Energieeffizienz in elektrischen Anlagen IEC 60364-8-1 (VDE0100-801)

Aus Planungskompendium Energieverteilung

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In Zusammenhang mit den internationalen Regelungen zur Energieeffizienz wurde die Norm IEC 60364-8-1 (VDE 0100-801 „Niederspannungsanlagen – Energieeffizienz“) speziell für Elektroinstallationen entwickelt.

Die Norm bietet Anforderungen und Empfehlungen für die Planung von Elektro­installationen im Hinblick auf die Energieeffizienz. Damit wird betont, wie wichtig Energieeffizienz bei der Planung von Elektroinstallationen ist, ebenso wie es auch Sicherheits- und Errichtungs-Normen sind.

In der Fertigungsindustrie kann Energieeffizienz einfach durch die Menge an Energie (kWh) definiert werden, die nötig ist, um ein Produkt herzustellen. Bei Elektroinstallationen in Gebäuden bedeutet Energieeffizienz insbesondere eine systematische Herangehensweise, deren Ziel es ist, die Nutzung von Elektrizität zu optimieren. Dazu gehören:

  • Minimierung von Energieverlusten
  • Nutzung von Elektrizität zum richtigen Zeitpunkt und zu niedrigeren Kosten
  • Aufrechterhaltung der optimalen Leistung über den gesamten Lebenszyklus der Anlage

Abb. K4aUmsetzung der Energieeffizienz nach IEC 60364-8-1 (VDE 0100-801)

Folgende Punkte sind bei der Umsetzung der Energieeffizienz in einer Elektro­installation zu beachten:

  • Es darf kein Widerspruch zu den Anforderungen in Bezug auf die Sicherheit von Personen und Sachen auftreten (wie in den weiteren Teilen der IEC 60364ff - VDE 0100ff - gefordert)
  • Die Verfügbarkeit der elektrischen Energie darf sich nicht durch aktive Effizienzmassnahmen verschlechtern
  • Gilt sowohl für neue als auch bestehende Anlagen
  • Kann jederzeit implementiert werden, wobei der einzige Punkt, der zu berücksichtigen ist, der Investitionsrhythmus ist
  • Um die Anlage schrittweise Optimieren zu können, ist eine iterative Herangehensweise zu wählen. Die Anlagenrendite ist der Entscheidungsfaktor für die Umsetzung neuer, für die Energieeffizienz bestimmter Geräte.

Die Norm bietet technische Anleitungen zu den Planungsleitsätzen, unter Berück­sichtigung folgender Aspekte:

  • Optimaler Standort der HS-/NS-Trafostation und -Schaltanlagen durch Anwendung des Barycentre Verfahrens (siehe auch Kapitel D dieses Planungskompendiums,im Abschnitt Energieeffizienz)
  • Reduzierung der Leitungsverluste / des Spannungsfalls durch Erhöhung des Kabelquerschnitts und Umsetzung einer Blindleistungskompensation und / oder einer Oberschwingungsfilterung, soweit praktisch erforderlich und wirtschaftlich sinnvoll.
  • Bestimmung von Zonen und Maschen in den Bereichen, die ähnliche Energieanforderungen haben, um durch Regelungen noch energieeffizienter genutzt werden zu können.
  • Lastmanagementtechniken, zur Reduzierung von Lastspitzen
  • Einbau von Steuerungs- und Überwachungsgeräten , zur optimalen Nutzung der Energie

In einem Beispiel für die Beurteilungsmethode sind 5 Leistungsstufen angegeben, bei denen verschiedene Aspekte berücksichtigt sind, wie z.B.:

  • Überwachung des Lastprofils
  • Standort und Effizienz der Trafostation
  • Optimierung der Effizienz von Motoren sowie Beleuchtungs- und HLK-Anlagen

In Abbildung K4b sind z.B. die empfohlenen Beurteilungsstufen zur Bestimmung des Lastprofils in kWh angegeben (EM: Effizienzmaß). Weitere Beurteilungsstufen sind festgelegt (für Oberschwingungspegel usw.) und für jeden Sektor angegeben: Wohngebäude, gewerbliche Gebäude, Industriegebäude oder Infrastruktur.

EM0 EM1 EM2 EM3 EM4
Nicht berücksichtigt Lastprofil für den Verbrauch der Anlage an einem Tag Lastprofil für den Verbrauch der Anlage an jedem Tag einer Woche Lastprofil für

den Verbrauch der Anlage an jedem Tag eines Jahres

Ständige Protokollierung des Lastprofils für den Verbrauch der Anlage

Abb. K4bBestimmung des Lastprofils in kWh

Hier ist anzumerken, dass das Ziel der Energieeffizienz nicht nur in der Energieeinsparung liegt. Bei der Umsetzung der Energieeffizienz müssen der gleiche Service- und Sicherheitsstand sowie das Leistungsvermögen aufrechterhalten werden, während gleichzeitig heute und morgen Energie und Kosten eingespart werden müssen.

Abbildung K5 der IEC 60364-8-1 (VDE 0100-801) veranschaulicht, wie das elektrische Energiemanagementsystem in der Anlage umgesetzt werden kann:

Schritt 1 = Bedienerseitige Eingaben sind zu berücksichtigen, wie z.B. der Sollwert für die Gebäudetemperatur
Schritt 2 = Alle Energiequellen sind auf Grundlage der Verfügbarkeit und des Echtzeitpreises berücksichtigt
Schritt 3 = Eingaben von umweltbezogenen Daten werden berücksichtigt, um falsche Entscheidungen, wie z.B. das Licht am Tag einzuschalten, zu vermeiden
Schritt 4 = Lasteingaben werden extrahiert, da sie der Schlüssel zur Prüfung der Genauigkeit des Lastprofils sind
Schritt 5 = Der Bediener bekommt detaillierte Informationen über den Energieverbrauch
Schritt 6 = Entscheidungen in Zusammenhang mit Lasten werden getroffen, wie z.B. Lastabwurf
Schritt 7 = Entscheidungen in Zusammenhang mit Energiequellen werden getroffen, um dem Bediener Service zu niedrigsten Kosten zu bieten

Abb. K5Energieeffizienz und Lastmanagementsystem