Reduzierung der Rechnungen für elektrische Energie durch die Auswertung der Parameter des Netzes mit einem Analysator der Einspeisungsqualität Sonel PQM
In der Zeit der gegenwärtigen energetischen Krise und der schrumpfenden fossilen Brennstoffe suchen die Verbraucher der elektrischen Energie nach Methoden zur Reduzierung des Verbrauchs der elektrischen Energie und der Kosten. Grundlegende Maßnahmen, die es zum Ziel haben, die Entnahme der elektrischen Energie zu reduzieren, sind die Optimierungsmaßnahmen wie das Abschalten der unbenutzten Verbraucher, Einsatz der Verbraucher unter Nennbetriebsbedingungen (d.h. ohne Unterbelastung, Überbelastung), Einsatz der Leittechnik, dank der die elektrischen Einrichtungen angemessen ausgenutzt werden können (z.B. Dämmerungsautomaten bei der Beleuchtung). Ein weiterer Schritt ist die Installation oder Austausch der bestehenden Verbraucher gegen energiesparende Geräte, wodurch sich auf eine natürliche Art und Weise der Energieverbrauch reduzieren lässt. Das ganze System wird durch die Installation der lokalen Speisequellen abgerundet, wie z.B. PV-Anlagen. Vorzugsweise sollten diese Quellen mit den Speichern der elektrischen Energie verkoppelt werden.
Mann muss sich aber dessen bewusst sein, dass die Ersparnisse nicht nur mit der Reduzierung der Entnahme der Wirkleistung bedeuten. Sie hängen auch mit der Optimierung des elektrischen Systems, wenn es sich um bessere Qualität der Einspeisung handelt. Immer mehr Verbraucher bezahlen für Blindleistung, sowohl induktive als auch kapazitative. Dies ergibt sich aus dem Einsatz moderner nicht linearer Verbraucher und aus einer schlechten Qualität der Einspeisung. Deswegen ist es wichtig, bereits beim Erwerb und bei der Montage der energiesparenden elektrischen Verbraucher bewusst zu sein, welche zusätzliche Gebühren sie mit sich ziehen können.
Also wie kann man den Energieverbrauch und die Energiekosten durch den Einsatz der Analysatoren Sonel PQM-700, Sonel PQM-707, Sonel PQM-710, Sonel PQM-711 der Firma Sonel reduzieren? Es reicht nur aus, den Analysator an der zu prüfenden Stelle anzuschließen und die Messungen durchzuführen. Eine Auswertung der Messungen zeigt ein Bild des elektrischen Netzes hinsichtlich der Belastungen, der Harmonischen, der Einspeisung-Asymmetrie und anderer Parameter, die verbessert werden können. Es gibt ein paar Möglichkeiten für Energie- und Kostenersparnisse.
Die Energieempfänger installieren sehr oft energiesparende Verbraucher, die geringere Mengen der Wirkleistung verbrauchen sollen. Es handelt sich hier um einen umweltfreundlichen Ansatz, aber damit kann eine Falle zusammenhängen. Ein Beispiel kann die LED-Beleuchtung sein. Es sind vollkommen energiesparende Lichtquellen, aber zugleich sind die meisten von ihnen die Quelle einer kapazitativen Blindleistung. Mehrmals konnten wir über die Empfänger der elektrischen Energie hören, die Hunderte von älteren Lichtquellen gegen moderne Dioden ausgetauscht haben. Durch den Austausch konnten die Rechnungen für Wirkleistung reduziert werden. Zugleich wurden die Gebühren für kapazitative Blindleistung höher. Und dies kann viel kosten, weil die Lieferanten die Empfänger für jede Kilowattstunde belasten, die durch einen 4-Quadrant-Zähler erfasst wird. Um die Gebühren für die Blindleistung zu reduzieren, sind die Verbraucher mit einem induktiven Charakter mit den Verbrauchern mit einem kapazitativen Charakter in einzelnen Phasen miteinander zu kombinieren. Wenn dies nicht möglich ist, kann ein Kompensator der Blindleistung installiert werden - mit einer statischen Kompensierung (Drosseln, Kondensatoren) oder mit einer dynamischen Form (energoelektronische Kompensatoren). Auf der Abb. 1 wurde ein Beispiel für die Erfassung der induktiven und der kapazitativen Blindleistung vor un nach der Kompensierung dargestellt. Vor der Kompensierung machten die Gebühren für kapazitative Blindleistung 10% der gesamten Kosten aus. Dank dem Einsatz eines Kompensierungssystems wurden die Gebühren für die kapazitative Blindleistung um 100% pro Monat reduziert.
Abb. 1. Diagramme der passiven induktiven Energie (grün) und der kapazitativen Energie (rot)
Die wichtigsten Parameter, wenn es sich um die Gebühren handelt, sind Leistung und Energie. Jeder Empfänger hat einen Vertrag mit einem Lieferanten der elektrischen Energie abgeschlossen, in dem die vertragliche Leistung definiert ist. Die vertragliche Leistung definiert die Wirkleistung, die durch den Empfänger in 15-Minuten-Abrechnungsabschnitten nicht überschritten werden darf. Wenn also auf der Rechnung die Strafen für die Überschreitung der vertraglichen Leistung vorkommen, die ein Profil der Belastung des Empfängers unter Einsatz des Analysators Sonel PQM bilden, können die Zeitpunkte der Überschreitung der vertraglichen Leistung schnell ermittelt werden. Durch die Installation der energiesparenden Verbraucher und Optimierung der Nutzung der Energieverbraucher kann man die Strafen für die Überschreitungen ausschließen. Wenn die Optimierung, z.B. wegen der technologischen Vorgänge, kann bei dem Lieferanten die Erhöhung der vertraglichen Leistung beantragt werden. Dies hängt mit der Erhöhung der festen Gebühren. Wenn sich aus der Analyse geringere Kosten der Gebühren als die Strafen für Überschreitungen ergeben, dann können die Ersparnisse von Bedeutung sein. Eine umgekehrte Situation kann vorkommen, wenn die vertragliche Leistung hoch ist und der tatsächliche Verbrauch durch den Empfänger unverhältnismäßig gering ist. Dann können die Kosten durch die Reduzierung der vertraglichen Leistung reduziert werden. Auf der Abb. 2 wurde ein Belastungsprofil der Firma dargestellt, die eine Vertragsleistung 25,8 kW beträgt. Maximaler verzeichneter Leistungsverbrauch betrug 8,5 kW. Die Messungen haben die Reduzierung der vertraglichen Leistung möglich gemacht, wodurch die Gebühren um 6% p.a. reduziert werden konnten.
Abb. 2. Belastungsprofil eines kleinen Unternehmens
Die Ersparnisse bei den Gebühren für die aktive Energie können durch eine entsprechende Auswahl des Tarifs für elektrische Energie erreichen. Wenn man erfasste Daten besitzt, kann man kalkulieren, welcher Tarif am wirtschaftlichsten ist. Für viele Empfänger ist am häufigsten der einfachste Tages-Tarif ausreichend. Für andere Empfänger kann ein Tarif mit vielen Zonen begründet sein, wenn ihr Belastungsprofil den Energieverbrauch außerhalb der Spitzenzeiten bevorzugt, wenn die Gebühren wesentlich niedriger sind. Es ist nichts Außergewöhnliches, die Ersparnisse von einigen Prozent p.a. zu erreichen, wenn man nur den Tarif gegen einen optimaleren Tarif ändert. Es ist zu betonen, dass die Software Sonel Analysis, die an den Analysatoren Sonel PQM installiert wird, mit dem Rechner der Tarife der Wirkleistung ausgestattet ist, dank dem der günstigste Tarif schnell abgeschätzt werden kann. Neben der Änderung des Tarifs kann auch die Änderung des Energielieferanten von Vorteil sein. Mit einem kleinen Aufwand kann man eine weitere Reduzierung der Kosten erreichen. Auf der Abb. 3 wurde die Zusammenfassung eines Berichtes zu den Messungen der aktiven Energie von einem kleinen Dienstleistungsraum für einen Monat dargestellt. Das Belastungsprofil zeigt, dass der Wechsel aus einem Tarif mit einer Zone auf einen Tarif mit zwei Zonen die Ersparnisse von ca. 13% p.a. herbeiführen kann.
Abb. 3. Zusammenfassung eines Berichtes vom Rechner der Energie-Tarifen für aktive Energie
Eingangs wurde im Artikel der Trend erwähnt, der mit dem Einsatz der lokalen Speisequellen, insbesondere der PV-Anlagen, zusammenhängt. Es ist eine sehr gute Initiative, die es zum Ziel hat, die Gebühren für elektrische Energie zu reduzieren. Leider verursacht eine große Anhäufung von PV-Mikroanlagen sehr oft ernsthafte Probleme mit der Speisequalität. Vor allem handelt es sich hier um die Überschreitungen der gesetzlich zulässigen Spannungsgrenzwerte und die Überschreitung der Kennzahl des Lichtschimmerns. Es gibt ein paar Ursachen hierfür: von einer nicht ordnungsgemäßen Konfiguration bis zum veralteten energetischen Netz hin. Das größte Problem bei den Besitzern der PV-Anlagen ist das Abschalten des Wechselrichters und fehlende Erzeugung einer Wirkleistung. Dadurch entstehen messbare Finanzverluste. Wenn man die Analysatoren der Serie PQM einsetzt, kann man die Ursachen der Probleme ermitteln, die im Netz vorkommen. Dafür wurde ein Bericht im Programm Sonel Analysis erstellt, der die Anlagen betrifft, die mit erneuerbaren Energiequellen betrieben werden. Wenn man die Messergebnisse besitzt, kann man bestimmen, ob man bei der Änderung der Wechselrichter hinsichtlich der Verwaltung der Blindleistung ändert die Menge der unnötigen Generatorausfälle reduzieren kann. Der Lieferant der Energie kann auch auf Grund der Messergebnisse notwendige Umschaltungen im Netz vornehmen oder sogar eine Modernisierung der Speiseanlage planen. Auf der Abb. 4 wurde ein Beispiel für die Überschreitung der Spannung in einer Versorgungsstation für ein Villa-Stadtviertel in einer Großstadt dargestellt. Nach der Analyse der Messergebnisse und der technischen Möglichkeiten wurden einige Empfänger mit PV-Anlagen an eine andere Trafo-Station umgeschaltet. Dadurch wurde die Situation verbessert, was durch die Messungen mit dem Analysator bestätigt wurde.
Abb. 4. Diagramme der Spannungen in einer Versorgungsstation
Mehr Möglichkeiten zum Energiesparen
In der Zeit der steigende Medienpreise ist jede Ersparnis sehr gewünscht. Möchten Sie geeignete Maßnahmen ergreifen, um Ihre Energiekosten zu optimieren? Beispiele für die Anwendung von Sonel-Produkten im Bereich der Verbesserung der Energieeffizienz finden Sie auf: Energieeffizienz – Energie sparen!
