<br />
»Es werde Licht«<br />
Zur effizienten LED-Ansteuerung stellt<br />
Fujitsu Semiconductor die MB95430-<br />
Serie aus seiner 8FX-MCU-Familie vor<br />
und erweitert diese um MCUs mit analogen<br />
Komparatoren und Operationsverstärkern.<br />
Je nach Applikation besitzen<br />
die MCU-Serien der 8FX-Familie z.B.<br />
spezielle Peripherie-Einheiten wie LCD-<br />
Controller oder PWM-Timer zur Ansteuerung<br />
von bürstenlosen Gleichstrommotoren<br />
(BLDC). So wird der MCU-Kern<br />
entlastet und die Zahl der externen<br />
Komponenten reduziert. Um den Einstieg<br />
in die LED-Ansteuerung zu erleichtern,<br />
wird für die MB95430-MCU-Serie<br />
das Entwicklungsboard SK-95430-<br />
32PMC-LED angeboten.<br />
Von Manuel Schreiner (Junior Application Engineer)<br />
und Christian Harders (Application Engineer),<br />
Business Unit Embedded von Fujitsu Semiconductor<br />
In vergleichsweise kurzer Zeit hat sich<br />
die Leuchtstärke von LEDs von einem<br />
schwachen, nur für Anzeigelämpchen tauglichen<br />
Glimmen zu einem hellen, mit teilweise<br />
weit über 100 lm/W sehr effizienten<br />
Stahlen entwickelt, das unter anderem sogar<br />
die Effizienz der allseits bekannten und<br />
oft wenig geliebten Kompaktleuchtstoffröhren<br />
oder »<strong>Energie</strong>sparlampen« in den Schatten<br />
stellt. Dadurch werden LEDs für immer<br />
neue, vormals Glüh-, Halogen- oder Entladungslampen<br />
vorbehaltenen Anwendungen<br />
interessant, in denen sie ihre Vorteile ausspielen<br />
können. Sei es nun Allgemeinbeleuchtung,<br />
schicke Designerlampen, Taschenlampen<br />
oder KFZ-Scheinwerfer: Nahezu<br />
in jeder Anwendung sind inzwischen<br />
(auch) LEDs zu finden. Doch nicht nur die<br />
Effizienz des Leuchtmittels selbst ist entscheidend,<br />
auch bei der Ansteuerung gilt<br />
es, einige Punkte zu beachten.<br />
Bei Standard-LEDs für Signalzwecke besteht<br />
die »Ansteuerung« häufig nur aus<br />
einem der Versorgungsspannung angepassten<br />
Vorwiderstand, gerade beim Betrieb<br />
an niedrigen Spannungen. Dass hier-<br />
38<br />
<strong>Energie</strong> & <strong>Technik</strong> 5/2011<br />
Starterkit + PC-GUI<br />
bei ein Großteil der aufgebrachten <strong>Energie</strong><br />
in diesem Vorwiderstand verheizt wird,<br />
mag für diese Anwendungen mit wenigen<br />
mA LED-Strom noch akzeptabel sein, doch<br />
bei modernen Hochleistungs-LEDs für energiesparende<br />
Beleuchtung ist das nicht<br />
zielführend.<br />
LEDs besitzen, wie ihre nichtleuchtenden<br />
Verwandten, bekanntermaßen eine exponentiell<br />
ansteigende Strom-Spannungs-<br />
Kennlinie, wenn erst mal die Vorwärtsspannung<br />
überschritten ist. Minimale Schwankungen<br />
der Betriebsspannung bewirken<br />
also große Änderungen der Stromstärke,<br />
und damit sehr leicht eine Überlastung der<br />
Stromverlauf beim Einschalten des<br />
Reglers (oben: LED-Strom, unten:<br />
Signal am Gate des FET, active low)<br />
LED. Gleichzeitig schwankt gerade die Vorwärtsspannung<br />
stark von LED zu LED,<br />
sodass LEDs in der Regel mittels Konstantstromquelle<br />
betrieben werden. Diese wird<br />
im einfachsten Fall durch den oben genannten<br />
Vorwiderstand angenähert; bei<br />
höheren Stromstärken ist das jedoch nicht<br />
praktikabel, zumal dabei Schwankungen<br />
der Versorgungsspannung nicht aktiv kompensiert<br />
werden.<br />
Besser sieht es da schon mit einer einfachen,<br />
linearen Konstantstromquelle aus,<br />
z.B. mittels eines JFETs oder eines Längsreglers<br />
und passendem Widerstand. Hierbei<br />
bleibt der LED-Strom zwar über einen<br />
weiten Eingangsspannungsbereich konstant,<br />
jedoch »verbrät« der Regler umso<br />
mehr <strong>Energie</strong>, je weiter die Eingangsspannung<br />
über der Vorwärtsspannung der LEDs<br />
liegt. Für effiziente High-Power-LEDs kommen<br />
diese Schaltungen daher meist ebenfalls<br />
nicht infrage.<br />
Regler geschaltet, Regler erkaltet<br />
Diese Probleme werden mit Schaltreglern<br />
umgangen. Je nach Verhältnis zwischen Ein- Semiconductor<br />
gangs- und Ausgangsspannung unterschei- Fujitsu<br />
det man verschiedene Topologien, wie etwa Bilder:
V-8_2011-VS-5656<br />
SmartFusion — FPGA, ARM ®<br />
Cortex-M3 und<br />
programmierbare Analogfunktionen auf einem Chip.<br />
Durch die Integration dieser Technologien<br />
in einen Baustein erhalten Sie die Freiheit<br />
und Flexibilität, die Sie bei sich dynamisch<br />
verändernden Designspezifikationen<br />
brauchen. Mit SmartFusion können Sie in<br />
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Low-Power-Anwendungen an Hand der SmartFusion-<br />
Familie. Der Workshop besteht vorwiegend aus<br />
praktischen Übungen mit der Libero FPGA Software<br />
und dem SmartFusion Eval-Kit.<br />
Termin: 06. September München<br />
Informationen: +49-89-945532-20<br />
MSC <strong>–</strong> Distributor of
Lighting<br />
Blockschaltbild des MB95430<br />
Hochsetzsteller (Boost Converter), Tiefsetzsteller<br />
(Buck Converter) oder eine Kombination<br />
aus beiden (Buck-Boost, SEPIC, etc.).<br />
Allen gemein ist, dass die eingangsseitige<br />
<strong>Energie</strong> zunächst im magnetischen Feld<br />
einer Spule gespeichert wird, um sie dann<br />
kontrolliert an die Ausgangsseite »weiterzuleiten«.<br />
Die hierbei auftretenden Verluste<br />
(Schaltverluste, ohmsche Verluste,<br />
magnetische Verluste etc.) sind bei korrekter<br />
Auslegung um ein Vielfaches geringer<br />
als bei konventionellen, linearen Reglern.<br />
Die Nachteile bestehen insbesondere<br />
in erhöhten Anforderungen an ein EMV-<br />
gerechtes Design sowie einer höheren<br />
Komplexität und Anzahl von Bauteilen.<br />
Letzteres kann jedoch durch den Einsatz<br />
von modernen, speziell für diese Anwendungen<br />
optimierten Microcontrollern minimiert<br />
werden.<br />
Gerade für LED-Anwendungen ist der<br />
Buck-Converter, nicht nur wegen seines<br />
einfachen Aufbaus und seiner Flexibilität,<br />
sehr beliebt. Er lässt sich sehr einfach auch<br />
als Konstantstromquelle konfigurieren, wobei<br />
der Ausgangskondensator oft entfallen<br />
kann. Der zu regelnde Strom durch die LED<br />
_068D6_reccom_ET_05.pdf;S: 1;Format:(420.00 x 80.00 mm);05. Aug 2011 07:39:53<br />
entspricht dann dem Spulenstrom, der bereits<br />
»von Natur aus« stetig ist. Das bedeutet<br />
nicht nur eine Position weniger auf der<br />
BOM: Auch das Ansprechverhalten des<br />
Reglers verbessert sich, da sonst beim Einschalten<br />
der gesamte Strom in den vorher<br />
ungeladenen Ausgangskondensator fließt;<br />
erst wenn dessen Spannung die Vorwärtsspannung<br />
der LED überschreitet, beginnt<br />
diese zu leuchten. Dieser Vorteil ist unter<br />
anderem beim Dimmen der LEDs mittels<br />
übergelagerter PWM von Bedeutung.<br />
Ist die Spannung der LED oder der LED-<br />
Kette größer als die Eingangsspannung, ist<br />
die direkte Verwendung eines Buck-Converters<br />
nicht möglich. Aufgrund der bereits<br />
erläuterten Vorteile wird in diesem Fall häufig<br />
zunächst mittels eines Boost-Converters<br />
ein gemeinsamer Gleichspannungs-Zwischenkreis<br />
gespeist, von dem dann mittels<br />
Buck-Convertern die einzelnen LEDs bzw.<br />
LED-Stränge versorgt werden. Gleichzeitig<br />
kann hierbei, falls nötig, in der Boost-Stufe<br />
bereits eine Leistungsfaktor-Korrektur<br />
(PFC) erfolgen, die bei größeren netzbetriebenen<br />
Leuchten erforderlich ist.<br />
Schnell geschaltet<br />
Funktioniert Ihr LED-Treiber so lange wie eine moderne High-Power-LED?<br />
NEU!<br />
Bei Verwendung von Mikrocontrollern zur<br />
Steuerung der Schaltung kommt häufig eine<br />
Pulsweitenmodulation (PWM) zum Einsatz,<br />
um die gewünschte Ausgangsspannung<br />
einzustellen. Hierbei erfolgt die Spannungsrückführung<br />
mittels des ADCs der<br />
MCU, welche auf Basis der Soll- und Istwerte<br />
den Tastgrad der PWM erhöht oder<br />
LED-Treiber für 70.000h Dauerbetrieb<br />
Die Beleuchtungstechnik steht vor<br />
einer Revolution. In wenigen<br />
Jahren werden LEDs das Maß der<br />
Dinge sein <strong>–</strong> nicht zuletzt wegen<br />
ihrer langen Lebenserwartung von<br />
50.000h und mehr. Gut, wenn<br />
LED-Treiber da nicht zum schwachen<br />
Glied der Kette werden.<br />
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✔ Konstantstrom 350mA bis 4.2A<br />
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✔ Isolation bis 3kVAC<br />
✔ Design Lifetime >70.000h (RACD12&20)<br />
✔ UL8750, UL1310, EN61347& EN55015<br />
✔ 5 Jahre Gewährleistung
spannung des Reglers, Laufzeiten des Komparators<br />
und der eingestellten Hysterese<br />
und kann somit auch im Betrieb variieren.<br />
Da nach dem Einschalten des Reglers der<br />
Transistor so lange leitet, bis der Stromsollwert<br />
erreicht ist, ist die Antwortzeit des<br />
Reglers bis zum Erreichen des Sollwerts<br />
minimal. Durch Überwachung von Eingangsspannung,<br />
Frequenz und Tastgrad<br />
des Komparatorsignals lassen sich viele<br />
Fehlerzustände wie etwa offene Klemmen,<br />
Kurzschluss etc. mit minimalem Aufwand<br />
detektieren.<br />
Christian Harders, Fujitsu Semiconductor<br />
Neben einer Vielzahl weiterer Peripherien<br />
bietet die MB95430-Serie aus der 8FX-<br />
MCU-Familie von Fujitsu vier unabhängige<br />
analoge Komparatoren, die zum Auf-<br />
Manuel Schreiner, Fujitsu Semiconductor<br />
verringert. Die sich hierbei ergebende bau eines Zweipunktreglers, etwa zur barem Gain vorhanden, dessen Pins bei<br />
Bandbreite der Regelung ist von einer Viel- LED-Ansteuerung, verwendet werden Bedarf ebenfalls extern zugänglich sind.<br />
zahl von Faktoren abhängig, wie etwa der können. Alle Ein- und Ausgänge der Kom-<br />
Abtastrate, Auslegung der Regel-Software paratoren sind extern zugänglich, wobei Die 8FX-Familie besteht aus vielseitig ver-<br />
etc. Zudem belegt die Regelung MCU-Res- die Verbindung zwischen Pin und Komwendbaren Low-cost-8-Bit-MCUs von acht<br />
sourcen, und für eine präzise Regelung sind parator geschaltet werden kann. Ist der bis aktuell 80 Pins, die auch von den Tech-<br />
schnelle Timer und ADCs nötig.<br />
Komparatorausgang aktiviert, stellt sich, nologien der 16- und 32-bittigen Verwand-<br />
wie oben beschrieben, ohne MCU-Last in schaft profitieren: Der robuste Dual-Opera-<br />
Für viele Anwendungen kommt daher ein kürzester Zeit der gewünschte Strom- tion Flash-Speicher mit einem Datenerhalt<br />
anderes Verfahren zum Einsatz: die Hyste- oder Spannungswert ein. Das lässt sich von bis zu 20 Jahren, Ausleseschutz und bis<br />
rese- oder Zweipunkt-Regelung. Hierbei sehr einfach zum Dimmen der LEDs mit- zu 100.000 Schreib- und Löschzyklen ma-<br />
wird der aktuelle Spannungs- oder Stromtels überlagerter PWM nutzen, indem chen ein externes EEPROM oft überflüssig,<br />
wert mit einer Referenzspannung vergli- einfach der Komparatorausgang mittels während Clock Supervisor, Low Voltage<br />
chen, und das Ergebnis dieses Vergleichs PWM ein- und ausgeschaltet wird. Somit Detection und Watchdog für mehr Sicher-<br />
dient direkt als Ansteuersignal des Transi- wird die LED in den aktiven PWM-Phasen heit sorgen. Außerdem sind getrimmte RCstors<br />
des Reglers. Erfolgt der Vergleich mit- stets mit dem eingestellten Strom betrie- Oszillatoren (±2 Prozent), verschiedenste<br />
tels eines analogen Komparators, läuft der ben, wodurch betriebsstromabhängige Timer, getrennte Main- und Subclock, Sin-<br />
Regelvorgang »von selbst«. Die Schaltfre- Farbveränderungen vermieden werden. gle-Wire-Debug Schnittstelle, <strong>Energie</strong> spaquenz<br />
ergibt sich hierbei aus den Werten Weiterhin ist auf den MB95430 MCUs ein rende Low-Power-Modes, 10-Bit-ADCs und<br />
von Induktivität, Eingangs- und Ausgangs- Operationsverstärker mit programmier- vieles mehr mit an Board.<br />
RACD60:<br />
Konstantstrom bis 4.2A<br />
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Lighting<br />
Je nach Derivat kommen noch spezielle<br />
Peripherie-Einheiten wie<br />
LCD-Controller oder PWM-Timer<br />
für die Ansteuerung von bürstenlosen<br />
Gleichstrommotoren (BLDC)<br />
hinzu, wodurch externe Komponenten<br />
reduziert und der MCU-<br />
Kern entlastet werden. Alle 8FX-<br />
MCUs lassen sich über die Debug-<br />
Schnittstelle im Sys-tem programmieren,<br />
viele größere Derivate<br />
auch in einem externen, parallelen<br />
Programmierer. Alternativ bietet<br />
Fujitsu Semiconductor einen Programmierservice<br />
an.<br />
Der Einstieg in der 8FX-Familie ist<br />
denkbar einfach und kostengünstig:<br />
Der BGM-Adapter zum Anschluss<br />
an die Debug-Schnittstelle<br />
der MCU liegt vielen Starterkits bereits<br />
bei (z.B. MB2146-420-01-E),<br />
ebenso wie die unbeschränkte Vollversion<br />
der »Softune Workbench«-<br />
Entwicklungsumgebung mit C-<br />
Compiler, Assembler, Linker, Debugger<br />
etc. Ein großes Angebot an Application<br />
Notes, Software-Beispielen und der<br />
lokale Support durch Applikationsingenieure<br />
runden das Paket ab und erlauben<br />
einen schnellen Entwicklungsstart.<br />
42<br />
<strong>Energie</strong> & <strong>Technik</strong> 5/2011<br />
Buck-Converter (Grundschaltung,<br />
Hystereseregler mit Spannungsrückführung,<br />
Hysterese-LED-Stromregelung mit P-FET)<br />
Für die MB95430-MCU-Serie bietet Fujitsu<br />
das SK-95430-32PMC-LED an, das neben<br />
einer MB95F434-MCU mit je einer roten,<br />
grünen und blauen 1-W-LED bestückt ist.<br />
Jede der LEDs wird unabhängig von einem<br />
■ Prognose der LED-Lebensdauer, abhängig von Temperatur und Stromstärke<br />
»Die LED ist immer als Teil<br />
eines Systems zu sehen«<br />
Zur Realisierung kompletter Lighting-Lösungen von der LED über die Sekundäroptiken<br />
und Treiber-ICs bis zum Wärme-Management hat die MSC Vertriebs GmbH jetzt<br />
europaweit ein umspannendes Netz von MSC Lighting Competence Centers etabliert.<br />
Das Ziel ist, das individuelle Beleuchtungssystem als Ganzes zu betrachten und<br />
die einzelnen Komponenten aufeinander abzustimmen. Nur so lässt sich eine lange<br />
Lebensdauer des Systems sicherstellen.<br />
Der Einzug von LEDs in die Beleuchtungstechnik<br />
ist nicht mehr aufzuhalten. Gerade<br />
durch die gestiegenen <strong>Energie</strong>preise und<br />
die Verordnung 245/2009 der europäischen<br />
Kommission, die die Rahmenbedingungen<br />
für den Ausstieg aus den veralteten Beleuchtungstechniken<br />
festlegt, eröffnet sich<br />
seperaten Schaltregler versorgt. Als<br />
Verbindung zu Außenwelt stehen<br />
neben einem USB-Anschluss (Onboard-USB-auf-Seriell-Adapter)<br />
ein<br />
RS485-Treiber zur Verfügung, über<br />
den beispielsweise das im Beleuchtungsumfeld<br />
populäre DMX512-<br />
Protokoll verwendet werden kann.<br />
Die Versorgung des Starter Kits<br />
erfolgt entweder mit verminderter<br />
LED-Leistung über USB oder über<br />
eine externe Spannungsquelle<br />
(5 VDC). Verschiedene Parameter<br />
lassen sich über Klartext-Kommandos,<br />
etwa mit Hilfe eines Terminal-Programms,<br />
verändern,<br />
oder mittels einer graphischen PC-<br />
Anwendung. Dieses kommuniziert<br />
ebenfalls per USB / UART mit<br />
dem Starterkit, und der Anwender<br />
kann durch die GUI leicht den Referenzstrom<br />
für jede LED, Master<br />
Level, und die Helligkeit (duty cycle)<br />
der einzelnen LEDs steuern.<br />
Außerdem kann aus einer Farbpalette<br />
direkt eine Farbe gewählt werden,<br />
die dann von den LEDs auf dem Starterkit<br />
dargestellt wird. (eg)<br />
info.fseu@de.fujitsu.com<br />
http://emea.fujitsu.com/semiconductor<br />
Die LEDs von Cree, die auf der<br />
»Easywhite«-<strong>Technik</strong> beruhen,<br />
können sich in puncto Toleranzbreite der<br />
Farborte durchaus mit Glühlampen und<br />
Cree<br />
ein riesiges Marktpotenzial für Leuchtdio- anderen Leuchtmitteln messen.<br />
Bilder:
den. Derzeit liegt nach einer DisplaySearch-<br />
Studie die Durchdringungsrate von Beleuchtungssystemen<br />
auf LED-Basis im<br />
Vergleich zu herkömmlichen Lösungen<br />
zwar erst bei mageren 1,4 Prozent. Für 2014<br />
rechnen die Marktexperten jedoch mit<br />
einem Anstieg auf 9,6 Prozent.<br />
Neben ihrer Umweltfreundlichkeit überzeugen<br />
hochwertige Leuchtdioden vor<br />
allem durch ihre hohe <strong>Energie</strong>effizienz<br />
und ihre Robustheit, die sie für Indoor-<br />
und Outdoor-Anwendungen prädestiniert.<br />
LEDs zeichnen sich sowohl durch eine<br />
hohe Stoß- und Schockfestigkeit als auch<br />
durch eine niedrige Vibrationsempfindlichkeit<br />
aus. Ein weiterer Pluspunkt ist<br />
ihre lange Lebensdauer, die je nach Systemdesign<br />
zwischen 25.000 und weit über<br />
50.000 Stunden liegen kann.<br />
Wichtigste Parameter für die Alterung von<br />
Leuchtdioden sind die Temperatur im Inneren<br />
und die Temperatur im direkten Umfeld<br />
der LED, z.B. die Gehäuseinnentemperatur<br />
der Leuchte. Beide Werte sind stark<br />
abhängig vom thermischen Design der Applikation.<br />
Die Lebensdauer einer LED wird<br />
darüber hinaus noch von der Stromstärke<br />
bestimmt, mit der das Bauteil betrieben<br />
wird. wDie Lebensdauer, die Temperatur,<br />
der Lichtstrom, und weitere Betriebsparameter<br />
hängen wesentlich vom Aufbau des<br />
kompletten Beleuchtungssystems ab. Deshalb<br />
genügt es nicht, einfach nur die gewünschten<br />
Einzelkomponenten zur Verfügung<br />
zu stellen, sondern Hersteller, Lieferanten<br />
und ihre Kunden müssen heutzutage<br />
die komplette Lighting-Lösung betrachten<br />
und optimieren. Dazu ist natürlich ein<br />
breites technisches Wissen gefordert. Für<br />
erfahrene Distributoren ist dies heute wie<br />
zukünftig eine interessante und<br />
lohnende Aufgabe.<br />
Auch MSC hat diesen Trend erkannt<br />
und auf ihn reagiert. Der<br />
Distributor hat vor wenigen Wochen<br />
in Deutschland zwei MSC Lighting Competence<br />
Center <strong>–</strong> in Frankenthal und Wiesbaden<br />
<strong>–</strong> etabliert. Während in Frankenthal<br />
die verantwortlichen Linemanager agieren,<br />
unterstützen die Business Development<br />
Manager des Wiesbadener Kompetenzzen-<br />
Frank Schimmer, MSC<br />
» Wir wollen auch im Lighting-Bereich<br />
einer der Big Player werden.<br />
Der Schlüssel dafür ist unsere<br />
Kern kompetenz, die wir in den letzten<br />
beiden Jahren massiv aufgebaut haben. «<br />
trums alle MSC-Vertriebsbüros im deutschsprachigen<br />
Raum und in den Benelux-Ländern.<br />
Ausgehend von den beiden Kernkompetenzzentren,<br />
wurde darüber hinaus europaweit<br />
ein umspannendes Netz von MSC<br />
Lighting Competence Centers in Belgien,<br />
Frankreich, Italien, den Niederlanden, Österreich,<br />
der Schweiz und Spanien eingerichtet.<br />
»Die LED Competence Solution<br />
Teams verfügen über fundiertes technisches<br />
und ökonomisches Beratungs-Know-how<br />
und haben große Erfahrung in der Abwicklung<br />
von Lighting-Projekten«, verdeutlicht<br />
Frank Schimmer, Director Marketing bei<br />
MSC.<br />
Das Unternehmen arbeitet mit führenden<br />
Herstellern von hochwertigen LEDs, Sekundäroptiken,<br />
LED-Treibern und Power Controllern<br />
sowie der entsprechenden Elektromechanik<br />
zusammen. »Wir sind als technisch<br />
orientierter Distributor bestens gerüstet,<br />
nicht nur vielfältige Komponenten zu<br />
liefern, sondern unter Berücksichtigung des<br />
entsprechenden Kühl-Managements auch<br />
komplette, kundenspezifische Lighting-Lösungen<br />
zu realisieren«, erläutert Schimmer.<br />
»Unser Ziel ist es, auch im Lighting-Bereich<br />
einer der Big Player zu werden. Dabei<br />
kommt uns natürlich als Modulhersteller<br />
und international agierender Entwicklungspartner<br />
die langjährige Erfahrung im Bauelementevertrieb<br />
und die ausgefeilte Logistik<br />
und Lagerhaltung zugute.«<br />
Unterstützt werden die MSC-Spezialisten<br />
unter anderem vom Product Characterization<br />
Tool PCT, das vom LED-Hersteller Cree<br />
entwickelt wurde. PCT erlaubt die Berechnung<br />
des Lichtstroms einer LED, der sich<br />
aus unterschiedlichen, von der jeweiligen<br />
Anwendung abhängigen Parametern ergibt.<br />
Hierzu zählen die Bestromung, die<br />
Temperaturen im Umfeld der LED (dabei<br />
entspricht die Ambient-Temperatur Ta der<br />
Lötpunkttemperatur Tsp) und die daraus<br />
resultierende Temperatur im Inneren des<br />
LED-Chips (Junction-Temperatur Tj). Zwar<br />
lassen sich die notwendigen Daten und<br />
Kurven auch im LED-Datenblatt finden,<br />
doch gerade bei der Vorauswahl des LED-<br />
Typs, der möglichen Lichtstrom-Binnings<br />
und der entsprechenden Bestromung kann<br />
man mit dem Online-Tool experimentieren,<br />
um einen optimalen Betriebsarbeitspunkt<br />
auszuloten.<br />
Anzeige<br />
_06CM3_Emtron_ET_05.ps;S: 1;Format:(52.00 x 142.00 mm);19. Aug 2011 07:58:29
Lighting<br />
44<br />
Layout des Product-Characterization-Tools PCT<br />
Für die Praxis erprobt, eröffnet das Tool<br />
sogar die Chance, Effizienzwerte für die<br />
Ansteuerung und die geplanten Sekundäroptiken<br />
einzugeben. Zudem kann man auf<br />
die Anwendung mit einer einzelnen LED<br />
(z.B. LED lm, LED lm/W, LED W) oder, oft<br />
noch viel interessanter, mit einem System<br />
aus vielen LEDs für eine spezielle Lichtstromvorgabe<br />
(z.B. Anzahl LEDs, System<br />
lm, System lm/W) eingehen. In allen Fällen<br />
spielt die Temperaturreferenz eine wichtige<br />
Rolle. Wird beispielsweise eine Lötpunkttemperatur<br />
vorgegeben, so lässt sich anhand<br />
der gewünschten Betriebsparameter<br />
die Junction-Temperatur im P-N-Übergang<br />
im Inneren des LED-Chips bestimmen. Die<br />
Tj beeinflusst die Effizienz und auch die<br />
Lebensdauer des Systems. Das bedeutet,<br />
Selbst bei stärkeren Strömen ist immer noch<br />
eine lange Lebensdauer der LED erreichbar.<br />
<strong>Energie</strong> & <strong>Technik</strong> 5/2011<br />
dass sich die Möglichkeiten der LED voll<br />
ausschöpfen lassen. Das untere Bild zeigt,<br />
dass beispielsweise die LEDs der Serie<br />
»XLamp XP-G« von Cree selbst bei stärkeren<br />
Strömen immer noch eine lange Lebensdauer<br />
erreichen können.<br />
Bei den herkömmlichen Leuchtmitteln ist<br />
das Ende der Lebensdauer deutlich sichtbar,<br />
weil dann die Lampe total ausfällt.<br />
LEDs hingegen verlieren allmählich ihre<br />
maximale Helligkeit, weshalb hier ein bestimmter<br />
Schwellenwert des Restlichtstroms<br />
als Grenze definiert wird. Als Standard<br />
für die Angabe der Lebensdauer hat<br />
sich der Wert L70 etabliert, der bedeutet,<br />
dass der Lichtstrom auf 70 Prozent des Maximalwerts<br />
gesunken ist. Die LED arbeitet<br />
bei L70 jedoch nicht fehlerhaft oder ist ganz<br />
defekt, sondern kann noch lange Zeit mit<br />
weiter abnehmendem Lichtstrom leuchten.<br />
Ein weiteres wichtiges Qualitätsmerkmal,<br />
das bei der Lebensdauerbetrachtung berücksichtigt<br />
werden muss, ist die Stabilität<br />
des Farborts. Das menschliche Auge kann<br />
durchschnittlich ab etwa 30 Prozent Helligkeitsunterschiede<br />
bewerten. Ein wesentlich<br />
besserer Sensor ist das Auge bei etwaigen<br />
Farbortabweichungen. Driftet ein Weißlichtpunkt<br />
von der Schwarzstrahlerkurve<br />
nach oben oder unten ab, so fällt schon<br />
eine geringe Abweichung auf.<br />
Kein Hersteller ist in der Lage, die LED-<br />
Lebensdauer von 50.000 oder mehr Stunden<br />
zu testen, bevor die Produkte auf den<br />
Markt kommen. Deshalb wird unter bestimmten<br />
Testbedingungen gemessen, die<br />
es erlauben, aus einer relativ kurzen Messzeit<br />
auf eine lange Lebensdauer zu schließen.<br />
Auf Betreiben der US-amerikanischen<br />
Energy-Initiative hat sich für diese Messprozeduren<br />
weltweit der Standard LM80<br />
etabliert. Weil heutzutage zwar alle Hersteller<br />
unter gleichen Bedingungen testen, aber<br />
die Auswertung und Extrapolation der Daten<br />
nach unterschiedlichen Methoden<br />
durchgeführt wird, sind die Ergebnisse allerdings<br />
nicht wirklich vergleichbar.<br />
Abhilfe soll hier das Projekt TM21 schaffen,<br />
das in Zusammenarbeit des DOE (US Department<br />
of Energy), des National Institute<br />
of Standards and Technology, des Pacific<br />
Northwest National Laboratory und vier<br />
führender LED-Hersteller erarbeitet wurde.<br />
Das Ziel ist, die Daten verschiedener Hersteller<br />
besser vergleichbar zu machen. Ein<br />
zentrales Thema ist die Festlegung, dass<br />
maximal mit einem Faktor von sechs extrapoliert<br />
werden kann. Das heißt, aus 10.000<br />
Mess-Stunden darf jetzt nur noch auf<br />
60.000 Lebensdauerstunden hochgerechnet<br />
werden, auch wenn der Kurvenverlauf<br />
auf wesentlich längere Lebensdauererwartungen<br />
schließen lässt. Darüber hinaus<br />
werden die ersten 1000 Stunden Betrieb<br />
nicht berücksichtigt, weil hier die LEDs eine<br />
Art Einschwingverhalten zeigen. TM21<br />
soll für ein größeres Vertrauen in die Aussagen<br />
der LED-Hersteller in puncto Lebensdauer<br />
der LEDs sorgen. (ak) �
■ Dilitronics<br />
200-W-LED-Power hocheffizient aus Mini-Modul<br />
Ein neues Mini-Modul namens LUC04 mit einer Grundfläche einer Visitenkarte und<br />
einem Volumen zweier Streichholzschachtel kann vier LED-Ketten mit je mehr<br />
als 50 W elektrische Leistung versorgen. Dabei verbraucht das Modul selbst nur<br />
elektrische Leistung im Promillebereich. Das entspricht einem unglaublichen<br />
Wirkungsgrad von mehr als 99 Prozent!<br />
Dieses Kunststück schafft der deutsche<br />
LED-Treiber-Spezialist Dilitronics (www.<br />
dilitronics.com) mit seiner ladungsgeregelten<br />
PWM-<strong>Technik</strong>, die schon seit letztem<br />
Jahr am Markt ist und jetzt auch in<br />
dem neuen Mini-Modul zum Einsatz<br />
kommt. »Jetzt wird es noch viel einfacher,<br />
unsere <strong>Technik</strong> in eine Leuchte zu integrieren«,<br />
sagt Dilitronics-Vertriebsleiter<br />
Meinrad Braun. »Der Kunde muss nur<br />
noch einen AC/DC-Wandler beistellen,<br />
den wir aber auf Wunsch auch liefern<br />
können«.<br />
_06DUU_Endrich_ET_05.ps;S: 1;Format:(186.00 x 130.00 mm);24. Aug 2011 06:49:38<br />
Trotz einer an vier<br />
LED-Ketten abgegebenen elektrischen<br />
Leistung von mehr als 200 W bleibt das nur<br />
visitenkartengroße Mini-Modul LUCo4 ganz cool! Bild: Dilitronics<br />
Der Power-Winzling unterstützt einfarbige<br />
und mehrfarbige Leuchten (Weiß,<br />
RGB, WRGB). Um der geringeren Flussspannung<br />
von Rotlicht-LEDs Rechnung<br />
WIR VERTRETEN<br />
3 TOP-MARKEN<br />
ERHALTEN SIE UNSEREN KINDERN UND ENKELN DIESE WUNDERBARE WELT!<br />
zu tragen, verfügt das LED-Modul LUCo4<br />
über einen zweiten Versorgungseingang.<br />
Eine DMX-Kontrollschnittstelle ist ebenfalls<br />
vorhanden. (wo) �<br />
WIR SIND SEIT 30 JAHREN<br />
DIE SPEZIALISTEN FÜR LED.<br />
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5/2011 <strong>Energie</strong> & <strong>Technik</strong><br />
45
Smart Grid / Smart Metering<br />
■ Kompaktabzweige mit IO-Link als moderne Schalttechniklösung für Gasversorgungsanlagen<br />
Gas geben <strong>–</strong> aber sicher!<br />
Erdgasverteileranlagen müssen neben hoher Versorgungssicherheit auch eine<br />
möglichst hohe Verfügbarkeit erreichen. Ein Retrofit der Steuerungs- und Schalttechnik<br />
bestehender Anlagen kann hier Wunder wirken. Als Kommunikationslösung<br />
für Kompaktabzweige bietet sich dabei IO-Link an.<br />
Erdgas wird als Rohstoff zusehends interessanter<br />
und beliebter. Entscheidenden<br />
Einfluss auf den Erfolg dieses <strong>Energie</strong>trägers<br />
hat natürlich auch seine umfassende<br />
und sichere Verteilung. Um sie zu gewährleisten,<br />
kann es bisweilen nötig sein, die<br />
Steuerungs- und Schalttechnik einer bestehenden<br />
Anlage einem Retrofit zu unterziehen.<br />
46<br />
Betriebs- und Versorgungssicherheit<br />
spielen bei der Gasverteilung eine extrem<br />
wichtige Rolle. Deshalb sind die Kompaktabzweige<br />
in ein Remote-Control-System integriert.<br />
<strong>Energie</strong> & <strong>Technik</strong> 5/2011<br />
Die nötige Erdgasinfrastruktur wird in<br />
Norddeutschland beispielsweise von der<br />
Gasunie Deutschland betrieben, einem<br />
Tochterunternehmen der N.V. Nederlandse<br />
Gasunie. Die Gasunie Deutschland hat den<br />
Ausrüster HIT Hafen- und Industrietechnik<br />
GmbH in Wardenburg bei Bremen mit<br />
einem Retrofit-Projekt für die Gasdruckregel-<br />
und -verteileranlage in Ganderkesee<br />
Die Druckregel- und Verteileranlage von Gasunie in<br />
Ganderkesee wurde im Zuge eines Retrofit-Projekts in zwei<br />
Stufen modernisiert und mit neuer Schalttechnik ausgestattet.<br />
bei Bremen beauftragt. Dort wurde die gesamte<br />
Steuerungs- und Elektrotechnik der<br />
so genannten »Altanlage« bereits 2010 modernisiert<br />
und die Umrüstung der so genannten<br />
»Neuanlage« im Juni 2011 abgeschlossen.<br />
HIT übernahm die Erneuerung<br />
der Elektrotechnik komplett <strong>–</strong> von der Planung<br />
bis zur Inbetriebnahme.<br />
Kompaktabzweige<br />
mit integrierter Diagnose<br />
»Vor allem beim Umgang mit großen Gasmengen<br />
ist ein hohes Maß an Sicherheit,<br />
Zuverlässigkeit und selbstverständlich Verfügbarkeit<br />
gefordert«, erläutert Bernhard<br />
Book, Projektleiter der Gasunie Deutschland.<br />
Für den Antrieb der Absperr- und<br />
Regelventile wurden daher statt der bisherigen<br />
Abzweige, bestehend aus Schütz und<br />
Leistungsschalter für den Motorschutz,<br />
Kompaktabzweige des Typs »Sirius 3RA6«<br />
von Siemens vorgesehen. Die Geräte liefern<br />
eine Reihe von Diagnoseinformationen.<br />
Sie unterscheiden zum Beispiel bei<br />
einer Auslösung, ob die Ursache Überlast<br />
oder ein Kurzschluss war. Ebenso detektieren<br />
sie, ob die Steuerspannung vorhanden<br />
ist und ob die Hauptkontakte überhaupt<br />
geschaltet sind. Selbst ein Lebensdauerende<br />
der Hauptkontakte zeigen die Geräte<br />
an. »All diese Meldungen lassen sich separat<br />
auswerten, was die Betriebsführung<br />
vereinfacht und die Verfügbarkeit der Anlagen<br />
erhöht«, kommentiert Rüdiger Kayser,<br />
Leiter der Elektrotechnik bei HIT.<br />
Bei dem Retrofit-Projekt in Ganderkesee<br />
werden alle eventuell auftretenden Warnungen<br />
und Störungen als Sammelstörmeldung<br />
erfasst. Denn wer Gas transportiert,<br />
muss sich im Störfall immer ein exaktes<br />
Bild von der Lage an Ort und Stelle<br />
machen. Deshalb wird die Sammelstör-<br />
Bilder: Gasunie; HIT
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Smart Grid / Smart Metering<br />
48<br />
Die Kompaktabzweige des Typs »Sirius 3RA6« von Siemens mit IO-Link-<br />
Kommunikation bieten eine Reihe von Vorteilen. Bild: HIT<br />
meldung über die Steuerung direkt zur<br />
Leitwarte in Schneiderkrug südwestlich<br />
von Bremen gesandt: »Wir schicken dann<br />
sofort einen <strong>Technik</strong>er vor Ort, der die Ursache<br />
für eine solche Meldung klärt und<br />
umgehend behebt«, erläutert Book. An der<br />
Gerätefront des betreffenden Kompaktabzweigs<br />
erkennt der <strong>Technik</strong>er nämlich detailliert,<br />
was geschehen ist.<br />
IO-Link für eine komfortable<br />
Gerätekommunikation<br />
Zur Kommunikation kommt bei den Geräten<br />
in Ganderkesee anstelle der häufig<br />
anzutreffenden Hilfskontakte IO-Link zum<br />
Einsatz. IO-Link ist ein offenes Konzept<br />
zur einheitlichen Anbindung von Sensoren,<br />
Schaltgeräten und Aktuatoren an<br />
die Steuerungsebene mittels einer Punktzu-Punkt-Verbindung,<br />
die unterhalb der<br />
Feldbusebene einzuordnen ist. »Wir haben<br />
uns für einen direkten Anschluss aller<br />
Kompaktabzweige über IO-Link entschlos-<br />
<strong>Energie</strong> & <strong>Technik</strong> 5/2011<br />
sen, um im ungewöhnlichen Fall eines<br />
Gerätetauschs alle anderen Abzweige ohne<br />
Unterbrechung nutzen zu können«,<br />
verdeutlicht Book. »In diesem Fall war das<br />
wichtiger als Installationsaufwand zu sparen,<br />
denn mit IO-Link lassen sich auch<br />
vier Geräte sequentiell über Flachkabel<br />
<strong>verbinden</strong>.« Der Anschluss der Kette wird<br />
dabei nur vom ersten Gerät aus an den<br />
IO-Link-Master geführt. Ein IO-Link-Master<br />
wie die dezentrale Peripherie »Simatic<br />
ET 200S« von Siemens kann dann vier solcher<br />
Gruppen verwalten, letztlich also 16<br />
Geräte.<br />
Der Einsatz von Kompaktabzweigen mit<br />
IO-Link verringert den Installationsaufwand<br />
erheblich gegenüber einem konventionellen<br />
Aufbau der Motorabzweige. So<br />
fällt allein schon der Installationsaufwand<br />
für die Wendeschaltung komplett weg.<br />
Und auch der Prüfaufwand ist spürbar geringer,<br />
weil er in der Programmier-Software<br />
nur einmal entsteht und nicht mehr für<br />
jedes Gerät. »Bei knapp zwei Dutzend<br />
identischer Armaturenschränke in den beiden<br />
Anlagen mit jeweils acht Kompaktabzweigen<br />
ist diese Einsparung beachtlich«,<br />
hebt Book hervor.<br />
Sicherheitsorientierte Lösung<br />
Weil das Einspeisesystem für die »Sirius-<br />
3RA6«-Kompaktabzweige genutzt wird,<br />
bekommt jede Motorengruppe nur über<br />
eine zentrale Einspeisung Strom. Dadurch<br />
kann auf Kupferschienensysteme verzichtet<br />
werden, was HIT zufolge den Installationsaufwand<br />
um etwa 30 Prozent reduziert.<br />
Zusätzlich ist es sogar möglich, eine zentrale<br />
PE-Leitung zu verwenden, denn das<br />
Einspeisesystem verfügt über eine integrierte<br />
PE-Schiene. »Hier haben wir jedoch<br />
eine andere Lösung vorgezogen«,<br />
betont Kayser. Denn der Auftraggeber<br />
wollte alle Antriebe auf eine separate<br />
Klemmenleiste verdrahtet haben, um diese<br />
zusätzlich mit einem Überspannungsschutz<br />
auszustatten. »Für uns in der Gasbranche<br />
ist Sicherheit das oberste Gebot,<br />
weshalb wir auch die Elektrotechnik dahingehend<br />
optimieren«, kommentiert<br />
Bernhard Book.<br />
Sicherheit bieten die Kompaktabzweige<br />
von Siemens auch, weil sie sich schnell<br />
tauschen lassen <strong>–</strong> gerade in Verbindung<br />
mit IO-Link. Denn dank des Einspeisesystems<br />
mit zentraler <strong>Energie</strong>zuführung lassen<br />
sich einzelne Geräte mit wenigen<br />
Handgriffen ersetzen. Hierzu muss, nach<br />
Entfernen des Verbindungskabels zwischen<br />
den Kompaktabzweigen, lediglich<br />
im oberen Teil ein Hebel mittels eines<br />
Schraubendrehers zur Seite gedrückt<br />
werden. Das Gerät ist dann frei und nach<br />
vorne abnehmbar. Nach Aufstecken des<br />
neuen Geräts und Einsetzen des Verbindungskabels<br />
ist der Abzweig wieder einsatzbereit.<br />
Beim neuen Gerät müssen<br />
vorher lediglich die Werte für die Art des<br />
Anlaufs <strong>–</strong> Class 10 oder 20 <strong>–</strong> sowie der<br />
Stromwert an der Gerätefront mechanisch<br />
eingestellt werden. »Dies erhöht die<br />
Verfügbarkeit unserer Anlagen spürbar«,<br />
bemerkt Book.
Bernhard Book, Gasunie Deutschland<br />
» Die Kompaktabzweige mit IO-Link machen<br />
eine schnelle und gezielte Diagnose aller<br />
Abzweige sehr einfach. «<br />
Kompaktabzweige ermöglichen<br />
einfaches Handling<br />
Für die Kommunikation über IO-Link gibt<br />
es auch vorgefertigte Templates, die alle<br />
relevanten Diagnoseinformationen ohne<br />
zusätzlichen Programmieraufwand anzei-<br />
gen. »In diesem Fall haben wir nur die<br />
Sammelstörmeldung direkt auf das System<br />
in der Leitwarte geführt«, erläutert Kayser.<br />
»In der Programmier-Software ’Step 7’ von<br />
Siemens war das leicht möglich, weil die<br />
IO-Link-Master eine anreihbare Baugruppe<br />
der dezentralen Peripherie ’Simatic ET<br />
200S’ sind.« Jede dezentrale Peripheriestation<br />
in den Armaturenschränken bietet<br />
eine eigene intelligente CPU-Kopfbaugruppe.<br />
Über diese CPU werden die Druckregel-<br />
und Absperrventile gesteuert. Die Rückmeldung<br />
der Sensoren erfolgt über »Simatic<br />
ET 200S« mit I/O-Baugruppen. Die gesamte<br />
Kommunikation untereinander geschieht<br />
auf Basis von Profinet. »Dazu<br />
werden Switches der Produktreihe ’Scalance’<br />
von Siemens eingesetzt, die auch<br />
ein Durchschleifen aller Armaturenschränke<br />
sehr einfach machen«, führt Kayser<br />
aus.<br />
Als besonders praxisorientiert haben sich<br />
Kayser zufolge auch die Weiteinstellbe-<br />
_05WYE_WEKA_ET_05.pdf;S: 1;Format:(210.00 x 146.00 mm);07. Jun 2011 11:16:15<br />
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fünf Bautypen für Direkt- bzw. Wendestarter<br />
für Stromwerte von 0,1 bis 32 A ist die<br />
Lagerhaltung deutlich einfacher«, bestätigt<br />
Kayser. »Wir brauchen deshalb nur drei<br />
Wendestarter als Ersatz vorzuhalten, um<br />
jeglichen Service leisten zu können.«<br />
Bei dem Retrofit-Projekt der Gasregel- und<br />
Verteileranlagen der Gasunie Deutschland<br />
in Ganderkesee wurde Siemens zufolge<br />
deutlich, dass Kompaktabzweige wie die<br />
Geräte des Typs »Sirius 3RA6« des Unternehmens<br />
mit IO-Link für die Kommunikation<br />
eine Reihe wichtiger Vorteile bringen.<br />
Zum einen reduziert diese Kombination<br />
den Installationsaufwand erheblich, zum<br />
anderen ermöglicht sie einen schnellen<br />
und gezielten Service. »In der Gasbranche<br />
sind Sicherheit und Verfügbarkeit die obersten<br />
Prämissen; mit dieser Schalttechniklösung<br />
haben wir auf effiziente Weise ein<br />
Maximum von beidem erreicht«, resümiert<br />
Book. (ak) �<br />
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Smart Grid / Smart Metering<br />
■ Spartenübergreifendes Smart Metering<br />
Trotz EnWG-Novelle und Schutzprofil:<br />
OMS hat weiterhin Gültigkeit<br />
Strom-, Gas-, Wärme- und Wasserzähler unter einen Hut zu bringen, das ist das Ziel<br />
der Open Metering System (OMS) Group. Derzeit liegen die OMS-Spezifikationen<br />
dem European Committee for Standardisation als Normungsvorschlag vor. Be<strong>denken</strong>,<br />
dass OMS durch die die Novelle des EnWG und das Schutzprofil für Smart<br />
Meters obsolet wird, hat die OMS Group nicht.<br />
Bis 2012 soll das Normungsverfahren für<br />
den europaweiten OMS-Standard abgeschlossen<br />
sein und dem spartenübergreifenden<br />
Smart Metering neuen Schub verleihen.<br />
Noch ist aber die Verunsicherung<br />
am deutschen Markt groß und ein spartenübergreifendes<br />
Smart Metering noch<br />
weit mehr Wunsch<strong>denken</strong> als Realität.<br />
Was fehlt, um dem »integrierten Smart<br />
Metering«, wie Dr. Werner Domschke, Geschäftsführer<br />
von Smarvis und OMS-Vorstand,<br />
das Konzept bezeichnet, auf die<br />
Beine zu helfen? »Der rechtliche Ordnungsrahmen<br />
muss endlich stabil sein,<br />
denn irgendwann spielen die Hersteller<br />
nicht mehr mit«, so Domschke. Ordentliche<br />
rechtliche Rahmenbedingungen<br />
seien Voraussetzung, um dem spartenübergreifenden<br />
Smart Metering den Weg zu<br />
bereiten. Derzeit arbeitet die Bundesregie-<br />
50<br />
OMS<br />
Die OMS-Group ist eine Interessengemeinschaft<br />
von Herstellern im Bereich abrechungsrelevanter<br />
Messungen und wird getragen<br />
von den Verbänden FIGAWA, KNX<br />
und ZVEI. Mit der Open Metering System<br />
Specification hat sie einen offenen, herstellerübergreifenden<br />
Standard entwickelt, um<br />
die Kommunikation von Zählern für Strom,<br />
Gas, Wärme und Wasser sowohl mit Anzeigeeinheiten<br />
und Gebäudeautomationssystemen<br />
im Gebäude wie auch mit den Messdienstleistern<br />
und Verbrauchsabrechnern<br />
außer Haus zu spezifizieren.<br />
OMS ist mit dem verbreiteten KNX-Standard<br />
(ISO/IEC 14543-3 = EN 50090) kompatibel, so<br />
dass neben der Verbrauchserfassung auch<br />
das Gebäudeautomationssystem z.B. für <strong>Energie</strong>management<br />
direkt angebunden werden<br />
kann. Damit können auch Voraussetzungen<br />
für zukünftige Dienstleistungen wie<br />
z.B. Tarif- oder Lastmanagement mit OMS<br />
kostengünstig geschaffen werden. (zü)<br />
<strong>Energie</strong> & <strong>Technik</strong> 5/2011<br />
rung an Gesetzesnovellen, die das Smart<br />
Metering entscheidend beeinflussen werden:<br />
die EnWG-Novelle und das Schutzprofil<br />
Smart Metering. Beides soll voraussichtlich<br />
noch Ende 2011 verabschiedet<br />
werden. Nach der EnWG-Novelle muss<br />
jeder Netzbetreiber bis zum Jahr 2014<br />
kommunikationsfähige Zähler einbauen.<br />
Gleichzeitig wird der Bestandsschutz von<br />
herkömmlichen Zählern abgebaut. Zudem<br />
werden die Netzbetreiber verpflichtet, monatlich<br />
kostenfrei Verbrauchsinformationen<br />
zur Verfügung zu stellen.<br />
Das künftige Schutzprofil Smart Metering<br />
soll eine verbindliche Vorgabe von Datenschutz-<br />
und Datensicherheitsstandards<br />
beinhalten, um intelligente Verbrauchszähler<br />
vor »Strom-Hackern« und Datenklau<br />
zu schützen. Sobald das Schutzprofil<br />
in Kraft getreten ist, werden die Hersteller<br />
ihre betroffenen Geräte beim Bundesamt<br />
für Sicherheit in der Informationstechnik<br />
(BSI) zur Zertifizierung einreichen<br />
müssen. Die Crux: Die Vorgaben<br />
des Schutzprofils sind derzeit (Stand: August<br />
2011) noch unbekannt. Das ärgert<br />
die Branche massiv, weil man förmlich<br />
»in der Luft hänge«, so ein Smart-Metering-Hersteller.<br />
Voraussichtlich im September<br />
wird das BSI, nachdem die letzten<br />
Kommentierungen der beteiligten Verbände<br />
eingeflossen sind, das Schutzprofil<br />
durch eine anerkannte Prüfstelle evaluieren<br />
lassen und die zertifizierte Fassung<br />
veröffentlichen.<br />
Wird OMS mit den genannten Neuregelungen<br />
obsolet? »Nein, im Gegenteil: Die<br />
Interoperabilität, die wir uns mit OMS<br />
von Anfang an auf die Fahnen geschrie-<br />
Bild: Landis+Gyr<br />
ben haben, ist künftig auch im EnWG<br />
verankert«, wie Domschke erklärt. »OMS<br />
ist also auch unter den Rahmenbedingungen<br />
des EnWG-Änderungsgesetzes<br />
anwendbar.«<br />
Die im OMS obligatorisch vorgesehene<br />
Datenverschlüsselung AES 128 bleibt im<br />
europäischen Rahmen unverändert. Möglicherweise<br />
müssen aber die <strong>–</strong> derzeit<br />
noch unbekannten <strong>–</strong> Vorgaben des<br />
Schutzprofils für Smart Metering als Ergänzung<br />
noch eingearbeitet werden.<br />
In jedem Fall dürfte die Einführung der<br />
Neuerungen noch für einigen Klärungsbedarf<br />
sorgen. Nach<strong>denken</strong> sollte man<br />
laut Domschke beispielsweise darüber,<br />
ob die innerbetrieblichen Prozesse im<br />
Betrieb von der Datenaufnahme bis zur<br />
monatlichen Verbrauchsinformation eingestellt<br />
sind, ob die erforderliche EDV<br />
und die Software vorhanden und für die<br />
Messdatenverarbeitung geeignet ist und<br />
ob die Installationsprozesse der Geräte-<br />
und Kommunikationstechnik im Unternehmen<br />
überhaupt definiert ist. (zü) �
■ Für Smart-Home- und Smart-Metering-Anwendungen<br />
Powerline-Kommunikation<br />
auf der Hutschiene<br />
devolo bietet mit dem »dLAN 200 AVpro DINrail« sein erstes »dLAN«-Powerline-<br />
Produkt für die Hutschienen-Montage an. Durch den neuen Formfaktor ist nicht<br />
nur eine solide Installation möglich, sondern auch ein besserer Netzaufbau.<br />
»Mit dem ’dLAN 200 AVpro DINrail’ bietet<br />
devolo erstmals eine Powerline-Lösung,<br />
die aufgrund des Einbauortes im zentralen<br />
Stromverteilerschrank direkt auf alle drei<br />
Phasen des Stromnetzes aufsetzen kann«,<br />
erklärt Heiko Harbers, Vorstandsvorsitzender<br />
von devolo. »Das Powerline-Netzwerk<br />
wird somit noch leistungsfähiger und eignet<br />
sich ideal zur Realisierung von effizienten<br />
Smart-Home- und Smart-Metering-<br />
Konzepten.«<br />
Bei der Umsetzung von effizienten gebäudeinternen<br />
Vernetzungslösungen übernimmt<br />
der neue Adapter die Schlüsselfunktion<br />
als zentraler Backbone zur Datenübertragung<br />
über die Stromleitung. Neben<br />
der gebäudeweiten Bereitstellung von<br />
Breitband-Internet ist die Neuentwicklung<br />
zur Umsetzung von Multimedianetzwerken<br />
(IPTV, HDTV), Gebäudesteuerung,<br />
Anbindung von netzwerkfähigen Endgeräten<br />
sowie zum Einsatz als Smart-Metering-<br />
Gateway für die <strong>Energie</strong>datenübertragung<br />
geeignet. Durch die Verwendung der hausinternen<br />
Stromleitung für die Datenübertragung<br />
muss keine separate Netzwerkverkabelung<br />
vorgenommen werden <strong>–</strong> die gewünschte<br />
Steckdose wird durch einen<br />
dLAN-Adapter zum Netzwerkport.<br />
Im Hospitality-Segment kann die neue<br />
Baugruppe als Kommunikationszentrale<br />
oder in Unterverteilungen zur Erstellung<br />
von Master-Slave- bzw. Peer-to-Peer-Netzwerken<br />
eingesetzt werden. Der Einsatz in<br />
denkmalgeschützten Gebäuden und<br />
Zweckbauten ist ebenfalls interessant, weil<br />
dort Infrastrukturerweiterungen normalerweise<br />
nur eingeschränkt möglich oder mit<br />
hohen Kosten verbunden sind. Darüber<br />
hinaus kann der Adapter als Powerline-<br />
Repeater, beispielsweise zur Stromzählerü-<br />
berbrückung, eingesetzt werden. Der Hutschienenadapter<br />
bietet 200-MBit/s-Daten-<br />
übertragung über die Stromleitung nach<br />
dem Homeplug-AV-Standard. Die direkte<br />
Verbindung mit einem dreiphasigen Netzanschluss<br />
erlaubt eine maximale Leitungslänge<br />
von 300 Metern. Dank dreiphasiger<br />
Einspeisung werden alle Stromanschlüsse<br />
im Gebäude gleichermaßen erreicht. Das<br />
Gerät ist mit der Überspannungskategorie<br />
3 zertifiziert und eignet sich somit für den<br />
privaten wie gewerblichen Einsatz. Durch<br />
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Diese Ausgabe enthält Teilbeilagen der Firma WEKA Media<br />
<strong>Energie</strong> & <strong>Technik</strong> 5/2011<br />
Impressum<br />
Chefredakteur: Heinz Arnold (ha/1253) (verantwortlich für den Inhalt)<br />
Stellv. Chefredakteure: Engelbert Hopf (eg/1320), Dieter Grahnert (dg/1318)<br />
Chefreporter: Engelbert Hopf (eg/1320)<br />
Chef vom Dienst: Dieter Grahnert (dg/1318)<br />
Leitende Redakteure: Andreas Knoll (ak/1319), Manne Kreuzer (mk/1322),<br />
Iris Stroh (st/1326),<br />
Redaktion: Heinz Arnold (ha/1253), Engelbert Hopf (eg/1320), Andreas Knoll (ak/1319),<br />
Nicole Kothe-Wörner (nk/1325), Manne Kreuzer (mk/1322), Willem Ongena (wo/1328),<br />
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zur Feststellung<br />
der Verbreitung<br />
von Werbeträgern e.V.<br />
(IVW), Berlin.
Karrieremagazin<br />
Bei Weidmüller gilt: gilt:<br />
<strong>Zukunft</strong> <strong>denken</strong> <strong>–</strong><br />
<strong>Ideen</strong> <strong>verbinden</strong>.<br />
03/2011<br />
K-Ing_210x206mm.indd 1 18.08.11 11:22<br />
SchwerpunKt:<br />
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leben und arbeiten<br />
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romantischen Bauernhof mit reetdach“<br />
Vielfach ausgezeichnete arbeitgeber<br />
»wir haben den anspruch, die Bedürfnisse<br />
unserer Mitarbeiter zu erkennen!«<br />
ingenieurgehälter in Ostwestfalen-lippe<br />
»Man bekommt hier mehr für sein Gehalt«
www.karriere-ing.de<br />
Editorial<br />
Liebe Leser,<br />
normalerweise ist der Begriff „Hidden Champion“<br />
reserviert für mittelständische Unternehmen,<br />
die zwar unbekannt, gleichwohl aber<br />
Marktführer in ihrer speziellen Nische sind. Im<br />
Wettbewerb der Regionen könnte man Ostwestfalen-Lippe<br />
den Titel ebenfalls verleihen. Geballte<br />
High-Tech rund um Maschinenbau und Mechatronik<br />
auf ländlichem Raum <strong>–</strong> als Arbeitsund<br />
Lebensmittelpunkt wie geschaffen für Leute,<br />
die genug haben von der Anonymität der<br />
Großstädte und von teurem Wohnraum, die auf<br />
anregende Kunst&Kultur aber ebenso wenig<br />
verzichten wollen wie auf stimmungsvolle Natur.<br />
Ingenieure haben in OWL mehr Gewicht als<br />
in großen Metropolen <strong>–</strong> weil sie hier ein noch<br />
knapperes Gut sind. Es ist beachtlich, wie viel<br />
Raum hier das Thema Arbeitgeber-Attraktivität<br />
einnimmt <strong>–</strong> weil es schwieriger ist, gute Leute<br />
2<br />
Inhalt:<br />
3/2011<br />
zu bekommen und zu halten, als im vordergründig<br />
attraktiveren Berlin oder Köln.<br />
Ich habe es zwar nicht nachgeprüft, aber der<br />
Personalchef von Phoenix Contact, Dr. Gunther<br />
Olesch, behauptet, die Region Ostwestfalen-Lippe<br />
biete 191 Angebote im Bereich Kultur, München<br />
„nur“ 190. Hätten Sie’s gewusst?<br />
Es lohnt sich also, Ostwestfalen-Lippe als Karriereoption<br />
in Betracht zu ziehen. Auf den folgenden<br />
Seiten haben wir viel Wissenswertes über<br />
die Region zusammengetragen, wie man dort<br />
lebt und arbeitet, was man verdienen und was<br />
man sich leisten kann.<br />
Ihre Corinne Schindlbeck<br />
Seite 4 Schöner Leben:<br />
Tausche Reihenhaus gegen Bauernhof mit Reetdach<br />
Seite 6 Harting Technologiegruppe, Espelkamp<br />
Great place to work.<br />
Seite 7 Weidmüller, Detmold: 140 sichere Jobs zu vergeben<br />
Seite 8 Phoenix Contact, Blomberg:<br />
Personalarbeit wie aus dem L ehrbuch<br />
Seite 9 Ingenieurgehälter in Ostwestfalen-Lippe:<br />
Man bekommt hier mehr für sein Gehalt<br />
Bilder: Kreis Minden-Lübbecke; Fotolia; Fremdenverkehrsverband Warburg Südegge e.V.; OWL Marketing GmbH
Simulation und Test: dSPACE in Paderborn<br />
Freiraum für schlaue Köpfe<br />
dSPACE entwickelt Hard- und Software für Entwicklung und Test mechatronischer<br />
Regelsysteme in Automobilbau, Luft- und Raumfahrt. Ingenieure schätzen den<br />
Freiraum, den das Unternehmen bietet, die kollegiale Zusammenarbeit und nicht<br />
zuletzt die Vorzüge des Standortes Paderborn.<br />
»Werkzeuge« <strong>–</strong> das sei eigentlich ein fast zu bescheidenes<br />
Wort für die Hard- und Softwarelösungen<br />
von dSPACE, erklärt Gründer und Geschäftsführer<br />
Dr.-Ing. Herbert Hanselmann, der das Unternehmen<br />
1988 mit drei Kollegen der Universität<br />
Paderborn aufbaute. Heute ist dSPACE der weltweit<br />
führende Anbieter von Werkzeugen für die<br />
Entwicklung und den Test mechatronischer Regelungssysteme.<br />
Mit einem breiten Portfolio<br />
und einem Technologievorsprung, der dSPACE<br />
zum gefragten Entwicklungspartner in der Automobilindustrie,<br />
in der Luft- und Raumfahrt<br />
und in der Industrieautomation macht. Neben<br />
dem Stammsitz in Paderborn gibt es Projektzentren<br />
in München und Stuttgart. Außerhalb<br />
von Deutschland ist dSPACE in Detroit, USA, in<br />
Cambridge, Großbritannien, in Bièvres, Frankreich,<br />
in Tokio, Japan und in Shanghai, China<br />
vertreten. Repräsentanten sichern darüber hinaus<br />
den weltweiten Vertrieb der dSPACE-Produkte.<br />
Überall auf der Welt, wo Ingenieure an den Autos<br />
und Flugzeugen der <strong>Zukunft</strong> arbeiten, ist<br />
dSPACE mit von der Partie. Weil Hard- und Software-Lösungen<br />
von dSPACE die Entwicklung<br />
und die Tests mechatronischer Regelungssysteme<br />
beschleunigen. Und weil Tempo immer<br />
wichtiger wird. »Das dSPACE-Erfolgsgeheimnis:<br />
Wir unterstützen unsere Kunden dabei, neue<br />
Dinge zu tun, ihren Vorsprung im Wettbewerb<br />
zu halten oder auszubauen.«, sagt Dr. Hanselmann.<br />
dSPACE startete als vielbeachteter Pionier und<br />
legte zum Beispiel den Grundstein für Schlüsseltechnologien<br />
wie Rapid Control Prototyping<br />
oder Hardware-in-the-Loop-Simulation. Geblieben<br />
aus den Gründungsjahren ist der Pioniergeist<br />
<strong>–</strong> der Drang, mit immer neuen <strong>Ideen</strong> den<br />
Innovationsvorsprung weiter auszubauen. Mit<br />
dieser Motivation gehen heute 850 engagierte<br />
dSPACE Mitarbeiter weltweit an ihre Entwicklungsarbeit.<br />
Nahezu alle Automobilhersteller<br />
und <strong>–</strong>zulieferer sowie Luft- und Raumfahrtunternehmen<br />
setzen auf dSPACE Hard- und Software<br />
in ihren aktuellen Entwicklungsprojekten.<br />
85 Prozent der Mitarbeiter haben eine technische<br />
Ausbildung in den Bereichen Elektrotechnik,<br />
Informatik oder Mechatronik. Absolventen<br />
sowie Berufserfahrene entwickeln ihr technisches<br />
Fachwissen unter Einsatz neuester Technologien<br />
weiter und übernehmen schnell anspruchsvolle<br />
und abwechslungsreiche Aufgaben.<br />
Die Übernahme von Projektleitungsaufgaben,<br />
internationalen Kundenprojekten oder<br />
z. B. eine Entsendung in die USA oder nach Japan<br />
bieten täglich neue Herausforderungen. Besonders<br />
neuen Mitarbeitern wird der Einstieg<br />
durch Einführungsveranstaltungen, fachspezifische<br />
Schulungen oder einem Stammtisch erleichtert.<br />
Das Arbeitsklima und der Umgang untereinander<br />
sind sehr kooperativ und kollegial<br />
ausgeprägt. Mitarbeiter aller Hierarchien sind<br />
per Du. Auch der Umgang mit Kunden ist partnerschaftlich.<br />
Auch wenn dSPACE noch ein relativ<br />
junges Unternehmen ist, feiern jedes Jahr ca.<br />
50 <strong>–</strong> 60 Mitarbeiter ihr 10-jähriges Firmenjubiläum<br />
und zeigen damit ihre Verbundenheit mit<br />
dem Unternehmen.<br />
Sitz von dSPACE ist die familienfreundliche Universitätsstadt<br />
Paderborn mit ca. 150.000 Einwohnern<br />
und einer hohen Lebens- und Freizeitqualität.<br />
Paderborn ist mit einem Durchschnittsalter<br />
von ca. 40 Jahren die jüngste Großstadt in<br />
Nordrhein-Westfalen. Das liegt an den günsti-<br />
gen Lebenshaltungskosten, einem entspannten<br />
Wohnungsmarkt und einer Vielzahl an Kindergärten<br />
und Schulen. Paderborn hat sich in den<br />
letzten 25 Jahren zu einem bedeutenden Wirtschaftsstandort<br />
entwickelt und bietet eine Balance<br />
zwischen Action, Erholung und Kultur. Natur<br />
pur findet man direkt vor den Toren oder in<br />
der grünen Lunge der Stadt. Zahlreiche Naherholungsgebiete<br />
ermöglichen Outdoor-Aktivitäten<br />
wie Wandern, Biken oder Klettern. Ein Highlight<br />
ist die alljährliche Libori-Kirmes, eines der<br />
größten und ältesten Volksfeste Deutschlands.<br />
Nachtschwärmer tummeln sich nicht nur zu<br />
dieser Zeit in zahlreichen Clubs und Kneipen.<br />
Software-Entwickler Carsten Scharfe möchte<br />
aus Paderborn nicht wieder weg. »Alles ist in<br />
dem Maße vorhanden, in dem ich es brauche:<br />
Möglichkeiten zur Freizeitgestaltung, Kultur,<br />
Sportvereine, Kneipen etc. Dabei ist es hier weniger<br />
hektisch, stressig und anonym als in Großstädten.<br />
Das findet man nicht so schnell wieder.«<br />
Und Kollege Torsten Kluge, Applikationsingenieur<br />
bei dSPACE, schätzt an Paderborn vor<br />
allem den Luxus eines eigenen Hauses. Gerald<br />
Berghoff, Software-Requirements-Spezialist, ist<br />
mitsamt seiner Familie aus dem Ballungsgebiet<br />
Rhein-Ruhr hierher gezogen. »Mit Kindern lebt<br />
man hier deutlich angenehmer und kann gute<br />
Arbeit mit hoher Lebensqualität <strong>verbinden</strong>.«<br />
3/2011<br />
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3
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»Tausche Reihenmittelhaus gegen<br />
romantischen Bauernhof mit Reetdach«<br />
Schöner Leben<br />
Welcher Auswärtige kann schon auf Anhieb sagen, wo Gütersloh<br />
genau liegt. Dabei gehört der Stammsitz von Bertelsmann<br />
und Miele zu einer High-Tech-Region, die sich mit europäischen<br />
Spitzenclustern in Maschinenbau und Automatisierungstechnik<br />
messen kann und die neben reizvoller Landschaft<br />
auch bezahlbaren Wohnraum bietet. Trümpfe, mit denen<br />
Ostwestfalen-Lippe um Fachkräfte ringt, die eigentlich<br />
München oder Hamburg auf dem Radar haben.<br />
Susanne Meierhenrich arbeitet in München<br />
für die Robert-Bosch-Stiftung. Aufgewachsen<br />
ist sie in Hüllhorst, Kreis Minden-Lübbecke. Gefragt,<br />
was ihr gefällt an Ihrer Heimat, lächelt sie<br />
zuerst ein wenig zweifelnd, als verstehe sie die<br />
Ernsthaftigkeit der Frage nicht. Sparsam und bodenständig<br />
sei man da, überlegt sie, gut situierter<br />
Mittelstand, gepflegte Gärten, Natur pur, heile<br />
Welt. Und Platz ohne Ende, also eher ideal für<br />
Landmenschen und Familien. Und einsam <strong>–</strong> ohne<br />
Auto sei man da verloren. Obwohl das Kulturangebot<br />
z.B. in Detmold, Bielefeld oder auch<br />
Herford wirklich nicht zu verachten sei. «Toll sind<br />
auch die vielen alten, restaurierten Mühlen in der<br />
Umgebung, die man per Rad erkunden und wo<br />
man über weite Kornfelder blickend die Seele<br />
baumeln lassen kann. Im Sommer locken dort<br />
zahlreiche Mühlenfeste mit frisch gebackenem<br />
Kuchen und Brot.« Zum Kaffee isst man Lippischen<br />
Pickert, einen Hefereibekuchen mit Leberwurst<br />
und obendrauf Rübenkraut, eine typisch<br />
lippische Spezialität. Und die vielen schönen alten<br />
Fachwerkhäuser, die man dort praktisch<br />
nachgeschmissen bekäme. Einen Bungalow mit<br />
1000 Quadratmeter Grund <strong>–</strong> ja, das könne man<br />
sich in Lippe auch als Durchschnittsverdiener<br />
leisten.<br />
Für Auswärtige ist Rübenkraut mit Leberwurst<br />
wenig vorstellbar <strong>–</strong> typisch für Ostwestfalen-Lippe,<br />
das ebenfalls eher auf den zweiten Blick<br />
punktet. Mit gut 6500 Quadratkilometern ist die<br />
Region zwar nur etwas größer als ein gutes Drittel<br />
von Oberbayern, aber mit soviel Marken gesegnet<br />
wie kaum eine andere deutsche Region:<br />
der Musicboxen-Produzent Wurlitzer, der einst<br />
die legendäre Wurlitzer Orgel baute, Miele, Dr.<br />
Oetker, Bertelsmann, Claas, Gildemeister, Melitta,<br />
Storck, Gerry Weber und Poggenpohl haben hier<br />
ihren Sitz. Über zwei Millionen Menschen leben<br />
4<br />
3/2011<br />
in Ostwestfalen-Lippe, das sich aus den sechs<br />
Kreisen Gütersloh, Herford, Höxter, Minden-Lübbecke,<br />
Lippe und Paderborn und der kreisfreien<br />
Stadt Bielefeld zusammensetzt. Mit knapp<br />
230.000 Industriearbeitsplätzen ist die mittelständisch<br />
geprägte Region einer der wichtigsten und<br />
größten Industriestandorte in Nordrhein-Westfalen.<br />
Viele Mittelständler sind »Hidden Champions«<br />
auf Ihrem Gebiet, so zum Beispiel in der Industrieelektronik:<br />
Mit ihrer Verbindungstechnik<br />
setzen Beckhoff, Harting, KEB, Lenze, Phoenix<br />
Contact, Wago und Weidmüller Weltstandards<br />
und halten einen Weltmarktanteil von 75 Prozent.<br />
Insgesamt sind es über 400 Unternehmen,<br />
die im Bereich Maschinenbau, Elektro- und Elektronikindustrie<br />
und Automobilzulieferer Arbeits-<br />
Freizeittipp<br />
„In meiner Freizeit erkunde ich am liebsten wandernd<br />
zu Fuß mit meinen 3 Kindern oder per Rad<br />
die Umgebung. Da der Teutoburger Wald, das sich<br />
anschließende Eggegebirge mit ihren wunderschönen<br />
Hügelkämmen und die einzigartige Senne<br />
mit ihrem Mix aus Dünen- und Heidelandschaft<br />
quasi direkt vor der Haustüre liegen, gibt es zahlreiche<br />
Möglichkeiten weitgehend unberührte Natur<br />
mit viel frischer Luft zu genießen. Hier erlebt<br />
man tatsächlich noch Natur, z.B. ist es immer wieder<br />
faszinierend wie viele Greifvögel man noch<br />
über den Hängen des Eggegebirges sieht. Das ist<br />
schon ein ganz besonderes Schauspiel. Und wenn<br />
man durchs wunderschöne Silberbachtal zur Velmerstot<br />
hoch wandert, glaubt man sich in einem<br />
viel größeren Mittelgebirge. Auch der sportliche<br />
Aspekt kommt nicht zu kurz: Auch wenn der Teutoburger<br />
Wald nicht viel höher als 400m ist, so gibt<br />
es dort für den Freizeitradsportler doch viele anspruchsvolle<br />
Steigungen, wo man ordentlich in die<br />
Pedale treten muss. Und das Schönste ist, dass viele<br />
Gegenden noch nicht so überlaufen sind wie<br />
woanders. Wer will, kann auch mal stundenlang<br />
fast ganz alleine unterwegs sein. Gerade nach Feierabend<br />
ist es schön, so entspannt seine Runden<br />
durch den Wald ziehen zu können.“<br />
Die Die alte alte Hansestadt Hansestadt Warburg Warburg<br />
im Teutoburger Teutoburger Wald Wald<br />
plätze für rund 80.000 Beschäftigte stellen und<br />
einen Jahresumsatz von 16,5 Mrd. Euro erwirtschaften.<br />
Damit gehört die Region zu den wirtschaftsstärksten<br />
Standorten in Europa.<br />
Einst zählte die Tabakindustrie <strong>–</strong> Dannemann ist<br />
noch heute ein Begriff <strong>–</strong> rund um Minden sowie<br />
Leinenweber zu den größten Arbeitgebern, heute<br />
sind nur noch wenige davon erhalten. Aus der<br />
Textilindustrie sind Modemarken wie Gerry Weber<br />
hervorgegangen.<br />
Musste man früher nach Köln, Münster oder<br />
Hamburg zum Studieren, bieten heute 13 Hochschulen<br />
mit Bielefeld und Paderborn an der Spitze<br />
und knapp 2.200 Professoren und Dozenten<br />
Dr. Dirk Spenneberg, dSPACE<br />
Bild: Fremdenverkehrsverband Warburg Südegge e.V.
Bild: Kreis Minden-Lübbecke<br />
Freizeittipp<br />
Zu den liebsten Ausflugzielen von Marcel Kleine<br />
von Phoenix Contact zählt das Museum „MARta“<br />
in Herford. Es zeigt zeitgenössische Kunst des 21.<br />
Jahrhunderts und widmet sich aktuellen Tendenzen<br />
im Design. Für Kleine ist sein Interesse an Kultur<br />
und Kunst die ideale Ergänzung zu seinen<br />
sportlichen Aktivitäten, wie das Joggen und die<br />
Teilnahme an Volksläufen. Ständig wechselnde<br />
Ausstellungen zu zeitgenössischen Künstlern und<br />
Kultur-Epochen begeistern den 30jährigen. Auch<br />
die spektakuläre Architektur des Museums bietet<br />
Inspiration. An dem von Frank Gehry gestalteten<br />
Gebäude aus rotem Klinkerstein und Edelstahl entdeckt<br />
er faszinierende Details. Dabei sucht er bei<br />
seinen Besuchen im MARTa auch nach neuen <strong>Ideen</strong><br />
und Anregungen. Denn was auf der einen Seite<br />
seine Freizeitgestaltung prägt, bietet ihm eine<br />
direkte Verbindung zu seinen beruflichen Aufgaben.<br />
Als Verantwortlicher für Messen, Ausstellungen<br />
und Veranstaltungen bei Phoenix Contact ist<br />
es seine Aufgabe, erklärungsbedürftige <strong>Technik</strong><br />
und technische Themen ansprechend und augen-<br />
rund 50.000 Studenten Studium und Forschung<br />
an, vieles davon auf Spitzenniveau. In Bielefeld<br />
entsteht ein neuer Campus, in Lemgo und Paderborn<br />
wachsen neue Forschungszentren. Besonders<br />
stark ausgeprägt ist die Fähigkeit zum<br />
Netzwerken, vielleicht auch wegen der traditionell<br />
hohen Verbundenheit mit der Region. So<br />
erreichte der Zusammenschluss aus Unternehmen,<br />
Verbänden und Forschung »it’s OWL _ Intelligente<br />
Technische Systeme OstWestfalenLippe«<br />
beim Spitzencluster-Wettbewerb des Bundesforschungsministeriums<br />
die Finalrunde der<br />
letzten 11. Das Netzwerk, zu dem Projekte mit<br />
einem Umfang von mehr als 100 Millionen Euro<br />
gehören, wurde gegründet, um die Region als<br />
Hightech-Standort weiter voran zu bringen. Zahlreiche<br />
Unternehmen aus Maschinenbau, Elektrotechnik,<br />
Automatisierung, Kfz-Zulieferung und IT<br />
bringen Projekte ein, die sie gemeinsam mit den<br />
Hochschulen und Forschungszentren in Bielefeld,<br />
Das Kaiser-Wilhelm-Denkmal,<br />
Wahrzeichen der Porta Westfalica,<br />
am Wittekindsberg<br />
im Wiehengebirge.<br />
Marcel Kleine, Phoenix Contact<br />
fällig ins rechte Licht zu rücken. Und da bringen<br />
Eindrücke gerade auch aus ganz anderen Richtungen<br />
neue Impulse und Aspekte.<br />
Paderborn und Lemgo umsetzen wollen. Die<br />
Bandbreite reicht von mit<strong>denken</strong>den Haushaltsgeräten<br />
über selbstständig lernende Maschinen<br />
bis zu Fahrzeugen, die ihre Umgebung analysieren.<br />
»Der bisherige Erfolg zeigt, dass die Region<br />
zu den führenden Technologiestandorten in<br />
Deutschland gehört. Nun müssen wir alles daran<br />
setzen und uns in der Finalrunde durchsetzen«,<br />
erklärte Herbert Sommer, Vorsitzender der Gesellschafterversammlung<br />
der OWL Marketing<br />
GmbH. Im Januar 2012 entscheidet eine unabhängige<br />
Jury, welche fünf Cluster jeweils 40 Millionen<br />
Euro Fördermittel bekommen sollen.<br />
Landschaftlich ist die Region um den Naturpark<br />
Teutoburger Wald und Eggegebirge reizvoll. In<br />
unberührter Natur, reich an Heilquellen (Bad<br />
Oeynhausen, Bad Salzuflen), leben Heidschnucken<br />
und seltene Vogelarten, finden sich mäandernde<br />
Flüsse, Buchenwälder und malerische al-<br />
Freizeittipp<br />
Matthias Wiehe ist als Projektingenieur bei der Harting<br />
Technologiegruppe für die Prüfung und Umsetzung<br />
kundenspezifischer Projekte zuständig.<br />
Der gebürtige Lübbecker wohnt und arbeitet in<br />
Minden. Sein Ausflugstipp: „In meiner Freizeit bin<br />
ich häufig mit meinem Rad auf den Wegen an der<br />
Weser oder am Wiehengebirge unterwegs, welche<br />
sich zu ausgedehnten Touren aber auch für interessante<br />
Bergfahrten eignen. Im Kreis Minden-Lübbecke<br />
gibt es ein tolles Angebot an verschiedensten<br />
Radwanderrouten: Der Weserradweg, die<br />
LandArt Route oder die Westfälische Mühlenroute<br />
sind nur einige Beispiele. An heißen Sommertagen<br />
laden außerdem die Freibäder und Badeseen<br />
der Region sehr zum Abkühlen ein.“<br />
www.karriere-ing.de<br />
te Windmühlen. Wandern und Rad fahren gehört<br />
zu den Haupt-Freizeitbeschäftigungen, auch Jagen,<br />
Reiten oder Fischen ist verbreitet. Zu den<br />
bekanntesten Sehenswürdigkeiten gehört das<br />
berühmte Hermannsdenkmal, alte Burgen und<br />
Klöster oder die sagenhaften Externsteine. Letztere<br />
sind eine monumentale, 70 Millionen Jahre<br />
alte Felsengruppe nahe Horn-Bad Meinberg, um<br />
die sich viele ungeklärte Mythen ranken. Nutzten<br />
Heiden den Ort einst als Kultstätte? Oder beteten<br />
dort Christen? Handelt es sich gar um eine<br />
uralte Sternwarte? Die bizarren Felsnadeln<br />
entstanden, so viel ist sicher, als sich durch Verschiebungen<br />
der Erdkruste der ursprünglich flache<br />
Sandstein senkrecht aufstellte, verwitterte<br />
und abtrug. Besucher können die von einem<br />
Park umgebenen Externsteine über Treppen und<br />
Brücken besteigen. Esoteriker wollen eine ungewöhnlich<br />
intensive Erdstrahlung fühlen, manche<br />
feiern dort Sommersonnwende oder Walpurgisnacht.<br />
Wer immer mal schon den Traum hatte, in einem<br />
alten Fachwerk-Bauernhof zu wohnen <strong>–</strong> hier<br />
kann man ihn bezahlen. Inmitten von Wiesen<br />
und Feldern, mit Blick auf die bewaldeten Hänge<br />
des Wiehengebirges in Preußisch-Oldendorf,<br />
unweit vom Harting-Stammsitz Espelkamp, liegt<br />
zum Beispiel so ein gut erhaltenes Exemplar. Vor<br />
dem renovierten Haupthaus steht eine riesige,<br />
schattenspendende Linde. Innen finden sich eine<br />
romantische weiße Einbauküche, weiße gepflegte<br />
Bäder und großzügige, rustikale Räume.<br />
Dazu kommen Fahrzeugremise, eine 3-er Garagenanlage<br />
sowie eine Holzscheune. Minden, Bielefeld<br />
oder Osnabrück sind nicht weit. Der Preis:<br />
350.000 Euro. Dafür gibt es im Landkreis München<br />
ein Reihenmittelhaus. Infos unter www.talente-zuhause.de,<br />
www.ostwestfalen-Lippe.de<br />
und www.teutoburgerwald.de, Bauernhäuser z.B<br />
unter www.owl-agrarimmobilien.de. (sc) ❮❮<br />
Matthias Wiehe, Harting<br />
3/2011<br />
5
www.karriere-ing.de<br />
Harting Technologiegruppe, Espelkamp<br />
Great place to work.<br />
Harting ist ein typisch mittelständisches, eigentümergeführtes Unternehmen, das<br />
großen Wert auf gesellschaftliche Verantwortung legt. Aktuell gibt es bis zu 40 offene<br />
Positionen für Ingenieure. Ihnen winken Fach-, Projekt- und Führungslaufbahnen,<br />
auch auf internationaler Ebene. Personalvorstand Dr. Michael Pütz berichtet,<br />
was Mitarbeiter von Harting erwarten können.<br />
K-Ing.: Herr Pütz, Hartings persönlich haftender<br />
Gesellschafter Dietmar Harting hat viele<br />
Ehrenämter und sagt als Anhänger Ludwig<br />
Erhards: »Wer wirtschaftlich erfolgreich ist,<br />
muss der Gesellschaft auch etwas zurückgeben.«<br />
Was gibt Harting als Unternehmen der<br />
Gesellschaft zurück?<br />
Dr. Michael Pütz: Gesellschaftliche Verantwortung<br />
ist bei Harting schon seit Jahrzehnten gelebte<br />
Unternehmenskultur. Wir übernehmen<br />
Verantwortung für die Lebensqualität in unserer<br />
Heimatregion Ostwestfalen und engagieren<br />
uns im sozialen, kulturellen und sportlichen Bereich.<br />
Seit Juli 2011 verfügen wir als erstes Unternehmen<br />
in Deutschland über ein zertifiziertesCorporate-Social-Responsibility-Managementsystem.<br />
Wie würden ihre Mitarbeiter Harting als Arbeitgeber<br />
bewerten?<br />
Im Februar 2011 wurde Harting vom Institut<br />
»Great Place to Work« für seine besondere Qualität<br />
und Attraktivität als Arbeitgeber ausge-<br />
6<br />
zeichnet. Unsere Mitarbeitenden lobten in einer<br />
anonymen Befragung besonders die Rubriken<br />
Fairness und Respekt sowie die Arbeitsbedingungen.<br />
Sie identifizieren sich überdurchschnittlich<br />
mit dem Unternehmen <strong>–</strong> das ist ein<br />
Lob, das uns sehr stolz macht und gleichzeitig<br />
eine Verpflichtung darstellt, auch hier immer<br />
noch besser zu werden. Größtmögliche Flexibilität,<br />
individuelle Gestaltungsmöglichkeiten und<br />
Chancengleichheit zeichnen uns als Arbeitgeber<br />
aus. Wir bieten neben über 140 Arbeitszeitmodellen<br />
in Deutschland diverse Maßnahmen<br />
zur Vereinbarkeit von Familie und Beruf sowie<br />
ein vielfältiges Gesundheitsförderungsprogramm<br />
an. Die Mitarbeitenden der Harting<br />
Technologiegruppe profitieren zudem von unserem<br />
starken Engagement in der Region. Wir<br />
unterstützen verschiedene kulturelle und soziale<br />
Angebote und Sportvereine. Darüber hinaus<br />
sind in unserer gesellschaftlichen Verantwortung<br />
auch die Themen »Arbeitssicherheit« und<br />
»attraktive Gestaltung von Arbeitsplätzen« verankert.<br />
Im Schnitt bleiben die Mitarbeitenden<br />
12 Jahre bei Harting <strong>–</strong> bis vor kurzem lag der<br />
Wert noch bei etwa 14 Jahren. Diese Entwicklung<br />
ist unter anderem auf unser großes Engagement<br />
im Ausbildungsbereich zurückzuführen.<br />
Als Familienunternehmen mit einer 65-jährigen<br />
Geschichte sind wir aber auch sehr stolz darauf,<br />
dass viele Mitarbeitende uns ihr gesamtes Arbeitsleben<br />
begleiten und bei uns ihr 40- oder<br />
45-jähriges Dienstjubiläum feiern. Viele Familien<br />
aus der Region sind bereits in der 2. oder 3.<br />
Generation bei uns beschäftigt.<br />
Welche Karrierechancen bieten Sie Ingenieuren<br />
an?<br />
»People <strong>–</strong> Power <strong>–</strong> Partnership« steht für unsere<br />
Werte ebenso wie für die Ziele, die wir gemeinsam<br />
verfolgen. Als Hochtechnologieunternehmen<br />
setzt Harting konsequent auf Zu-<br />
Dr. Michael Pütz, Vorstand für Personal, Werksanlagen und Recht der Harting Technologiegruppe:<br />
»Wer sich für einen Engineering-Dienstleister entscheidet, sollte sich neben den Verdienstmöglichkeiten<br />
über die geplanten Projekte informieren, über die Haupteinsatzorte und die Möglichkeiten<br />
der Weiterbildung und Karriereplanung. Die Vertragsform <strong>–</strong> wie Werkvertrag oder Arbeitnehmerüberlassung,<br />
spielt weniger eine Rolle.«<br />
3/2011<br />
kunftsmärkte, dazu gehören seit langen Jahren<br />
auch die Erneuerbaren <strong>Energie</strong>n. Hier sind wir<br />
schon seit den Anfängen der Windenergie ein<br />
wichtiger Partner für Verbindungslösungen und<br />
Netzwerktechnik. Auch die Solartechnik und die<br />
Elektromobilität spielen bei unserer Ausrichtung<br />
eine zentrale Rolle. Aktuell haben wir etwa 30<br />
bis 40 offene Positionen für Absolventen und<br />
Berufserfahrene zu besetzen. Ingenieuren und<br />
<strong>Technik</strong>ern bieten wir Fach-, Projekt- und Führungslaufbahnen<br />
<strong>–</strong> auch auf internationaler<br />
Ebene <strong>–</strong> an. Positionen im Marketing und Produktmanagement<br />
werden bei Harting ebenfalls<br />
mit Ingenieuren besetzt. Personalentwicklung<br />
und Weiterbildungsmaßnahmen stehen bei uns<br />
unter dem Aspekt des »Lebenslangen Lernens«.<br />
Jeder Mitarbeitende kann sich durch vorbildliches<br />
Verhalten und fachliche Kompetenz bis hin<br />
zu Führungsaufgaben qualifizieren. Das Gehalt<br />
unserer Mitarbeitenden setzt sich aus einem<br />
marktgerechten Festgehalt und einem variablen<br />
leistungsabhängigen Anteil zusammen.<br />
Sie rekrutieren deutschlandweit. Warum sollte<br />
man Ostwestfalen-Lippe als Wohnort und<br />
zum arbeiten in Betracht ziehen?<br />
Ostwestfalen-Lippe ist eine wachstumsstarker<br />
Wirtschafts- und Kulturraum. Neben den Hochschulstandorten<br />
Bielefeld und Paderborn gibt es<br />
weitere elf Hochschulen in unserer Region. Attraktive<br />
Miet- und Immobilienpreise im Vergleich<br />
zu den Ballungszentren machen OWL zu<br />
einem interessanten Wohnraum für junge Menschen<br />
und Familien: Sie erwartet eine kinderfreundliche<br />
Umgebung mit einem umfassenden<br />
Bildungsangebot und einer reizvollen Landschaft.<br />
Ein vielfältiges Kulturangebot mit hochkarätigen<br />
Museen und Theatern wie dem Neuen Theater<br />
in Espelkamp, zeichnet OWL aus. Das Neue<br />
Theater wurde mit Unterstützung von Harting<br />
aufwändig saniert und kann heute mit bekannten<br />
Größen wie dem Berliner Ensemble aufwarten.<br />
Die Urlaubsregion Teutoburger Wald ist<br />
quasi deckungsgleich mit Ostwestfalen-Lippe.<br />
Die Fragen stellte Corinne Schindlbeck
»Wir haben den Anspruch an uns, die Bedürfnisse unserer Mitarbeiter zu erkennen!«<br />
140 sichere Jobs zu vergeben<br />
Weidmüller bietet Lösungen für die elektrische Verbindung, Übertragung und<br />
Wandlung von <strong>Energie</strong>, Signalen und Daten im industriellen Umfeld. Sitz des nichtbörsennotierten<br />
und weltweit erfolgreichen Familienunternehmens ist Detmold,<br />
ca. 30 Kilometer von Bielefeld entfernt. Die Aus- und Weiterbildung seiner Mitarbeiter<br />
sowie ihr Wohlergehen nimmt das Unternehmen sehr ernst, rund 75 Prozent<br />
der Führungskräfte werden intern besetzt. Das bringt Weidmüller zwar erste Plätze<br />
bei Arbeitgeber-Rankings ein <strong>–</strong> doch leider noch nicht genug Bewerber.<br />
Während man in Deutschland bei Ingenieuren<br />
von Vollbeschäftigung spricht,<br />
grassiert in Spanien mit 40 Prozent die Jugendarbeitslosigkeit<br />
und viele hochqualifizierte Absolventen<br />
der Ingenieurswissenschaften stehen<br />
ohne Job da. Über die Niederlassung in Barcelona<br />
hofft Dr. Jürgen Ober, Personalchef und<br />
Mitgleid der Geschäftsleitung der Firma Weidmüller,<br />
nun etliche der vielen arbeitslosen Hochqualifizierten<br />
nach Ostwestfalen locken zu können.<br />
»Wir sind ein sympathisches Unternehmen,<br />
das den Mitarbeiter, seine Weiterbildung und<br />
sein Wohlergehen sehr ernst nimmt. Doch wir<br />
konkurrieren mit Großräumen wie München,<br />
Stuttgart oder Hamburg <strong>–</strong> und da haben wir<br />
hier einen Standort-Nachteil.«, gibt der Managing<br />
Director Human Resources des Detmolder<br />
Unternehmens unumwunden zu.<br />
Aus diesem Grund arbeitet Weidmüller <strong>–</strong> wie<br />
viele Unternehmen der Region <strong>–</strong> seit Jahren mit<br />
viel Engagement daran, ein attraktiver Arbeitgeber<br />
zu werden und zu bleiben. Flexible Arbeitszeitmodelle<br />
für junge Familienväter und <strong>–</strong>mütter,<br />
die oft beide im Unternehmen beschäftigt<br />
sind, oder pflegende Angehörige? Geschenkt <strong>–</strong><br />
rund 70 verschiedene davon inkl. Teilzeit kann<br />
man bei Weidmüller finden. Und betriebliches<br />
Gesundheitsmanagement und Unterstützung<br />
bei der Kinderbetreuung: dazu kooperiert Weidmüller<br />
mit Kindergärten und Familieninitiativen<br />
in der Umgebung. Das Besondere: Betreuungszeiten<br />
bis 19 Uhr, auch Samstags und im Notfall.<br />
Obers Bekenntnis »Wir haben an uns den Anspruch,<br />
die Bedürfnisse unserer Mitarbeiter zu<br />
erkennen« wird hier am praktischen Beispiel<br />
deutlich <strong>–</strong> und zum Vorteil: In München oder<br />
Hamburg ist man als junge Familie froh, überhaupt<br />
einen Betreuungsplatz zu haben <strong>–</strong> und<br />
der schließt in der Regel um 17 Uhr.<br />
Es gilt das Prinzip »Aufstieg vor Einstieg«, das<br />
besagt dass die Belegschaft zuerst zum Zug<br />
kommt, wenn es um Beförderungen geht. Tatsächlich<br />
werden 75 Prozent der Führungsposi-<br />
Dr. Jürgen Ober, Managing Director<br />
Human Resources und Mitglied der<br />
Geschäftsleitung bei Weidmüller:<br />
»Wir sind ein sympathisches Unternehmen,<br />
das den Mitarbeiter, seine Weiterbildung<br />
und sein Wohlergehen sehr ernst nimmt.<br />
Doch wir konkurrieren mit Großräumen wie<br />
München, Stuttgart oder Hamburg <strong>–</strong> und da<br />
haben wir hier einen Standort-Nachteil.«<br />
tionen aus dem eigenen Haus besetzt. Karriere<br />
macht man bei Weidmüller, nicht durch Firmenwechsel,<br />
wie es anderswo so häufig vorkommt.<br />
Personalchef Jürgen Ober kann dann auch mit<br />
der Bemerkung der Reporterin nicht viel anfangen,<br />
es sei doch ein Standortvorteil für neu Zugezogene,<br />
nicht nur während der Probezeit die<br />
Wahl unter vielen ortsansässigen High-Tech-Firmen<br />
zu haben: »Wir rekrutieren nicht auf Verdacht,<br />
sondern suchen sehr ernsthaft Menschen,<br />
die zu uns passen. Jobhopper sind nichts für<br />
uns.«<br />
Personalentwicklung ist bei Weidmüller ein<br />
wichtiger Bestandteil der Unternehmenskultur.<br />
Ein Großteil des Bedarfs wird durch die Weidmüller<br />
Academie abgedeckt, die allein dafür<br />
schon 40 Leute beschäftigt. Für seine Personal-<br />
www.karriere-ing.de<br />
entwicklung wurde das Unternehmen schon<br />
mehrfach beim Arbeitgeberwettbewerb »Top-<br />
Arbeitgeber für Ingenieure« des CRF-Institute<br />
ausgezeichnet: So platzierte sich Weidmüller<br />
2010 unter 26 Unternehmen auf Rang 5 und<br />
machte den 2. Platz in der Kategorie Entwicklungsmöglichkeiten.<br />
Bereits in den Jahren 2008<br />
und 2009 erhielt Weidmüller das Gütesiegel für<br />
ausgezeichnete Personalarbeit. »Seit drei Jahren<br />
erreichen wir kontinuierlich die besten Platzierungen<br />
im Arbeitgeber-Ranking. Wir freuen uns,<br />
dass wir uns mit Industrieunternehmen wie GE,<br />
MAN Ferrostaal, Deutsche Bahn oder B. Braun<br />
messen können und dabei immer wieder gute<br />
Platzierungen erreichen«, erklärt Kollegin Sabine<br />
Elting, Leiterin operatives Personalmanagement<br />
bei Weidmüller. Die Jury lobte insbesondere<br />
das Engagement des Unternehmens bei<br />
den Weiterbildungsmöglichkeiten, die strukturierte<br />
Karriereplanung und das Leistungsmanagement.<br />
Jürgen Ober weiß, dass Weidmüller weiter in zufriedene<br />
und leistungsfähige Mitarbeiter investieren<br />
wird: »Denn der demographische Wandel<br />
ist bei uns bereits messbar angekommen, in<br />
Form von weniger Bewerbern.« Noch ist dieser<br />
Rückgang für Weidmüller nicht kritisch, für die<br />
45 neuen Azubi-Plätze bewerben sich jedes Jahr<br />
rund 1000 junge Leute. Und doch weiß Ober,<br />
dass das so nicht bleiben wird: »Es kommen immer<br />
weniger junge Leute nach, bereits 2015<br />
werden wir das schmerzhaft spüren.« Die Kontakte<br />
zu Schulen und Hochschulen sind deshalb<br />
sehr eng, lebenslange Aus- und Weiterbildung<br />
ist für Weidmüller nicht nur ein Lippenbekenntnis.<br />
Internationale Karrieren werden gefördert,<br />
dafür gibt es zum Beispiel spezielle Trainee-Programme,<br />
interkulturelle und Sprachschulungen.<br />
Wie man dort reinkommt? »Die Eignung wird<br />
zusammen mit dem Vorgesetzten festgestellt.<br />
Für talentierte, eigenverantwortlich <strong>denken</strong>de<br />
und handelnde Leute ist immer Budget da.«,<br />
versichert Ober. »Wir machen möglich, was Sinn<br />
macht.« (sc) ❮❮<br />
3/2011<br />
7
www.karriere-ing.de<br />
Phoenix Contact, Industrieelektronik aus Blomberg<br />
Personalarbeit wie aus dem Lehrbuch<br />
Für Phoenix Contact aus Blomberg ist Mitarbeiter-Zufriedenheit Chefsache <strong>–</strong> mit<br />
Erfolg: Mittlerweile hat sich der Spezialist für elektrische Verbindungstechnik zur<br />
überregional bekannten Top-Arbeitgebermarke entwickelt, die es ganz ohne Stellenzeigen<br />
auf gut 1000 Bewerbungen pro Monat schafft.<br />
Als Gunther Olesch, heute Verantwortlicher<br />
für die Themen Personal, Recht, IT und Organisation,<br />
Ende der 1980er Jahre bei Phoenix<br />
Contact anfing, hatte er eine Vision und ein gutes<br />
Stück Arbeit vor sich: er wollte das Unternehmen<br />
zu einer der besten Arbeitgebermarken<br />
Deutschlands machen. Zu dieser Zeit war das<br />
Modewort »Employer Branding« noch nicht erfunden,<br />
zum »Demographischen Wandel« sagte<br />
man noch »Pillenknick« und es gab in Deutschland<br />
noch keine Arbeitgeber-Wettbewerbe. Die<br />
kamen erst auf, als »Employer Branding« von Unternehmensberatern,<br />
PR-Agenturen und Verlagen<br />
entdeckt wurde, in Deutschland verstärkt<br />
seit 2002.<br />
Natürlich gab es auch vorher schon Top-Arbeitgeber<br />
im Mittelstand: erfolgreiche mittelständische<br />
Patriarchen sorgten schließlich schon immer<br />
auch für ihre Mitarbeiter <strong>–</strong> doch weder<br />
sprach man im großen Stil darüber, noch gab<br />
es Ansätze für »Best Practices«.<br />
Gunther Oleschs Vision wurde 1997 konkret, es<br />
begann mit einer ersten, internen Mitarbeiterbefragung.<br />
Zur Mission gehörte es anfangs<br />
auch noch, das Management davon zu überzeugen,<br />
dass es sich für Phoenix Contact lohnen<br />
würde, in die Zufriedenheit von Mitarbeitern<br />
zu investieren. »Ich bin anfangs belächelt<br />
worden, musste viel Überzeugungsarbeit leisten«,<br />
erinnert sich Olesch. Zur Jahrtausendwende<br />
schließlich, als der Start-up-Boom IT-Fachkräf-<br />
8<br />
3/2011<br />
te verschlang und sogar Greencards für Inder<br />
den Fachkräftemangel lindern sollten, entstanden<br />
auch in Deutschland die ersten Arbeitgeber-<br />
Wettbwerbe: Top Job in 2002 (Phoenix Contact<br />
war damals schon dabei), 2003 »Deutschlands<br />
beste Arbeitgeber« in Zusammenarbeit mit der<br />
Zeitschrift Capital, im gleichen Jahr der BestPersAward<br />
des HR-Professors Christian Scholz von<br />
der Universität Saarbrücken. Es ist auch Gunther<br />
Oleschs Verdienst, dass Phoenix Contact sich<br />
heute im ostwestfälischen Blomberg um Fachkräfte<br />
nicht zu sorgen braucht, während andere<br />
über Bewerbermangel klagen. Er hat seine Vision<br />
verwirklicht, in dem er kontinuierlich darauf<br />
hin gearbeitet hat. »Mitarbeiter müssen sich<br />
wohl fühlen, Freude bei der Arbeit haben, echte<br />
Wertschätzung erfahren. Das ist die Grundlage!<br />
Employer Branding beginnt im Unternehmen,<br />
nicht in der Außenkommunikation, das verstehen<br />
leider viele falsch!«<br />
Die Vorschläge der Jury, die aus dem ersten Top-<br />
Job-Wettbewerb 2002 resultierten (Verbesserung<br />
der Worklife-Balance, Arbeitszeitflexibilisierung),<br />
hat Phoenix Contact konsequent genutzt und<br />
umgesetzt. Bereits 2008 schaffte es der Steckverbinder-Spezialist<br />
zum Gruppen-Sieger »Top-Arbeitgeber<br />
2008«, 2011 konnte der Erfolg wiederholt<br />
werden: Top Job honorierte die »beispielhafte<br />
und zukunftsorientierte Personalarbeit« der<br />
Blomberger und kürte PC zum »Arbeitgeber des<br />
Jahres 2011« im deutschen Mittelstand. Damit<br />
steht der Hersteller von Industrieelektronik nach<br />
Dafür hat Gunther Olesch lange<br />
gearbeitet: Top Job honorierte die<br />
beispielhafte und zukunftsorientierte<br />
Personalarbeit« der Blomberger in<br />
diesem Jahr mit dem Titel »Arbeitgeber<br />
des Jahres 2011« im deutschen<br />
Mittelstand. Wolfgang Clement<br />
überreichte den Preis.<br />
Bewerber-Infos<br />
Mitarbeiter:<br />
Mehr als 11.000 weltweit, davon rund 6.000 in<br />
Deutschland<br />
Standorte in Deutschland:<br />
Blomberg, Bad Pyrmont, Lüdenscheid,<br />
Herrenberg, Lemgo, Berlin und Filderstadt<br />
Umsatz 2010:<br />
1,34 Mrd. Euro<br />
Gesuchte Fachrichtungen:<br />
Elektrotechnik, Feinwerktechnik,<br />
Produktionstechnik, Maschinenbau,<br />
Physik, Wirtschaftsingenieurwesen<br />
Einstiegsgehalt:<br />
40.000 bis 45.000 Euro.<br />
Weltweiter Einsatz möglich<br />
Mehr Infos unter www.phoenixcontact.com<br />
sowie auf Xing.com und facebook.de.<br />
2008 nicht nur zum zweiten Mal ganz oben, sondern<br />
wurde binnen acht Jahren bereits zum vierten<br />
Mal ausgezeichnet.<br />
»Das Personalmanagement von Phoenix Contact<br />
ist wie aus dem Lehrbuch: Das HR-Konzept ist<br />
umfassend, modern, ausgewogen und vor allem<br />
konsequent zukunftsorientiert.« so die Laudatio<br />
der Jury bei der diesjährigen Preisverleihung.<br />
Stefan Schlüter, Produktmanager Überspannungsschutz<br />
bei Phoenix Contact, stand bei der<br />
Siegerehrung mit auf der Bühne. Als Hochschulabsolvent<br />
der Elektrotechnik begann er im Juli<br />
2010 bei Phoenix Contact. »Der erste Eindruck<br />
war schon besonders«, erinnert er sich. »Auf dem<br />
Weg zu meinem Vorstellungsgespräch haben<br />
mich alle Mitarbeiter, die mir auf dem Firmengelände<br />
begegnet sind, gegrüßt. Dabei war ich denen<br />
doch gar nicht bekannt«. Auch das Vorstellungsgespräch<br />
verlief anders als erwartet: »Weniger<br />
mein technisches Wissen als die<br />
menschliche Komponente und ob ich ins Team<br />
passe, standen im Vordergrund des Gesprächs.<br />
Das hatte ich bei anderen Unternehmen ganz<br />
anders erlebt.«<br />
Phoenix Contact hat das Geschäftsjahr 2010 mit<br />
einem Umsatzplus von 40 Prozent beendet, 13<br />
Prozent mehr als im Vorkrisenjahr 2008. (sc) ❮❮
Guter deutscher Durchschnitt mit Spielraum nach oben: Ingenieurgehälter in Ostwestfalen-Lippe<br />
»Man bekommt hier mehr für sein Gehalt«<br />
Wie ist das Gehaltsniveau für Ingenieure in OWL verglichen mit anderen Regionen<br />
in Deutschland? Die Personalberater Anja Galka-Jürgens, Senior Personalberaterin<br />
bei Jobware und Arno Bokelmann, Geschäftsführer der gleichnamigen Personalberatung,<br />
beide Paderborn, geben Auskunft.<br />
K-Ing.: Wie gut verdient man in der Region Paderborn?<br />
Anja Galka-Jürgens: Es gibt in Deutschland ein<br />
Nord-Südgefälle und innerhalb Nordrhein-Westfalens<br />
ein Ost-Westgefälle sowohl bei den Lebenshaltungskosten<br />
als auch bei den Gehältern.<br />
Das bedeutet: In Ballungszentren wie München<br />
sind die Gehälter höher, aber eben auch die Lebenshaltungskosten,<br />
speziell die<br />
Mieten. In OWL kann man sich von<br />
seinem Gehalt mehr leisten. Die Einstiegsgehälter<br />
von Ingenieuren in<br />
OWL liegen mit knapp 40.000 Euro<br />
mobilien und Mieten sind erschwinglich, die kurzen<br />
Wege zum städtischen und ländlichen Leben<br />
machen OWL sehr familienfreundlich. Und nicht<br />
zuletzt gibt es eine sehr ausgeprägte Schul- und<br />
Hochschullandschaft.<br />
Arno Bokelmann: Es gibt viele Gründe, sich für<br />
OWL zu entscheiden. Wir sind unter anderem<br />
www.karriere-ing.de<br />
Bereich Neue <strong>Energie</strong>n. Ein wachstumsstarkes<br />
Marktsegment mit großer Nachfrage nach Ingenieuren<br />
jedweder Couleur. Für Softwareentwickler<br />
haben wir ebenso eine ganze Menge attraktiver<br />
Stellen im Angebot - Gleiches gilt auch für<br />
Maschinenbauer. Unser gut funktionierendes<br />
Netzwerk gibt uns darüber hinaus erfreulicherweise<br />
die Möglichkeit, motivierten und qualifizierten<br />
Fach- und Führungskräften<br />
eigentlich immer ein attraktives<br />
Stellenangebot unterbreiten zu<br />
können.<br />
im normalen deutschen Durch-<br />
Die Region ist mittelständisch<br />
schnitt. Bei Berufserfahrenen kommt<br />
geprägt <strong>–</strong> was bedeutet das für<br />
es auf die Tätigkeit, die Branche und<br />
mich als Arbeitnehmer?<br />
das Unternehmen an, auch da liegt<br />
Anja Galka-Jürgens: Es gibt verhält-<br />
OWL im deutschen Durchschnitt.<br />
nismäßig viele Unternehmen mit<br />
Für Spezialisten, die nicht einfach zu<br />
einem hohen Bedarf an gut quali-<br />
bekommen sind, greifen die Unterfizierten<br />
Fachkräften. Arbeitnehmer<br />
nehmen auch tiefer in die Tasche.<br />
Arno Bokelmann,<br />
Geschäftsführer der<br />
Anja Galka-Jürgens,<br />
Senior Personalberaterin<br />
können hier ein wichtiges Rad in<br />
einem Unternehmen drehen: Sie<br />
Arno Bokelmann: Das Gehaltsniveau<br />
Personalberatung Bokelmann<br />
bei Jobware<br />
können mehr bewegen, die eige-<br />
ist vergleichbar mit dem in Leverkunen<br />
Aktivitäten sind von größerer<br />
sen, Köln oder Dortmund. Viele Unternehmen hier, weil Automatisierungstechnik in OWL zu- Bedeutung als in einem großen Unternehmen,<br />
sind tarifgebunden und zahlen nach dem Manhause ist und weil kein Auto dieser Welt ohne in dem man nur ein kleines Rädchen ist. Auch<br />
teltarifvertrag der Metall- und Elektroindustrie Teile aus OWL über die Straßen fährt. Weil es in die Aufgabenspanne ist viel breiter. Gerade Be-<br />
Nordrhein-Westfalen. Im außertariflichen Bereich der Mitte Deutschlands liegt und man hier <strong>–</strong> in rufseinsteiger und Absolventen haben die Mög-<br />
ist die Grenze nach oben offen, ebenso in Ni- einer der schönsten Gegenden Deutschlands - lichkeit, in viele Unternehmens- und Aufgabenschen<br />
oder bei besonders schwer zu besetzen- einfach angenehm leben und arbeiten kann! bereichen reinzuschauen und so viel mehr Wisden<br />
Positionen. Ein Ingenieur mit Berufserfahsen<br />
aufbauen. Man kann früh Verantwortung<br />
rung kann gut über 60.000 Euro verdienen, zu- Firmen in OWL suchen dringend Maschinen- übernehmen. Das ist für die eigene Karriereentzüglich<br />
Gratifikationen wie Firmenwagen zur bau- und Elektroingenieure <strong>–</strong> welche Positiowicklung wichtig und man macht sich für den<br />
Privatnutzung oder betriebliche Altersvorsorge. nen sind besonders gesucht?<br />
Arbeitsmarkt interessanter. Das Betriebsklima ist<br />
Gerade letztere ist hier in OWL weit verbreitet. Anja Galka-Jürgens: Wir suchen gerade Ingenieu- oft besser, weil es persönlicher ist. Der Arbeitnehre<br />
für den technischen Vertrieb oder technische mer wird eher wertgeschätzt. Und nicht zuletzt<br />
Welche Argumente fahren Sie auf, wenn Sie Beratung, z.B. aus dem Maschinenbau oder der sind mittelständische Unternehmen oft familien-<br />
Kandidaten für Ihre Kunden in OWL gewinnen Elektrotechnik. Sie sollten kommunikativ sein: geführt und meistern Krisen oft besser, wie die<br />
möchten?<br />
den Kunden die <strong>Technik</strong> erklären und verkaufen Vergangenheit gezeigt hat, weil sie nicht nur in<br />
Anja Galka-Jürgens: OWL ist eine der stärksten können! Auch Projektingenieure suchen wir, die Quartalszahlen <strong>denken</strong>, sondern weitsichtiger<br />
Maschinenbauregionen Europas und liegt ver- effiziente Prozesse und Fertigungen sicherstellen und nachhaltiger planen.<br />
kehrsgünstig an der A2 und der A44, der Flug- sollen. Benötigt werden auch Ingenieure der<br />
hafen ist Paderborn-Lippstadt. Es gibt praktisch Elektrotechnik oder Elektronikentwickler sowie Arno Bokelmann: Das kann ich nur unterschrei-<br />
keine Staus, lange Anfahrtszeiten zur Arbeit ent- Informatiker für die Hardware- und Softwareentben. In Krisenzeiten ist man hier gerne bereit, zufallen<br />
also. Die überschaubaren Städte bieten ein wicklung.sammenzurücken.<br />
Es ist der hohe fürsorgende<br />
sehr aktives Kultur- und Freizeitleben mit vielen<br />
Anteil, nicht zuletzt beim Gehalt, der die Arbeit-<br />
Naherholungszentren, denn die sehr wald- und Arno Bokelmann: Besonderen Bedarf haben wir geber hier auszeichnet.<br />
seenreiche Region ist ja auch Urlaubsgebiet. Im- und unsere Partner momentan insbesondere im<br />
Die Fragen stellte Corinne Schindlbeck<br />
3/2011<br />
9
„Wir machen vor, nicht nach“<br />
Als internationales Familienunternehmen begeistern wir anspruchsvolle Kunden mit unseren Leistungshalbleitern.<br />
Profitieren Sie von der globalen Ausrichtung mit Standorten in Asien, Amerika, Afrika und Europa. 3600 Mitarbeiter,<br />
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In der Firmenzentrale Nürnberg mit 1500 Talenten entwickeln wir neue Technologien für Wachstumsmärkte wie<br />
erneuerbare <strong>Energie</strong>n, Wind-/Solaranlagen, Hybridfahrzeuge, Stromversorgungen, Frequenzumrichter für elektrische<br />
Antriebe und Industrieanlage.<br />
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in den Bereichen:<br />
� Qualitätsmanagement<br />
� Produktentwicklung<br />
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Stichwort: „Ing0911“ bei:<br />
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E-Mail: jobangebote@semikron.com<br />
6.2.1.3 /Rev. 1/12.03.08
Grafik: Nabtesco<br />
■ Getriebe mit hohem Wirkungsgrad<br />
Kräftig untersetzt<br />
Steigende <strong>Energie</strong>kosten sorgen für einen stärkeren Fokus auf den Wirkungsgrad<br />
von Maschinenbauteilen. Da sich niedrige Wirkungsgrade bei den Komponenten<br />
eines Antriebsstrangs multiplizieren, achten Entwickler bei jedem einzelnen Modul<br />
auf möglichst geringe Verlustleistungen, um einen guten Gesamtwirkungsgrad<br />
zu erzielen. Reduziergetriebe, die dies erfüllen sowie präzise und verschleißarm<br />
untersetzen, sind beispielsweise Trochoidgetriebe von Nabtesco.<br />
Werden in einem Antriebsstrang drei<br />
Komponenten hintereinander mit einem<br />
Wirkungsgrad von jeweils 50 Prozent verbaut,<br />
so ergibt sich damit lediglich ein<br />
Gesamtwirkungsgrad von 12,5 Prozent<br />
(0,5 x 0,5 x 0,5). Dies verdeutlicht, wie<br />
wichtig es bei jeder einzelnen Komponente<br />
ist, ein besonderes Augenmerk auf eine<br />
möglichst geringe Verlustleistung zu legen.<br />
Aus diesem Grund hat Nabtesco bei<br />
der Entwicklung neuer Trochoidgetriebe<br />
besonderen Wert auf einen hohen Wirkungsgrad<br />
gelegt <strong>–</strong> zur Zeit erreichen die<br />
Getriebe der »RV«-Serie einen Wert von 85<br />
Prozent, was die Konstruktion sehr ener-<br />
gieeffizienter und drehmomentstarker Maschinen<br />
erlaubt.<br />
Ein Bereich, in dem Wirkungsrade bei Getrieben<br />
eine große Rolle spielen, ist beispielsweise<br />
die Robotik mit ihren vielen,<br />
schnellen und damit energieintensiven Bewegungen.<br />
Bei den vier bis sechs Achsen<br />
eines Roboterarms summieren sich schlechte<br />
Wirkungsgrade zu einer sehr bescheidenen<br />
<strong>Energie</strong>effizienz, umso mehr, da<br />
viele Roboter im Mehrschichtbetrieb gefahren<br />
werden. Auch in anderen Anwendungen<br />
mit Antriebssträngen mit hohem<br />
<strong>Energie</strong>bedarf und vielen Antriebskompo-<br />
Automatisierungstechnik<br />
Schnitt durch ein<br />
Trochoidgetriebe<br />
nenten trägt ein hoher Gesamtwirkungsgrad<br />
wesentlich zur Wirtschaftlichkeit der<br />
Anlage bei, sei es im allgemeinen Maschinenbau<br />
oder in der Automobilindustrie.<br />
Bei den Exzentergetrieben der RV-Serie von<br />
Nabtesco werden die Drehmomente über<br />
Kurvenscheiben (Trochoide) wälzend übertragen,<br />
was zu der niedrigen Verlustleistung<br />
bei geringem Verschleiß führt. Das Grundprinzip<br />
eines Trochoidgetriebes besteht<br />
darin, dass die Drehbewegungen des Antriebes<br />
über Stirnräder und Exzenterwellen<br />
an Kurvenscheiben weitergegeben werden.<br />
Diese verfügen an ihrem Rand über Ein-<br />
4/2011 <strong>Energie</strong> & <strong>Technik</strong><br />
63
Automatisierungstechnik<br />
buchtungen und wälzen sich über einen<br />
Bolzenring ab. Da in diesem ein Bolzen<br />
mehr vorhanden ist, als die Kurvenscheibe<br />
Einbuchtungen hat, bewegt sich der Abtrieb<br />
je Antriebsumdrehung um eine Einbuchtung<br />
weiter und reduziert dadurch die<br />
Drehzahl.<br />
Hoher Wirkungsgrad,<br />
lange Lebensdauer<br />
Die für Trochoidgetriebe typische Kraftübertragung<br />
über Rollen ohne Zahnräder<br />
ermöglicht den hohen Wirkungsgrad und<br />
die lange Lebensdauer. Die rollende Reibung<br />
aller an der Kraftübertragung beteiligten<br />
Elemente gewährleistet außerdem ein<br />
sehr geringes Losbrechmoment. Das bei<br />
den RV-Getrieben verwendete zweistufige<br />
Untersetzungsprinzip (zwischen Antrieb<br />
und Stirnrädern sowie durch die Kurvenscheibe)<br />
reduziert zudem die Vibrationen<br />
sowie die Massenträgheit und lässt größere<br />
Untersetzungen zu. Der nahezu hundertprozentige<br />
Kontakt innerhalb der Trochoiden-Bolzen-Konstruktion<br />
und die gleichmäßige<br />
Kraftverteilung innerhalb des Getriebes<br />
erlauben eine hohe Belastung bei<br />
geringem Spiel: Im Nulldurchgang der Hysterese<br />
liegt die Öffnung deutlich unter einer<br />
■ Patentiertes »Betriebssystem« für Solarmodule soll deren Leistungsfähigkeit sicherstellen<br />
Solarmodul-Monitoring<br />
schon in der Anschlussdose<br />
Storm Energy hat das erste komplette »Betriebssystem« für Solarmodule auf den<br />
Markt gebracht, das »SunSniffer OS«. Es sorgt für Monitoring und Diebstahlschutz,<br />
hilft bei Wartung und Instandhaltung, erstellt Reports und schaltet optional die<br />
Module im Brandfall ab. Sein Herzstück ist der »SunSniffer«-Sensor, der in die Anschlussdose<br />
jedes einzelnen Moduls einer Photovoltaik-Anlage integriert wird.<br />
»Unser ’SunSniffer OS’ ist das erste und<br />
einzige Betriebssystem für Solarmodule«,<br />
betont Ingmar Kruse, CEO von Storm<br />
Energy. »Es steigert die Effizienz von Solaranlagen<br />
um bis zu 7 Prozent, indem es<br />
die Probleme der Photovoltaik aktiv an-<br />
64<br />
<strong>Energie</strong> & <strong>Technik</strong> 4/2011<br />
Winkelminute. Dank dieses Aufbaus erreichen<br />
die RV-Getriebe von Nabtesco eine<br />
hohe Wiederhol- und Bahngenauigkeit.<br />
Der symmetrische Aufbau und die Wälzlagerabstützung<br />
aller Wellen gewährleisten<br />
zudem ein konstantes Betriebsverhalten<br />
auf Lebenszeit und erlauben Lastspitzen<br />
bis zum Fünffachen des Nenndrehmoments,<br />
wie sie bei Not-Aus-Situationen<br />
auftreten können. Trochoidgetriebe können<br />
wegen ihrer hohen Untersetzung und<br />
dem hohen Nennmoment in Applikationen<br />
eingesetzt werden, für die bisher beispielsweise<br />
Hydrauliklösungen Verwendung fanden.<br />
Die Getriebeköpfe sind zudem einbaufertig<br />
und bereits mit Schmiermittel befüllt,<br />
was im Gegensatz zu einer offenen Schmierung<br />
die Kontamination der Umgebung mit<br />
Schmiermitteln nahezu ausschließt.<br />
Auch die erneuerbaren <strong>Energie</strong>n fördert<br />
Nabtesco mit neuen Entwicklungen. So<br />
wurden bereits spezielle Getriebeserien für<br />
Windkraftanlagengondeln sowie deren Rotorblattverstellungen<br />
konstruiert, die eine<br />
bis zu fünffach höhere Torsionssteifigkeit<br />
und ein um 30 Prozent geringeres Losbrechmoment<br />
als herkömmliche Planetengetriebe<br />
aufweisen. Außerdem hat das Unternehmen<br />
ein Nachführungssystem für<br />
geht.« Und die sind vielfältig: Ruß aus<br />
Abgasen, Staub und Blütenpollen setzen<br />
sich auf der Oberfläche der Module ab.<br />
Extreme Temperaturschwankungen, große<br />
Schneelasten und Hagel können zu<br />
Glasbruch führen. Marder beißen Kabel<br />
Solarpanels entwickelt, das deren <strong>Energie</strong>ausbeute<br />
gegenüber starren Panels deutlich<br />
verbessert.<br />
Die Voll- und Hohlwellen-Getriebe werden<br />
vor allem bei Applikationen eingesetzt, bei<br />
denen schnelle und genaue Positionierbewegungen<br />
mit hohen Traglasten ohne<br />
Nachschwingen realisiert werden sollen.<br />
Optionale Vorschaltgetriebe ermöglichen<br />
zudem die rechtwinklige Montage von Motoren,<br />
wie auch größere Untersetzungen als<br />
die bereits werksseitig angebotenen von bis<br />
zu i = 300. Diese sind bei anderen Getrieben<br />
nur über mehrere Planetenstufen mit<br />
schlechteren Wirkungsgraden realisierbar.<br />
Die Serie »RV-E« kombiniert die RV-Getriebe<br />
mit großen integrierten Schrägkugellagern.<br />
Sie dienen zur Aufnahme der äußeren<br />
Kräfte und Momente und machen eine zusätzliche<br />
externe Lagerung überflüssig. So<br />
entstehen kompakte Präzisionsgetriebe mit<br />
extremer Steifigkeit und langem konstanten<br />
Betriebsverhalten. Die Baureihe »RV-C«<br />
zeichnet sich durch die gleichen Qualitätsmerkmale<br />
aus. Zusätzlich hat sie eine<br />
Hohlwelle, die es ermöglicht, Versorgungs-<br />
und Datenkabel, Leitungen oder Laser<br />
durch das Getriebe zu führen. (mk) �<br />
durch, Vogelschwärme verschmutzen die<br />
Module mit Kot.<br />
Bereits bei Produktion und Installation<br />
können Fehler auftreten: Lötverbindungen<br />
können brüchig werden und zu Hot Spots
führen; falsche Modulsortierung und vergessene<br />
Steckverbindungen haben Ertragsverluste<br />
zur Folge; fehlerhafte Verbindungen<br />
können einen Lichtbogen<br />
verursachen. Zudem darf die Feuerwehr<br />
im Brandfall nur löschen, wenn Photovoltaik-Anlagen<br />
spannungsfrei geschaltet<br />
werden; andernfalls wären die Einsatzkräfte<br />
durch Stromschlag gefährdet.<br />
Ein permanentes Monitoring der Photovoltaik-Anlagen<br />
deckt also Leistungsverluste<br />
auf und ermöglicht schnelle und<br />
gezielte Wartungseinsätze. Besondere<br />
Vorteile bringt es dadurch, dass in Photovoltaik-Anlagen<br />
mehrere Solarmodule<br />
in Strängen, so genannten Strings, hintereinander<br />
geschaltet werden. Durch die<br />
Reihenschaltung der Module kann nämlich<br />
im gesamten String nur so viel Strom<br />
fließen wie im schwächsten Modul. Ein<br />
einzelnes fehlerhaftes oder defektes Modul<br />
verringert somit auch die Leistung<br />
der korrekt arbeitenden Module in dem<br />
String. Hinzu kommt, dass es umso<br />
schwieriger wird, Probleme zu lokalisieren,<br />
je größer die Solaranlage ist. Abhilfe<br />
schafft das »SunSniffer«-System, indem<br />
es bei jedem einzelnen Modul Fehler<br />
sofort erkennt und lokalisiert.<br />
Drei unterschiedliche Ausführungen<br />
Verfügbar sind drei Arten von »SunSniffer«-<br />
Empfängern: der »SunSniffer 8-Port-Ser-<br />
ver«, der »SunSniffer 1-String-Empfänger«<br />
und der »SunSniffer Hall-Empfänger«. Der<br />
8-Port-Server ist für maximal acht Strings<br />
konzipiert und somit für mittlere und größere<br />
Anlagen vorgesehen. Er bietet eine<br />
Webbox und einen Ethernet-RJ45-Anschluss<br />
für die Internet-Verbindung sowie<br />
einen RS-485-Eingang für Wechselrichter<br />
und externe Sensoren. Die Strings werden<br />
über MC4-kompatible Steckverbinder angeschlossen.<br />
Von der Webbox aus gelangen<br />
die Daten via Ethernet an den Webserver.<br />
Das Gerät misst nochmals die<br />
Spannung, so dass Leistungsverluste der<br />
DC-Kabel errechnet werden können, indem<br />
diese Spannungsdaten mit den Modulspannungsdaten<br />
der »SunSniffer«-Sensoren<br />
verglichen werden (Kabelleistungsverlust-Messung).<br />
Zudem verfügt es über<br />
eine Diebstahlschutz-Funktion, die im<br />
Falle einer Entwendung sofort per E-Mail,<br />
optional auch per SMS, Alarm schlägt.<br />
Beim 1-String-Empfänger handelt es sich<br />
quasi um eine verkleinerte Ausgabe des<br />
8-Port-Servers: mit denselben technischen<br />
Eigenschaften, aber eben für nur<br />
einen String. Der Hall-Empfänger nimmt<br />
die Daten kontaktlos von den Sensoren<br />
entgegen. Die Strommessung erfolgt<br />
über den Hall-Effekt-Sensor, durch den<br />
das DC-Kabel hindurchgeführt wird. Im<br />
Gegensatz zum 8-Port-Server bietet der<br />
Hall-Empfänger die Spannungsmess-<br />
und die Diebstahlschutz-Funktion nicht.<br />
Jürgen Waellnitz, Marketingreferent von Storm Energy,<br />
Ingmar Kruse, dort CEO, und Klaus Holterhoff, Geschäftsbereichsleiter<br />
Applikationsspezifische Lösungen von Weidmüller Interface,<br />
präsentieren die Integration des »SunSniffer«-Sensors<br />
in Weidmüllers »Photovoltaik Junction Box«.<br />
4/2011 <strong>Energie</strong> & <strong>Technik</strong><br />
65<br />
Spectra Computersysteme GmbH<br />
Mahdenstraße 3<br />
D-72768 Reutlingen<br />
Telefon +49 (0) 71 21 - 143 21 - 0<br />
E-Mail spectra@spectra.de<br />
Internet www.spectra.de<br />
CH: www.spectra.ch<br />
A: www.spectra-austria.at
Automatisierungstechnik<br />
Ausgelegt ist der Hall-Empfänger für einen<br />
String; er lässt sich aber mit einer<br />
RS-485-Modbus-Leitung in Reihe schalten<br />
und somit flexibel für große und kleine<br />
Anlagen einsetzen. Über die externe<br />
»SunSniffer Webbox« gelangen die Daten<br />
der Modbus-Leitung an das Internet-Portal.<br />
Im Schadensfall versendet das »SunSniffer«-System<br />
eine Warnung per E-Mail, auf<br />
Wunsch auch per SMS. In der Regel ist<br />
aber nicht die Beseitigung eines Fehlers<br />
der treibende Kostenfaktor, sondern die<br />
Suche <strong>–</strong> sie benötigt umso mehr Zeit, je<br />
größer die Anlage ist. Mittels einer Visualisierungs-Funktion<br />
können Anwender<br />
die ganze Anlage auf der »SunSniffer«-<br />
Oberfläche so darstellen, wie sie geplant<br />
und gebaut wurde. Die Identifikation der<br />
einzelnen Module erfolgt über die vom<br />
Sensor-IC übertragenen Seriennummern.<br />
Diese lassen sich direkt aus AutoCAD importieren.<br />
2. Elektronik digital power congress<br />
11. UND 12. OKTOBER 2011 IM KONFERENZZENTRUM MÜNCHEN<br />
Das Schaltreglerprinzip ist längst “digital”. Die Leistungshalbleiter werden nur ein- oder<br />
ausgeschaltet. Das Neue an „Digital Power“ ist, dass Steuerung und Regelung von Leistungswandlern<br />
in Digitaltechnik realisiert werden. Was nach viel Aufwand klingt, bietet aber auch<br />
viel mehr Möglichkeiten. Insbesondere beim Steuern vieler, auf die jeweiligen Verbraucher<br />
maßgeschneiderter Betriebsspannungen und bei großen Lastschwankungen.<br />
Auf dem 2. Elektronik digital power congress des Fachmediums Elektronik, am 11. und<br />
12. Oktober 2011 in München, dreht sich daher alles um digitales Powermanagement<br />
und digitale Regelung von Leistungswandlern.<br />
Themenschwerpunkte:<br />
■ Digital Power Management: Dezentrale Stromversorgungen, Digitale Kommunikationssysteme<br />
in Stromversorgungen (z.B. PMBus), Entwicklungs- und Programmier-Software<br />
■ Digital Power Controlling: Schaltungstechnik, Prozessoren, Controller und Peripherie,<br />
Programmierung digitaler Regler (AC/AC, AC/DC, DC/DC, DC/AC), Entwicklungs- und<br />
Programmier-Software, Messtechnik und Debugging-tools<br />
Detaillierte Informationen erhalten Sie unter:<br />
www.digital-power-congress.de<br />
Die optionale Funktion »SunSniffer Secure«<br />
ermöglicht die Notabschaltung jedes einzelnen<br />
Solarmoduls, so dass die Feuerwehr<br />
Brände ohne weitere Vorkehrungen<br />
löschen kann. Anhand der gemessenen<br />
Temperaturen in der Anschlussdose lassen<br />
sich die Module im Falle einer Überhitzung,<br />
erzeugt etwa durch einen Lichtbogen,<br />
ausschalten.<br />
Für den Abschaltvorgang ist der »Sun-<br />
Sniffer«-Sensor zuständig. Das Abschaltsignal<br />
wird vom »Sun-Sniffer«-Empfänger<br />
an den »SunSniffer«-Sensor gesandt. So<br />
lässt sich der Abschaltvorgang entweder<br />
über Parameter der Software oder über<br />
einen manuellen Schalter auslösen. Vor<br />
der Abschaltung sendet »Sun-Sniffer<br />
Secure« ein Signal zur Bestätigung, dass<br />
die Anlage abgeschaltet wird. Die Übertragung<br />
des Signals erfolgt über das DC-Kabel.<br />
Generell ist eine zusätzliche Verkabelung<br />
von Kommunikationsleitungen nicht<br />
nötig.<br />
Aussteller & Sponsoren:<br />
Integration in Weidmüllers<br />
»Photovoltaik Junction Box«<br />
Der »SunSniffer«-Sensor lässt sich derzeit<br />
in Anschlussdosen von Spelsberg, Yamaichi,<br />
QC Solar, ZJCY und Weidmüller einfügen.<br />
Auf der Intersolar in München<br />
wurde die Integration des »SunSniffer«-<br />
Sensors in die »Photovoltaik Junction<br />
Box« von Weidmüller vorgestellt. Die Anschlussdose<br />
entspricht der Schutzart IP65;<br />
ihr Bemessungsstrom beträgt bis zu 10,5<br />
A (DIN V VDE 0126-5). Konzipiert ist sie<br />
eigens für die Roboter-gestützte, vollautomatisierte<br />
Fertigung von Solarmodulen.<br />
Auch für manuelle Fertigungsprozesse<br />
bringt sie aber laut Weidmüller erhebliche<br />
Vorteile: Ihr zweiteilig aufgebautes Gehäusekonzept<br />
mit Ober- und Unterteil<br />
erleichtert die Montage durch einen »Plugand-Play-Einsatz«.<br />
Zudem erlaubt es einen<br />
einfachen Austausch im Servicefall,<br />
bei dem die Dichtigkeit der Box nicht negativ<br />
beeinflusst wird. (ak) �
Die Königsklasse<br />
Ob New York, London, Berlin, Shanghai<br />
Willkommen inder Welt der Besten<br />
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EconoPACK 4<br />
The world standard for 3-level applications<br />
The EconoPACK4 is an optimized module for 3-level applications like:<br />
■ Uninterruptible Power Supply<br />
■ Solar Inverter<br />
■ High Speed Drives<br />
where a rugged design, high efficiency and less harmonics are needed.<br />
For these applications starting with 50kW up to 125kW, the EconoPACK 4 can be used<br />
to build up one phase. For higher power ratings modules can be switched in parallel.<br />
All modules are equipped with the state of the art IGBT4.<br />
Further information’s are available on request.<br />
The degree of efficiency for two 3-level topologies, NPC1 and NPC2, has to be investiga-<br />
ted depending on the switching frequency.<br />
■ EconoPACK 4 in NPC2 topology for low and medium switching frequencies<br />
(approx. fsw≤ 12kHz)<br />
■ EconoPACK 4 in NPC1 topology for high switching frequencies (approx. fsw≥12kHz)<br />
NPC1 topology<br />
■ 650V IGBT4<br />
■ Optimized for f sw >=12kHz<br />
■ Portfolio<br />
· F3L200R07PE4<br />
· F3L300R07PE4<br />
[www.infineon.com/highpower]<br />
NPC2 topology<br />
■ 650V/1200V IGBT4<br />
■ Optimized for f sw