Ratingen | • Zweckbauten erreichen Level 4.0: Digital und intelligent
• Vernetzung und Intelligenz steigert Energieeffizienz in Gebäuden
Zweckbau 4.0
Bei der Planung der Energieversorgung für mittleren und großen Zweckbauten liegt der Fokus auf der für Mensch und Maschine sicheren Verteilung von Strom. Zentrale Einheit hierfür ist die Niederspannungsanlage. Mit Blick auf die DIN VDE 0100-801 (Errichten von energieeffizienten Niederspannungsanlagen), wird jedoch deutlich, dass heute auch die Optimierung des Energieeinsatzes im Mittelpunkt steht – nicht mehr nur die sichere Verteilung. Die Optimierung führt über die Digitalisierung, denn zur Effizienzsteigerung sind intelligente Messsysteme als Teil eines Energiemanagements zwingend erforderlich. Nur durch die Vernetzung von Gebäudetechnik und intelligenten Produkten im Zuge des IIoT kann Energie auf der Basis von Datenauswertungen auf allen Ebenen der Gebäudeinfrastruktur kostensparend und ressourcenschonend eingesetzt werden.
Was sich hier zunächst nach hohen Investitionskosten für Betreiber und Investoren anhört, ist bei näherer Betrachtung eine modulare Lösung, die mit geringer Erstinvestition künftige Erweiterungen bei veränderten Anforderungen ermöglicht. Wie kann nun ein solches System, das Niederspannungsanlagen zu geringen Kosten effizienter gestaltet, beschaffen sein? Schneider hat mit den skalierbaren Smart Panels eine Lösung im Angebot.
Smart Panels sind intelligente Niederspannungsanlagen
Um für die Energieverteilung einen maximalen Nutzen bei kalkulierbaren Kosten aus den gewonnenen Daten zu ziehen, ist der Schritt von ‚Big Data‘ zu ‚Smart Data‘ notwendig. Mit der Systemarchitektur EcoStruxure setzt Schneider genau hier an. Die Architektur verbindet die Kernbereiche vernetzte Produkte, Edge Control sowie Apps, Analysen und Services. Mit Edge Control hat Schneider dabei das aus der IT stammende Konzept des Edge-Computing in sein Lösungsangebot implementiert: Hier werden auf Basis der gesammelten Daten zeitkritische Entscheidungen vor Ort getroffen und korrigierende Maßnahmen ausgeführt. Schnelle Reaktionszeiten bei Toleranzabweichungen oder die selektive Abschaltung unkritischer Verbraucher können so garantiert werden. Ungeplante Ausfallzeiten reduzieren sich dadurch deutlich. Auf der Analyseebene können Energieverbrauchsmessungen dann im nächsten Schritt gefiltert und genau auf die jeweiligen Benchmarking-Anforderungen eines Unternehmens hin ausgewertet und so zu ‚Smart Data‘ werden, die wiederum die Basis für die Analyse von Einsparmöglichkeiten bilden. Moderne Smart Panels stellen in diesem System die energieeffiziente Niederspannungsanlage dar: Stromverteilung, -qualität und -verbrauch werden gemessen, angeschlossene Lastabnehmer vernetzt und die Last aufgrund der gewonnenen Daten und der vom Planer konfigurierten Parameter gesteuert. Um diesen modernen Anforderungen – messen, vernetzten, agieren – eines effizienten Energiemanagements gerecht zu werden, entwickelt Schneider die Komponenten seiner Smart Panels stetig weiter.
Digitale Module skalieren Performance des Masterpact MTZ
Als einer der Hauptakteure in Smart Panels ermöglicht heute beispielsweise der offene Leistungsschalter Masterpact MTZ für 630 A bis 6300 A die integrierte Leistungs- und Energiemessung der Genauigkeitsklasse 1 und punktet mit modular erweiterbaren Funktionen. Über Software-Module werden diese Funktionserweiterungen einfach im Steuer- und Auslösegerät Micrologic X installiert. Diese „digitalen Module“ stehen zur schnellen Wiederherstellung der Stromversorgung, zur Wellenformerfassung bei einem Auslöseereignis sowie zur Phasen-bezogenen Analyse des Energieverbrauchs zur Verfügung. Damit liefern die digitalen Module Daten zur Sicherung der konstanten Netzqualität: Spannungsabfälle, Lastschwankungen oder Risiken durch Oberschwingungen können zuverlässig erfasst und Korrekturmaßnahmen eingeleitet werden. Abrufbar sind die Werte per NFC-Schnittstelle vor Ort aber auch remote über Webzugriff per Smartphone, Tablet oder Multi-Monitor-Systeme – ein Plus für Facility Manager, die auch aus der Ferne die Ursache eines Störfalls schnell diagnostizieren und entsprechend handeln können. Auch die Elektrofachkraft kann vor Ort beispielsweise den Auslösegrund bei einer Abschaltung im Fehlerfall sofort erkennen und Maßnahmen einleiten.
Die erhobenen Daten dienen jedoch nicht nur der akuten Fehlerbehandlung – sie fließen in das übergeordnete Energiemanagementsystem ein und liefern einen Teil der Datenbasis, anhand derer ein Unternehmen operative und strategische Entscheidungen trifft. Aufgrund der modular nachrüstbaren Module ist der Masterpact somit eine der Schlüsselkomponenten, die bei einer geringen Erstinvestition eine Skalierbarkeit der Funktionen ermöglicht.
Komplettanbieter für Energieverteilung und Automation im Gebäude 4.0
Mit der Akquisition der ABN Braun AG in 2017 hat Schneider Electric auch seine Position als Komplettanbieter für energieeffiziente Stromverteilung und Gebäudeautomation gefestigt. Vom Kleinverteiler AMIGO (bis 63 A) bis in den oberen Bereich mit den Schaltanlagen Prisma und Okken (bis 7.300 A) wurde das Segment der Verteilerschränke von Schneider vervollständigt. „Durch die Ergänzung unseres Angebots mit den Verteilersystemen von ABN können wir unseren Kunden nun komplette Projekte vom Zählerverteiler bis hin zur Mittelspannungsanlage anbieten“, erläutert Markus Hettig, Vice President Building Commercial, von Schneider Electric. „Damit sind wir heute in der Lage, das gesamte Zähler- und Verteiler-Portfolio vom kleinen Wohn- und Zweckbauten über mittlere Zweckbauten bis hin zu großen Produktionsgebäuden mit Anlagensteuerung abzudecken“, fährt Hettig fort, „selbst Zähler- und Verteilerschränke für ‚Strom im Freien‘ können wir jetzt aus dem eigenen Haus nach deutschen Normen und Standards liefern“.
Für die Sparte ‚Strom im Freien‘ konnte Schneider durch die Übernahme von ABN auch die Zähler- und Verteilerschränke des ‚System GEYER‘ in sein Angebot aufnehmen. Die Zähler- und Verteilerschränke dieser Baureihe sind für den Aufbau im Freien konzipiert und dafür aus glasfaserverstärktem Polyester gefertigt. Dieses Material garantiert eine Isolierung gemäß Schutzklasse II und in Verbindung mit der Verarbeitung der Bauteile wie Wände, Türen oder Scharniere wird die Schutzart IP43 oder optional auch IP44 erreicht.
Das umfangreiche Zubehör für das System GEYER ermöglicht dem Schaltschrankbauer und Planer eine individuelle Anpassung an unterschiedliche örtliche Gegebenheiten: Kleinere Märkte oder lokale Veranstaltungen im Außenbereich können ebenso mit Energie versorgt werden wie große Stadtfeste oder Festivals.
Die Zähler- und Verteilerschränke von ABN und System GEYER sind wie die Schneider-Schaltanlagen Okken und Prisma in die innovative Lösungsarchitektur EcoStruxure eingebunden. Dies gilt auch für den Netzanschluss von Gebäuden auf der Mittelspannungsebene, die mit intelligenten Lösungen zu Schaltanlagen, Transformatoren sowie Schutz- und Leittechnik das EcoStruxure Portfolio abrunden.
ESPRO wird zu Prisma XS
Den mittleren Bereich bis 630A decken die Wand- und Verteilertechnik der ebenfalls durch die ABN-Akquise ins Portfolio aufgenommenen ESPRO Baureihe ab. Hiermit steht nun auch der Flachverteiler, der sich durch seine geringe Tiefe von 110mm auszeichnet und besonders für Unterputz- und Hohlwandmontage geeignet ist, aus dem Hause Schneider zur Verfügung. Dieser ehemals unter der Artikelbezeichnung ESPRO erhältliche Verteilerschrank hat mit der Übernahme eine Namensänderung vollzogen und wird künftig unter der Bezeichnung Prisma XS geführt.
EcoStruxure bietet holistische Lösungen für Gebäudemanagement und Automatisierung
„EcoStruxure – vernetzte Komponenten, intelligente Steuerungen, Analyse von Daten und die Anwendung von Applikationen durch beispielsweise mobile Endgeräte oder Multi-Monitor-Systemen erlauben nun ein effizientes und nachhaltiges Energiemanagement für Wohn- und Zweckbau aus einer Hand“, erläutert Markus Hettig weiter und ergänzt: „Mit unserer fokussierten Herangehensweise zeigen wir Lösungen auf, die helfen, Gebäude einfacher und effektiver zu betreiben. Zum Beispiel durch Benutzeroberflächen mit intuitiver Menüführung oder neueste Webtechnologien, mit denen jederzeit und von jedem Standort aus, Zugriff auf die Systeme der Gebäudeinfrastruktur wie auch der -automatisierung gewährleistet wird.“
Mit der Systemarchitektur EcoStruxure setzt Schneider genau hier an. Die Architektur verbindet die Kernbereiche vernetzte Produkte, Edge Control sowie Apps, Analysen und Services. Mit Edge Control hat Schneider dabei das aus der IT stammende Konzept des Edge-Computing in sein Lösungsangebot implementiert: Hier werden auf Basis der gesammelten Daten zeitkritische Entscheidungen vor Ort getroffen und korrigierende Maßnahmen ausgeführt. Schnelle Reaktionszeiten bei Toleranzabweichungen oder die selektive Abschaltung unkritischer Verbraucher können so garantiert werden. Ungeplante Ausfallzeiten reduzieren sich dadurch deutlich. Auf der Analyseebene können Energieverbrauchsmessungen dann im nächsten Schritt gefiltert und genau auf die jeweiligen Benchmarking-Anforderungen eines Unternehmens hin ausgewertet werden – und werden so zu ‚Smart Data‘, die wiederum die Basis für die Analyse von Einsparmöglichkeiten bilden.
Normenkonformität
Bei der Produktentwicklung und den damit zur Verfügung gestellten Lösungen haben die Energieexperten bei Schneider Electric stets die Erfüllung aller gängigen Normen im Fokus. Im Energiemanagement von Zweckbauten und besonders bei der energieeffizienten Errichtung von Niederspannungsanlagen steht hier die VDE DIN 0100-801 an übergeordneter Stelle: Seit 2015 ist sie in Kraft und spricht seitdem Empfehlungen zur Optimierung des Verbrauchs von elektrischer Energie in Niederspannungsanlagen aus. Sie stellt auch das gültige Regelwerk für die Einhaltung der Energieeinsparverordnung (EnEV) dar. Ziel der Norm ist es, bei gleichbleibender Leistung und stabiler Qualität des Stroms, den in Kilowattstunden gemessenen Verbrauch zu verringern. Hierfür werden die Verteilung der Energie in der Fläche sowie der Verbrauch der Energie in der Gebäudetechnik und Anlagenautomation untersucht und optimiert. Neben der Energieeinsparung werden so auch Ausfallzeiten in der Produktion und Energieverluste in der Elektroinstallation reduziert. Auch die zeitliche Verfügbarkeit von Energie – besonders im Hinblick auf die steigende Anzahl von energieautarken Gebäuden und dem Prosumer-Trend – kann durch die Umsetzung der in der Norm empfohlenen Maßnahmen wesentlich effizienter gestaltet werden.
Richtig angewandt ist die DIN VDE 0100-801 daher eine wertvolle Hilfestellung, die es zum einen Planern erleichtert, Niederspannungsanlagen effizient zu errichten und zum anderen Unternehmen ermöglicht, Energieeinsparpotenziale im Facility-Management und in der Gebäudeautomation zu identifizieren und Maßnahmen zur Optimierung der Energieverteilung zu ergreifen. Darüber hinaus stellt die DIN VDE 0100-801 alle relevanten Dokumente aus den elektrotechnischen Bereichen für übergeordnete Regelwerke – wie dem Energiemanagement-System nach ISO 50001 oder Zertifizierungsnachweisen wie dem Energieausweis – zur Verfügung.
Fazit
Mit ABN sowie den weiteren Marken Merten und Ritto richtet Schneider seine Produkte und Lösungen konsequent darauf aus, einen zuverlässigen Zugang zu effizient genutzter Energie zu garantieren. Damit bietet Schneider einen holistischen Lösungsansatz von der Mittelspannung bis zur Steckdose und verbessert nachhaltig die Konnektivität, Effizienz, Sicherheit und Zuverlässigkeit in Gebäuden, Rechenzentren, Industrie und Infrastruktur.
