Elektrotechnik 2011/01 by Daniel Gugger

Heft 1 | Januar 2011 WWW.ELEKTROTECHNIK.CH ELEKTROTECHNIK AUTOMATION, TELEMATIK GEBÄUDETECHNIK

Das neue Control PRO System

Frequenzumrichter sparen Energie

LTE – Neue Mobilfunktechnologie

Was ist effiziente Beleuchtungstechnik?

NIN-Know-how, Leserfragen Teil 63

WERBUNG NEUHAUS

LED’s go Modalux!

Bolligenstrasse, Bern

ELEKTRON – der faire Partner für die professionelle Aussenbeleuchtung. Die LED-Zeit ist reif! Mit Modalux präsentiert ELEKTRON das erste modulare Konzept für die LED-Strassenbeleuchtung von Philips. So – und nur so – macht der Einstieg in die LED-Zukunft Sinn. Weil bevorstehende Weiterentwicklungen der Energieeffizienz bereits berücksichtigt sind. Rufen Sie uns an! Als Spezialist und Marktführer für Strassenbeleuchtung in der Schweiz beraten wir Sie objektiv und kompetent. LED’s go Modalux! ELEKTRON AG, Bereich Lichttechnik, Riedhofstrasse 11, CH-8804 Au ZH Tel. +41 44 781 01 11, Fax +41 44 781 06 08, www.elektron.ch

www.leds-go.ch

Editorial

ET-Wettbewerb September ET-Wettbewerb Januar 09

Blick in die Zukunft Innovationsschub Liebe Leserin, lieber Leser

Was ist unter strukturierter Heimverkabelung zu In welcher Kampagne wird das Bildmotiv verwendet? verstehen? • ecofriendly Energieeffizienz • – Hausnetzwerk mit Anschlussmöglichkeiten in • Green Building-Initiative jedem Zimmer • Biomass Energie • – Telefonanschluss in jedem Zimmer • – Vernetzte Hausgeräte

Geben Sie Ihre Antwort auf der ET-Website

www.elektrotechnik.ch ein ET-Website und gewinnen Sie eines von Sie Ihre Antwort auf der www.elektrotech• Geben drei Fachbüchern aus Sie demeines AT-Verlag. nik.ch ein und gewinnen von drei Abonnements für die Zeitschrift «Wir Eltern» im Wert von 72 Franken. «Mars Roboter» war die richtige Antwort zur

Wettbewerbsfrage in ET 8/09war (vergleiche Seite 110). zur • «im Kundenmagazin OF-Punkt» die richtige Antwort Wettbewerbsfrage in ET 12/10. Je einen Gutschein à 100 CHF für eine Bestellung bei

Electronic haben • JeConrad ein Verdunster AX300 von gewonnen: Turmix im Wert von je 149.50 Herr Flurin 5400 Baden Franken habenCaprez, gewonnen: Herr Claude Forney, 8180 Bülach

Hansjörg Wigger, Chefredaktor Hansjörg Wigger, Chefredaktor

Herr HeinzEgli, Hasen, Worben • Herr Rainer 60223252 Grosswangen • Frau Lena Zimmermann, 4103 Bottmingen

gesponsert durch

WieLiebe üblich beim lieber Jahreswechsel Leserin, Leser kommentieren Medien, Politiker und Unternehmer gerne vergangene Entwicklungen und Trotz anhaltender Wirtschaftskrise präsentierten wagen Zukunftsprognosen für Gesellschaft, Wirtschaft an undden Technologiemessen Ineltec und Go 500 Aussteller Umwelt. Sie identifizieren Megatrends, dieüber das Weltgescheaus den Bereichen Elektro-, InstallationstechhenNeuheiten über Jahrzehnte prägen werden und erkennen sowohl eine nik und Aufgefallen sind dabei die zahlVielzahl vonAutomatisierung. Herausforderungen als auch von Chancen. reichen «grünen» Produkte und Systeme rund um Ein solcher Megatrend ist der demografi sche Wandel. Das die Megathemen Energieeffizienz und erneuerbare Energien. Wachstum der Bevölkerung weltweit und die zunehmende AlSolche Lösungen helfen unseren Energiebedarf effizienterung erfordern Infrastrukturen, welche auf die Bedürfnisse ter und zukunftssicher zu gestalten. Die Aussteller von älteren Menschen abgestimmt sind und deren Lebensqua-sind nachhaltigen Nutzen ihrer Produkte litätüberzeugt verbessern.vom Stichworte dazu sind Ambient Assisted Livingund sehen der weiteren wirtschaftlichen Entwicklung zuver(AAL), Serviceroboter, Telemedizin oder mobile Ferndiagnoonline sichtlich entgegen. Im Messeblog 2009 hat ET sen. eine Reihe von Kommentaren und Berichten von AnbieEine weitere demographische Entwicklung ist die Urbanisietern live als aufgezeichnet. rung. Mehr die Hälfte der weltweiten Bevölkerung lebt Positive Stimmung Züttel,grösLeiter heute in Städten, mehr als jeverbreitete zuvor. StädteAndreas werden immer des Empa-Forschungsprogramms Materialien für Enerser und verbrauchen als eigentliche Wirtschaftsmotoren schon gietechnologien, anlässlich seines eingesetzten Vortrags an Energie. der Empaheute rund 75 Prozent der weltweit Akademie. Er ist überzeugt, Abhängigkeit von fossilen Städte stehen auch in einem immerdie grösseren Wettbewerb zuEnergieträgern mit Wasserstoff überwinden aufzurüszu können. einander und sind gezwungen, ihre Infrastrukturen Sie seine Antworten auf Seite 78.Strom produziert ten.Lesen So müssen Ressourcen wie Wasser oder Investitionen in die Weiterbildung und Nachwuchsförund verteilt werden, Transport- und Kommunikationssysteme derung ist das viel gehörte Erfolgsrezept eingerichtet und störungsfrei betrieben werden.der Elektrobranche. dieses Für viele Unternehmen ist Weiterbildung Durch Wachstum und die erforderlichen Infrastruk- ein Schlüsselfaktor in der Unternehmensstrategie zur Einfühturen steigt der Bedarf an Energie. Laut Experten dürfte sich rung neuer Technologien sowie zur Sicherung von Qualider Weltenergiebedarf bis 2060 verdreifachen. Der ungestillte tät und Weiterbildung sichExauch Hunger nachWertschöpfung. Energie, beschränkte Reserven, macht steigende für die Lernenden bezahlt, denn ein Abschluss einer plorationskosten von fossilen Brennstoffen sowie drohendehöheren Fachschulezwingen wird die im Menschheit Durchschnitt mit bis Klimaveränderungen zu neuen Lö- zu 1500 Franken zusätzlich entlöhnt. Absolventen von Besungen im Energieverbrauch und in der -versorgung. Dabei rufslehren und anschliessender höherer Fachausbildung scheinen sich aus heutiger Sicht vor allem zwei Trends abzuverdienen somit etwa gleich viel wie Universitätsabgänzeichnen: das Einsparen von Energie und deren effiziente Nutger. ET berichtet darüber in der Rubrik Weiterbildung zung einerseits und die Erschliessung alternativer Energiequelauf Seite 101 sowie regelmässig in der kürzlich lancierten len andererseits. Zum Beispiel ist der Anteil der Photovoltaik an Serie Brain Food Seite 104. der globalen Stromproduktion noch sehr gering, doch wächst die neu installierte PV-Leistung seit 1988 jedes Jahr um 35 Das ET-Team Ihnen eine innovationsreiche Lektüre. Prozent. Allein 2009 wurden weltweit Photovoltaikanlagen mit einer Leistung von 5000 MW neu installiert. ET bleibt dran und wünscht viel Energie für 2011.

Elektrotechnik Elektrotechnik 1/119/09 I1 |1

UP-Feldverteiler media: Das Multitalent

Der kompakte UP-Feldverteiler media bietet Ihnen neben der Elektroverteilung genügend Raum, um Zusatzgeräte wie Router, Switch oder auch TV-Verstärker einzubauen. Damit Sie die Installation flexibel realisieren können, ist der Verteiler auch als Objektlieferform erhältlich.

www.hager-tehalit.ch

Edito rial 1 Blick in die Zukunft

Focus

Automation & Elektronik 21 Smart Metering von Siemens 22 SmartElectricity von ABB 23 Energiemanagement von Cisco

4 USV erhöht Netz- und SignalQualität

Wirtschaft und Verbände 5 News zu Titelseite und Branchen

Maschinen & Geräte 15 Frequenzumrichter sparen richtig Energie 20 Wettbewerbliche Ausschreibungen 24 Schmierung: verbessert sich der Wirkungsgrad?

Licht & Leuchten 38 Was ist effiziente Beleuchtungstechnik? 44 Beleuchtung bringt Sicherheit

Installations- & Gebäudetechnik 28 Brandausbreitung wirksam verhindern 31 Sicherheitssteckdosen: Mit Köpfchen und Kragen 32 Elektronische Hightech- Produkte von Brelag 33 4-Kanal-Oszilloskope – Probleme gezielter lösen! 34 Funkenstrecke oder Varistor? 36 Wege zur guten Usability

Elektromobilität 48 Ladestationen für die Elektromobilität 50 Bitte schnell laden! 54 Kostengünstige Ladeinfrastruktur 56 Ladestromsäulen für jeden Bedarf

Forschung & Umwelt 57 Auf dem Weg zur Nanoelektronik

Telematik und Multimedia 59 Telematik-News 60 LTE – Neue 4G-Mobilfunktechnologie

Aus- und Weiterbildung 64 Die richtige Auswahl von FI-Schutzgeräten 66 NIN-Know-how 63 72 Brain Food

Service

74 Produktanzeigen 76 Veranstaltungskalender 78 Stellenanzeiger 79 Impressum 80 Vorschau

Die zunehmende Anzahl Elektrofahrzeuge verlangt nach entsprechenden Ladeinfrastrukturen (Seiten 48 bis 56).

rs ngsku u n a l rP 2011 nlose Koste . FeBruar 23 Die zukunftsorientierte Lösung für den Wohnungsoder Hausbau. Komplette Bedienung von Licht, -Audio-, Storen, Heizung sowie von Multiroom-Audio-, Video-, TV- und Gegensprech-Anlagen. Besuchen Sie unseren kostenlosen Planungskurs. AMX Distributor: Arocom AG, Telefon +41 61 377 87 97 .haussteuerung.ch Weitere Infos/Anmeldung unter: www.haussteuerung.ch

Elektrotechnik 1/11 I 3

Inhaltsverzeichnis

Focus

❚❚Netzwerk-Management, Bypass-Betrieb, Hot-Swap

USV erhöht Netz- und Signal-Qualität Eine dauerhafte und störungsfreie Stromversorgung ist die Grundlage für die Verfügbarkeit – und somit für die Wirtschaftlichkeit – elektrischer und elektronischer Anlagen. Vor allem in informationstechnischen Anwendungen können Netzstörungen weitreichende Folgen haben. Eine USV verbessert auch die Netzqualität. Bei IT-Anwendungen wird ein Schutz gegen Ausfälle durch USV grundsätzlich vorausgesetzt. Neben dem Überbrücken von Spannungsausfällen muss die USVAnlage auch gegen eine Vielzahl von weiteren Störungen wirksam sein. Da aber häufig für den Anwender nicht erkennbar ist, über welche Eigenschaften die USV verfügt, entscheidet nicht selten der günstigere Preis. Phoenix Contact bietet nun erstmalig einphasige USV-Geräte für AC-Stromversorgungen, die hohen qualitativen Ansprüchen genügen. Die Geräte der Reihe UPS compact arbeiten nach dem Doppelwandler-Prinzip und stehen bis zu einer Leistung von 12 kVA zur Verfügung.

Störungen diverser Art Die USV-Produktnorm IEC 62040-3 definiert zehn Arten von Netzstörungen, die von der USV-Anlage beseitigt werden müssen. Die erste, aber keines-

falls häufigste definierte Störung ist der Netzausfall. Als Spannungsausfall wird eine Unterbrechung von mehr als 10 ms bezeichnet. Oftmals haben aber bereits Spannungsausfälle unter 10 ms erhebliche Auswirkungen auf den Verbraucher. Weitere Störungsarten sind Spannungseinbrüche und Spannungsspitzen. Spannungseinbrüche sind als Absenkung der Spannung für weniger als 16 ms definiert. Sie werden beispielsweise von Stromrichtern hervorgerufen und als Fehler angesehen, wenn die Spannung weniger als 16 ms überhöht ist. Unter- und Überspannungen unterscheiden sich durch ihr kontinuierliches Auftreten von den Spannungseinbrüchen und -spitzen. Unterspannungen werden durch eine hohe Belastung des Versorgungsnetzes hervorgerufen. Permanente Überspannungen können durch eine niedrige Transformatorenbelastung auftreten. Im Gegensatz zu

permanenten Überspannungen treten Transienten (Spannungsstösse) nur sporadisch in einer Zeitspanne von weniger als 1 ms auf. Transienten besitzen eine hohe Energie und werden durch Schalthandlungen grosser Verbraucher hervorgerufen. Spannungsverzerrungen schliesslich sind Folge von Verbrauchern, die nicht sinusförmige Ströme ziehen wie Dimmer, Sanftanlaufgeräte, Frequenzumrichter und Schaltnetzteile.

Praxistaugliche USV Eine hochwertige USV schafft nicht nur alle beschriebenen Netzunterbrüche und -störungen aus der Welt, sondern verfügt auch über eine hohe Lebenserwartung bei geringem Wartungsaufwand. Damit auch die Batterien der USV eine hohe Lebenserwartung besitzen, muss eine gute Schaltungstechnik zum Einsatz kommen und die Batterien müssen sich extern montieren lassen. USV von Phoenix Contact bieten diese Möglichkeit und lassen sich unter Betrieb auswechseln (Hot-Swap-Fähigkeit).

Fazit Hochwertige USV tragen zur Verbesserung der Netzqualität und somit auch zur Optimierung der Anlagenverfügbarkeit bei. USV von Phoenix Contact lassen sich über Schnittstellen fernwarten. Natürlich können auch über potenzialfreie Schaltkontakte Statusmeldungen wie Spannungsausfall, Batteriestatus und Betriebsart ausgegeben werden. ❚

Die einphasigen AC-USV-Geräte der Baureihe UPS compact erhöhen mit der Netz- und Signal-Qualität auch die Verfügbarkeit einer Anlage. 4 I Elektrotechnik 1/11

PHOENIX CONTACT AG 8317 Tagelswangen Tel. 052 354 55 55 www.phoenixcontact.ch

Christoph Winterhalter, Leiter des ABB-Forschungszentrums Ladenburg, zeigte verschiedene Beispiele für den effizienten Betrieb von Stromnetzen und Fertigungsanlagen.

Beim Besuch des ABB-Forschungszentrums Ladenburg vergangenen November zeigten Wissenschaftler, wie regenerative Energien zuverlässig und effizient genutzt und industrielle Fertigungsprozesse sicher und produktiv umgesetzt und mit minimalen Verlusten betrieben werden können. «Der Aufbau intelligenter Stromnetze und mehr Energieeffizienz in der industriellen Produktion sind zwei Grundvoraussetzungen, um die Klimaschutzziele erreichen zu können», betonte Peter Smits, Vorstandsvorsitzender der ABB AG und Leiter der Region Zentraleuropa, am Pressetag im ABB Forschungszentrum. «Nur wer in die Forschung investiert und neue Produkte und Lösungen entwickelt, kann als Technologieführer langfristig im internationalen Wettbewerb erfolgreich sein.» Die Wissenschaftler am ABB-Forschungszentrum in Ladenburg entwi-

ckeln beispielsweise integrierte Lösungen für die Fabrikautomation. Der Vernetzung verschiedenster Komponenten wie Antrieben, Steuerungen, Motoren oder Robotern und deren reibungslose Zusammenarbeit kommt bereits in der Entwicklungsphase von komplexen Produktionsanlagen eine entscheidende Bedeutung zu. ABB bietet dazu ein umfassendes Produktportfolio sowie Komplettlösungen aus einer Hand. Neben der Windenergie erlebt zurzeit die Solarenergie einen phänomenalen Aufschwung. Die jährlich weltweit installierte Leistung von Photovoltaikanlagen stieg von unter 100 Megawatt (MW) im Jahr 1996 auf mittlerweile 4500 MW. Um die Sonnenenergie in das Stromnetz einspeisen zu können, muss der von Solarzellen erzeugte Gleichstrom zunächst in Wechselstrom umgewandelt werden. Diese Aufgabe

übernehmen sogenannte Solarwechselrichter. ABB-Forscherteams aus drei Ländern haben einen Solarwechselrichter für Wohn- und Gewerbebauten entwickelt, der die Energie der Sonne besonders effizient und mit minimalen Verlusten nutzt. Damit künftige Smart Grids die ständig zunehmende Menge von Strom aus erneuerbaren Energiequellen wie Sonne, Wind oder Wasser aufnehmen können, müssen die Netze intelligenter werden. Die Verbraucher werden in Zukunft eine deutlich aktivere Rolle spielen. Damit Verbraucher ihre Energiekosten beeinflussen können, müssen die Energieversorger neue, flexible Tarife anbieten und den Kunden die erforderlichen Tarifinformationen in Echtzeit über entsprechende Anzeigesysteme zur Verfügung stellen. ABB bietet hierzu intelligente Lösungen entlang der gesamten Energiekette von Softwarelösungen für die Planung und Prognose des Strombedarfs einschliesslich der Stromerzeugung aus konventionellen und erneuerbaren Energiequellen für die Energieversorger bis hin zu innovativen Anzeigesystemen im Haus für die Verbraucher. Der Konzern investierte im Jahr 2009 mehr als eine Milliarde US-Dollar in Forschung und Entwicklung. Insgesamt beschäftigt ABB weltweit mehr als 6000 Mitarbeiter in sieben Forschungszentren. In Ladenburg arbeiten derzeit etwa 110 Mitarbeiter, meist in enger Kooperation mit Kollegen aus den operativen Einheiten. www.abb.de/presse

❚ Willkommen in der Königsklasse! Heft 1 | Januar 2011 www.elektrotecHnik.cH elektrotecHnik automation, telematik gebäudetecHnik

Das neue Control PRO System

Frequenzumrichter sparen energie

lte – neue mobilfunktechnologie

was ist effiziente beleuchtungstechnik?

nin-know-how, leserfragen teil 63

Mit der innovativen Präsenzmelderserie Control PRO stösst Steinel Professional in eine neue Dimension vor. Die High Definition Anwesenheitssensoren verfügen mit ihren bis zu 4800 Schaltpunkten über die höchste Auflösung am Markt und erreichen maximale Erfassungsqualität auf einer Fläche von bis zu 64 m2. Möglich wird diese einzigartige Leistungsfähigkeit durch die Verwendung modernster Sensortechnik. So werden bis zu vier Digital-Pyrodetektoren der neuesten Generation pro Präsenzmelder verwendet. Hinzu kommen eine neu entwickelte Hightech-Linse und ein Betriebssystem, in dem das gan-

ze Know-how des Technologieführers steckt. Weiterhin warten die neuen Präsenzmelder mit einer exakten, quadratischen Erfassung auf. Weltweit einmalig ist, dass dieses Erfassungsquadrat präzise skaliert werden kann. Dadurch lassen sich Räume sauber planen und überschneidungsfrei sowie lückenlos mit Präsenzmeldern abdecken. Vertretung in der Schweiz: puag ag 5620 Bremgarten 2 Tel. 056 648 88 88 info@puag.ch www.puag.ch Elektrotechnik 1/11 I 5

Wirtschaft & Verbände

❚ ABB-Forschung für mehr Effizienz und Produktivität

Wirtschaft & Verbände

❚❚Saubere Energie mit Abwärmenutzungssystem von ABB ABB und Holcim Schweiz haben vereinbart, das neu entwickelte ABB-System zur Stromerzeugung aus Abwärme im Zementwerk von Holcim im schweize rischen Untervaz einzusetzen. Die hochmoderne Lösung von ABB verwendet ORC-Technologie (Organic Rankine Cycle), mit der Abwärme in sauberen Strom umgewandelt werden kann. Dank der Wiederverwendung der Abwärme muss keine fossile Energie für den Betrieb des Kraftwerks verwendet werden. Somit wird Holcim die Energiekosten in Untervaz erheblich senken und das Werk effizienter betreiben können. Der Auftrag umfasst die Konstruktion, Projektplanung, Lieferung, Installation und Inbetriebnahme des schlüsselfertigen Pakets. Mit ABB-Know-how wird das Kraftwerk einschliesslich Stromversorgung und Leitsystem vollständig in den Zementherstellungsprozess integ-

riert und voraussichtlich Ende 2011 in Betrieb genommen. Markus Hepberger, Werksleiter in Untervaz, sagt: «Mit dem Abwärmenutzungssystem von ABB können wir jährlich 10,5 Gigawattstunden elektrische Energie erzeugen. Damit könnte der Strombedarf von rund 2000 Haushalten in der Schweiz gedeckt werden.» Wenn später der vorhandene Planetenkühler ersetzt wird, kann die Stromerzeugung um bis zu 50 Prozent gesteigert werden. Das Werk wird dann 20 Prozent weniger Strom für den Betrieb benötigen, wodurch die Produktivität nochmals verbessert wird. Die Zementherstellung ist im Allgemeinen sehr energieintensiv. Der Klinkerbrennofen benötigt eine Temperatur von bis zu 1500 ˚C. Obwohl in dem modernen Werk ein Grossteil der Prozessabwärme zur Materialtrocknung genutzt wird, wer-

den erhebliche Mengen des Niedertemperaturgases ungenutzt durch den Kamin abgelassen. Die Lösung von ABB zur Abwärmenutzung ist ein neues, integriertes System für die effiziente Nutzung von Niedertemperaturabwärme in Industrieanlagen. Abluft oder Schornsteingase mit Temperaturen ab 150 ˚C können wirtschaftlich für die Stromerzeugung von 500 kW bis hin zum zweistelligen Megawattbereich genutzt werden. Anlagenbetreiber profitieren dank der CO2-freien Stromerzeugung vor Ort von reduzierten Betriebskosten und sind weniger abhängig von steigenden Energiepreisen. Endkunden haben niedrigere Investitionskosten, da Standardbauteile eingesetzt werden, die von den professionellen Planungs- und Projektteams effizient montiert werden. www.abb.ch

❚❚Vorsicht am Montagmorgen! An Werktagen verzeichnet die Suva rund 700 Berufsunfälle pro Tag, die unregelmässig über den Tag verteilt sind. Während die Spitze am Vormittag zwischen 9 und 10 Uhr liegt, ist sie am Nachmittag zwischen 14 und 15 Uhr. Die Unfallhäufigkeit hängt aber auch vom Wochentag ab. Besonders hoch ist das Unfallrisiko am Montagmorgen. Zwischen 6 und 10 Uhr geschehen im Vergleich zu den übrigen Werktagen deutlich mehr Berufsunfälle, zwischen 7 und 8 Uhr sogar um 40 Prozent. Dies zeigt eine Untersuchung der Suva über den Unfallzeitpunkt. Sind die ersten Arbeitsstunden am Montag noch überdurchschnittlich gefährlich, ist nach zehn Uhr keine nam-

hafte Abweichung gegenüber den anderen Wochentagen mehr zu beobachten. Das bedeutet auch, dass nicht die Anzahl der exponierten Personen für die Überhöhung der Unfallzahlen ausschlaggebend ist, sondern das Unfallrisiko. Am stärksten überhöht ist das Unfallrisiko bei den Berufsunfällen zwischen 7 und 8 Uhr, also unmittelbar nach Arbeits beginn. Eine mögliche Erklärung wäre, dass zu Beginn der Arbeitswoche andere, risikoreichere Tätigkeiten ausgeübt werden als sonst. Dagegen spricht die Statistik. Diese zeigt, dass es am Montagmorgen nicht nur während der Arbeit, sondern auch bei Freizeitbeschäftigungen zu mehr Unfällen kommt. Frauen

Mittlere Anzahl Berufsunfälle jeTagesstunde nach Wochentag 100 90 80 70 60

50 40 30 20 10 0

Montag

6 I Elektrotechnik 1/11

Dienstag

Mittwoch

Donnerstag

Freitag

wie Männer jeden Alters sind beim Aufenthalt zu Hause, auf dem Arbeitsweg und bei der Arbeit von diesem Montagmorgeneffekt betroffen. Stolperunfälle, Misstritte und Stürze treten zwischen 6 und 8 Uhr sogar um 80 bis 90 Prozent häufiger auf. Eine mögliche Erklärung liefert der deutsche Professor Jürgen Zulley vom schlafmedizinischen Zentrum Regensburg. Er sieht den Grund in der Verschiebung der inneren Uhr, da viele Menschen am Wochenende den TagNacht-Rhythmus verändern. Somit stehen sie für ihre Verhältnisse am Montag zu früh auf, die Leistungsfähigkeit ist dann noch nicht auf dem gewohnten Stand. Am besten könnte dieses «Montagsloch» in Grenzen gehalten werden, wenn man am Wochenende möglichst dieselben Schlafzeiten wie unter der Woche einhält. Diese präventive Massnahme dürfte sich allerdings nur schwer umsetzen lassen. Erhöhtes Risikobewusstsein zum Wochenstart lautet deshalb das Rezept, etwa für Stolper- und Sturzunfälle. Gegen 300 000 dieser Stolper- und Sturzunfälle ereignen sich jährlich in der Schweiz und zwei von fünf Invalidenrenten gehen auf einen Stolper- oder Sturzunfall zurück. Die Suva hat deshalb im Frühjahr 2010 die Kampagne «stolpern.ch» lanciert. www.suva.ch

Wirtschaft & Verbände

Kundennähe, Beratung & Wissenstransfers sind uns wichtig

Wissenstransfer zu Ihrem Vorteil Dank enger Zusammenarbeit mit Lieferpartnern, externen Spezialisten und durch Weiterbildung sind unsere Fachberater stets auf dem neuesten Wissensstand der technologischen Entwicklung. Wir kennen relevante Innovationen, beraten Sie unabhängig und kompetent über kostengünstige Lösungsmöglichkeiten und Alternativen. Damit Sie Ihren Kunden überzeugende Leistungen bieten können.

• Kompetenter Beratungs-Service > Produkte- & Applikations-Spezialisten > COM/LAN- & GST-Helpline > Persönlicher Beratungs-Service in 8 EM-Shops > Umfassende, jährlich neue Kataloge > Aktuelle Info- & Themen-Broschüren > Regionale Produkt-Präsentationen

www.elektro-material.ch 500 MitarbeiterInnen bieten Ihnen schnellste Artikelbereitstellung, Liefergenauigkeit, individuelle Servicelösungen und kompetente Fachberatung.

Ihr guter Kontakt

Basel . Bern . Genf . Lausanne . Lugano . Luzern . Elektrotechnik Sion . Zürich 1/11 I 7

Wirtschaft & Verbände

❚❚Elektro-Material AG erwirbt Grossauer Elektro-Handels AG Mit der am 1. Dezember 2010 vollzogenen Übernahme hat die Elektro-Mate rial AG das gesamte Aktienkapital der Grossauer Elektro-Handels AG vom bisherigen Eigentümer Alfred Grossauer erworben. Die Elektro-Material AG gehört zur Rexel Gruppe Paris, der weltweit führenden Händlerin für Produkte und Dienstleistungen rund um die Elektrotechnik. Die Grossauer Elektro-Handels AG ist die führende Elektro-Grosshändlerin in der Ostschweiz und beschäftigt rund 100 Mitarbeitende. Das Unternehmen führt ein umfassendes Sortiment für

das Elektroinstallationsgewerbe und die Industrie, das mit jenem der ElektroMaterial AG weitgehend identisch ist. Das traditionsreiche Appenzeller Handelsunternehmen regelt mit diesem Schritt die familienexterne Nachfolge. Die Unternehmung wird vom langjährigen Managementteam weitergeführt. Alfred Grossauer wird der Unternehmung während einer Übergangsphase weiterhin beratend zur Seite stehen. Mit dem Zukauf verstärkt die ElektroMaterial AG ihre Präsenz in der Ostschweiz und erweitert ihr Marktgebiet im Industriebereich. Die Elektro-Mate-

rial AG führt bisher in der Schweiz acht Niederlassungen und beschäftigt rund 500 Mitarbeitende. Die Grossauer Elektro-Handels AG wird als neunte Niederlassung der Elektro-Material AG weitergeführt. Der Standort Heiden ist somit gesichert. Mit der Übernahme will Elektro-Material AG die geografische Nähe zu Kunden in der Schweiz flächendeckend ausbauen und den Schweizer Markt lückenlos und mit hoher Qualität bedienen.

www.elektro-material.ch

❚❚Schweizer Berufsmeisterschaften der Elektroinstallateure Der Verband Schweizerischer ElektroInstallationsfirmen (VSEI) führte dieses Jahr die Schweizer Meisterschaft der Besten seines Branchennachwuchses erstmals an der Berufsmesse Zürich durch. Vor Ort konnten rund 40 000 Besucherinnen und Besucher die technischen Anforderungen dieses Berufes erkennen und live die Arbeitsausführung beobachten. Zudem konnte die Wettkampfstimmung täglich auf www.electrowattelse.ch verfolgt werden. Diese Meisterschaft stellt eine Spitzenleistung der jungen Elektroinstallateure

zur Schau: Die Teilnehmerin und die Teilnehmer, die sich bereits durch einen ausgezeichneten Grundbildungsabschluss ausgezeichnet und über die Regionalmeisterschaften für diesen Wettkampf qualifiziert haben, bilden die Nachwuchselite der Elektro-Installationsbranche. Dieses Jahr haben sich die beiden Bündner Andrin Cavegn (Gold) und Gian-Andrea Casaulta (Silber) durchgesetzt und sich gleichzeitig die Teilnahme an der Weltmeisterschaft 2011 in London gesichert. Für die Europameisterschaft, welche 2012 in der Schweiz

durchgeführt wird, darf sich Stefan Wyss (Bronze) aus Bern einschreiben. Hans-Peter In-Albon, Direktor VSEI, meint rückblickend: «Diese Meisterschaft kann sehr positiv eingestuft werden. Dank unseren 21 jungen ElektroCracks konnte die Branche der Öffentlichkeit zeigen, dass sich unsere Investitionen in den Branchennachwuchs direkt positiv auf das Qualitätslabel ‹Sicherheit und Qualität sind PrinzipSache› auswirkten.» www.electrowattelse.ch

Primin Gassmann (Zentralpräsident VSEI), Stefan Wyss (3. Platz), Andrin Cavegn (Sieger), Gian-Andrea Casaulta (2. Platz), Hans-Peter In-Albon (Direktor VSEI). 8 I Elektrotechnik 1/11

Das Holzkraftwerk Zündholz ist ein Gemeinschaftsprojekt der Erlenhof Energie AG und der St. Gallisch-Appenzellischen Kraftwerke AG (SAK). Insgesamt wurden elf Millionen Franken in die Anlage investiert. Die Gossauer Unternehmung ist für die Brennstoffaufbereitung und die Feuerung verantwortlich. Die SAK betreibt das ORC-Modul und sorgt für die Erzeugung der elektrischen Energie. Im KW Zündholz wird zur Hauptsache Restholz der Holzwerk Lehmann AG, Gossau, verbrannt, jährlich werden rund

55 000 Kubikmeter Holzschnitzel gebraucht. Die bei der Verbrennung entstehende Wärme wird über einen Thermoölkreislauf mit einem Wärme-Kraft-Koppelungsprozess (ORC) genutzt. Dieses Verfahren ist dem thermodynamischen Kreislauf einer Dampfturbine ähnlich; statt Wasser wird jedoch Silikonöl verwendet. Das verdampfte Silikonöl mit einer Temperatur von 310 Grad und einem Druck von ca. 11 bar treibt die Turbine an. Dieses Verfahren erlaubt eine effiziente Nutzung der Wärme und setzt etwa

18 Prozent über die Turbine in elektrische Energie um. Die Restwärme von rund 75 Grad (24 000 MWh) wird für die Schnitzelholztrocknung der Holzwerke Lehmann AG und die ebenfalls im Erlenhof angesiedelte Pelletproduktion der Beniwood AG verwendet. Die elektrische Energie (5000 MWh) wird ins Netz der Stadtwerke Gossau eingespiesen und deckt den Strombedarf von rund 1200 Haushaltungen. www.sak.ch

Regierungsrat Josef Keller, Urban Jung, Katharina Lehmann und Beni Gmünder von der Erlenhof Energie AG und Heinz Reichen, Stefano Garbin von der SAK (von links) bei der Eröffnungsfeier.

❚❚Keine Gefahr durch zerbrochene Energiesparlampen Die Lampenindustrie weist die Forderung der Verbraucher nach Aussetzung des Glühlampenverbots zurück. Die Forderung wurde erhoben, weil in einem Stichprobenversuch des Umweltbundesamtes zerbrochene Energiesparlampen in geringen Mengen Quecksilber an die Luft abgegeben haben. Diese Erkenntnis ist nicht neu. Studien stellen

Ich

erzeuge

Energie.

fest, dass es selbst in ungünstigen Fällen äusserst unwahrscheinlich ist, dass durch beschädigte Energiesparlampen eine besorgniserregende Konzentration von Quecksilber in der Luft entsteht. Industrie und Handel empfehlen – wie bei althergebrachten Leuchtstoffröhren – den Raum zu lüften, Glasbruchstücke der Energiesparlampen ein-

zusammeln und den Boden zu reinigen. Die Bruchstücke sollen in einem verschlossenen Plastikbeutel zu einer Lampensammelstelle gebracht werden. Das Informationsblatt «Was tun bei Lampenbruch» auf der Website des ZVEI informiert dazu ausführlicher. www.zvei.org

Wo fliesst Ihre Energie? Finden Sie’s raus – Infos zum Einstieg bei der BKW-Gruppe gibt es unter:

www.bkw-fmb.ch/karriere

Elektrotechnik 1/11 I 9

Wirtschaft & Verbände

❚❚Holzkraftwerk Zündholz in Gossau eingeweiht

Wirtschaft & Verbände

❚❚KEV: Tiefere Vergütungen für Solarstrom, dafür mehr Geld insgesamt

Die kostendeckende Einspeisevergütung (KEV) für Solarstrom sinkt per 1.1.2011 um 18 %. Gleichzeitig kann der Anteil des Solarstroms am KEV-Fördertopf von bisher 5 auf 10 % erhöht werden. Der Bundesrat hat kürzlich eine entsprechende Revision der Energieverordnung verabschiedet. Grund dafür sind die deutlich gesunkenen Kosten für Photovoltaikanlagen. Durch Effizienzsteigerungen bei der Fertigung durch die Massenproduktion von Solarmodulen sind die Preise für Photovoltaikanlagen deutlich stärker gesunken als bei der Einführung der KEV Anfang 2009 angenommen. Diese Preis-

vorteile müssen bei der Festlegung der Einspeisevergütung berücksichtigt werden, da die Anlagenbetreiber sonst zu hohe Renditen erzielen würden. Bereits per Januar 2010 hatte das UVEK die Vergütungssätze für Solarstrom um 18 % reduziert. Die Marktpreise für Photovoltaikmodule sind in diesem Jahr jedoch weiter gefallen. Durch die erneute Reduktion um durchschnittlich 18 % sinken die ungedeckten Kosten für Solarstrom – das sind die Mehrkosten, die über dem generellen Strommarktpreis liegen – unter 50 Rappen pro Kilowattstunde. Gemäss Energiegesetz steigt damit der maximale Anteil der Photovoltaik am KEVFördertopf von bisher 5 auf 10 %, sodass anstelle der bisherigen Zubauleistung von bisher total ca. 30 Megawatt (MW) ab 2011 jährlich Solarstromanlagen mit einer Leistung von insgesamt 50–70 MW frei-

gegeben werden können. Dadurch kann die Warteliste der angemeldeten Projekte voraussichtlich bis 2013 abgebaut werden (2011: alle per 1./2. Mai 2008 angemeldeten Anlagen auf der Warteliste. Restliche Anlagen anschliessend bis 2013). Die Absenkung erfolgt einvernehmlich mit Unternehmen und Verbänden der schweizerischen Solarbranche, da der Solarstrom dadurch einen grösseren Anteil der KEV-Mittel erhält und somit mehr Anlagen von der Einspeisevergütung profitieren können. 2009 trug Solarstrom einen Anteil von 0.078 % zur gesamten inländischen Stromproduktion bei. Derzeit speisen im Rahmen der KEV 1600 Photovoltaikanlagen Solarstrom ins Netz ein. 7033 Anlagenprojekte sind auf der Warteliste. www.bfe.admin.ch

❚❚Electrosuisse ist EduQua zertifiziert Das Weiterbildungsangebot der Electrosuisse steht ab sofort unter dem eduQua Qualitätssiegel. EduQua ist das Schweizer Zertifikat für Institutionen, die qualitativ anspruchsvolle Erwachsenenbildung betreiben. Diese Bildungsanbieter werden

regelmässig auditiert und rezertifiziert. Sie zeichnen sich aus durch fachlich, methodisch und didaktisch fundiertes Wissen. Das Ziel dieses Zertifikats ist die Schaffung von Transparenz, die Qualitätssteigerung und -sicherung sowie die

Vergleichbarkeit unter den Bildungsanbietern.

www.electrosuisse.ch

SYSTEME FÜR ZEIT, LICHT, KLIMA.

Jahresschaltuhren erweiterbar von 1 bis 8 Kanäle TR top2 – noch ﬂexibler durch zusätzliche Astrofunktion Bei den neuen Jahresschaltuhren TR 641 bis 644 top2 RC wurden die Wünsche und Anregungen unserer Kunden erfüllt. Z.B. die Erweiterungsmöglichkeit auf 8 Kanäle, wahlweise Zeit- oder Astroprogramm, GPS- oder DCF77-Synchronisation, LAN-Fernzugriff und eine einheitliche Software für alle Theben-Geräte.

• • • • •

Optimierte textorientierte Bedienerführung im Display Speicherkarte für Sonderprogramme und einfaches Programmkopieren PC-Programmierung durch die intuitive OBELISK top2-Software Gleiche Programmier-Software wie TR 610-622 top2, SELEKTA 170-172 top2 40% schnelleres Anschliessen durch Steckklemmen egal ob Draht oder Litze

Interessiert? Mehr über die neuen digitalen Jahresschaltuhren erfahren Sie im Internet: www.theben-hts.ch

D 11

Unbestechliche Energiezähler

mit MID-Zulassung M10

Wirtschaft & Verbände

❚❚Pilotprojekt mit Windkraftwerk

• NEU mit MID-Zulassung Acht Meter hoch, sehr schlank und mit filigranen Flügeln – so präsentiert sich der H-Rotor an der Talstation. Es handelt sich um eine Kleinwindanlage der besonderen Art: Anstelle von ausladenden Propellern, die um die horizontale Achse drehen, bewegen sich die Flügel des H-Rotors um die vertikale Achse. Durch die ungewöhnliche H-Form ist dieser H-Rotor nicht gleich auf den ersten Blick als Windanlage zu erkennen. Das Demonstrationsmodell an der Talstation produziert bereits umweltfreundlichen Strom mit einer Leistung von 3 Kilowatt. Grössere H-Rotoren erzeugen bis zu 40 Kilowatt Leistung. «Wind hat im Vergleich zu Solarenergie den Vorteil von wesentlich besseren Saison- und Tagesgängen. Damit wäre Wind eine ideale Ergänzung zur Sonne», erklärt Werner Frei, Leiter Produktion erneuerbare Energien der EKZ. Obschon die Windverhältnisse in der Schweiz für den Betrieb herkömmlicher Windanlagen nicht optimal sind, sehen die EKZ im Betrieb von Kleinwindanlagen mit H-Rotoren ein Potenzial, das sie ausnutzen möchten. Kleinwindanlagen mit H-Rotoren haben bedeutende Vorteile gegenüber herkömmlichen Windanlagen: • Der Anstellwinkel der Flügel passt sich der Strömungslinie und der Windrichtung an. Durch diese Flexibilität ist es möglich, mit Kleinwindanlagen Wirkungsgrade zu erzielen, die herkömmliche Windanlagen übertreffen. Dies ist besonders für die Schweiz mit den hier vorherrschenden Windverhältnissen ein bedeutender Vorteil. • Die H-förmigen Flügel werfen kaum Schatten und sind geräuscharm. • Da H-Rotoren eine geringe Bauhöhe aufweisen, fügen sie sich gut ins Landschaftsbild und passen auch zu den Installationen im Skigebiet. • Für Vögel besteht durch die H-förmigen Flügel keine Gefahr, sie nutzen die Querbalken sogar manchmal als Sitzgelegenheit. Der ortsansässige Energieversorger EBS übernimmt den Anschluss der Anlage an das lokale Stromnetz. Um genügend Strom für die Beschneiung herzustellen, werden nun geeignete Standorte für H-Rotoren ausgewählt. Insgesamt sollen so pro Jahr rund 180 000 Kilowattstunden Windstrom erzeugt werden. Mit dem ökologisch wertvollen Windstrom will die SattelHochstuckli AG in Zukunft die Beschneiungsanlagen versorgen und ideale Schneeverhältnisse für Skifahrer und Snowboarder schaffen. www.ekz.ch www.ebs-strom.ch www.sattel-hochstuckli.ch

Europäische Messgeräterichtlinie

• NEU auch in der Schweiz gültig

• Verrechnung ohne zusätzliche E-No 981 871 218 1x 32 A, 230 V Einzeltarif

E-No 981 871 318 1x 65 A, 230 V Einzeltarif

Eichung möglich

• Nur noch ein konventioneller

EW-Hauptzähler notwendig – keine grossen Zählerplatten mehr erforderlich

• Geringer Platzbedarf –

1 bis 4 Modulbreiten auf DIN-Tragschiene

• Direktmessung 1-phasig

32 A und 65 A mit Einzeltarif

• Direktmessung 3-phasig E-No 981 873 218 3 x 65 A, 3 x 230/400 V Einzel- und Doppeltarif

3 x 65 A mit Hoch- und Nieder-Tarif

• Wandlerzähler mit setzbarem

Wandlerverhältnis max. 3 x 5A

• Genauigkeitsklasse B (1%) • Mit S0-Schnittstelle

Impuls-Ausgang nach DIN 43 864

• Wirkenergiezähler

ohne Eigenverbrauch

• Plombierbare Klemmenabdeckung

E-No 981 873 228 3 x 5 A, 3 x 230/400 V Wandlermessung bis max. 3 x 5 A

Generalvertretung für die Schweiz: Demelectric AG, Steinhaldenstrasse 26, 8954 Geroldswil Telefon 043 45544 00, Fax 043 455 44 11 e-Mail: info@demelectric.ch

e-Katalog: www.demelectric.ch Elektrotechnik 1/11 I 11 Bezug über den Grossisten. Verlangen Sie unseren Katalog.

Wirtschaft & Verbände

❚❚Sanierungslösungen für Gebäude Der bestehende Schweizer Gebäudepark verbraucht rund 50 % der Energie. Das Novatlantis-Bauforum 2010 in Basel zeigte mit Beiträgen aus Forschung und Praxis Lösungen zur Modernisierung. Christian Mathys, Ressortleiter Energietechnik im Amt für Umwelt und Energie, Basel-Stadt, unterstrich in seinem Vortrag die Bedeutung des natio nalen Förderprogramms für Gebäude sanierung. Es hat Anfang 2010 das Gebäudeprogramm des Klimarappens abgelöst und schüttet nun während 10 Jahren jährlich 200 Mio. Franken aus der Tarifzweckbindung der CO2-Abgabe an die Kantone aus, davon rund über 60 Prozent für Gebäudesanierungen und ca. 30 Prozent für Investitionen in erneuerbare Energie und Gebäudetechnik. Das soll pro Jahr rund eine Milli arde Franken Investitionen auslösen, 10 000 Gebäude sanieren und den CO2Ausstoss bis 2020 um 2,2 Mio. t verringern. Bis zum dritten Quartal 2010 wurden rund 160 Mio. Franken abgerufen. Laut Mathys werde die Eintrittsschwelle für 2011 voraussichtlich etwas angehoben – bisher betrug der Mindestbeitrag 1000 Franken – und die Beiträge würden wohl etwas reduziert werden. Martin Jakob, TEP Energy ETHZ, stellte mit der Präsentation der Studie zum Gebäudeparkmodell Schweiz fest, dass in der Schweiz auf die Gebäude rund 53 % des Primärenergieverbrauchs entfallen, oder 48 % der Endenergie. Das Gebäudeprogramm helfe bei der Reduktion, aber ein Restbedarf bleibe: «Die Welt kann nicht einfach von schwarz auf weiss kippen», so Jakob. Da-

bei sei der Verbrauch von Strom schwieriger zu senken als von Brennstoffen, weil die höhere Technisierung der Haushalte die Stromnachfrage treibe und die Effizienzverbesserungen wieder aufhebe. Auch das Wachstum der Flächen wirke der Einsparung entgegen. So werde aufgrund der heutigen Wachstumsraten die Einfamilienhausflächen von 2010 bis 2035 um rund 53 % anwachsen, bei Mehrfamilienhäusern um 37 %, was einer Zunahme von insgesamt 66 % der Energiebezugsfläche der Schweiz entspreche. Auch bei Dienstleistung, Gewerbe und Industrie sei mit Zuwachs zu rechnen. Laut einer TEP-Studie würde die CO2-Belastung des schweizerischen Stromverbrauchs zunehmen, dabei sei die wachsende Elektrifizierung der Haushalte nicht unproblematisch. Die CO2-Belastung des Schweizers müsse laut Urs Rieder, Gebäudetechnik Hochschule Luzern, wieder diejenige Indiens erreichen, nämlich 2000 W/1 t CO2, natürlich ohne Komforteinbussen. Der SIA-Transformationspfad zeige hier Lösungen auf. Das Ziel lasse sich erreichen. Dabei haben die fossilen Energien laut Rieder ausgedient, dafür werde der Peak Oil schon sorgen. Die Frage sei bloss: Wie ersetzen wir diese Energie? Klargeheder Trend zur Elektrizität, nur schon wegen der Wärmepumpen – aber wie wird der Strom produziert? Rieder hofft dabei unter anderem auf das Desertec-Projekt. Der SIA fordert, so Rieder, den Gebäudepark Schweiz konsequent auf ein nachhaltiges Fundament zu stellen und mit der Ressource Energie intelligent – das heisst: differenziert

Urs Rieder, Hochschule Luzern: «Wie wird der Strom produziert?»

für Neu- und Umbau – umzugehen. Dabei stehe ein ganzheitlicher Ansatz und eine Betrachtung des gesamten Lebenszyklus im Vordergrund. Der SIA beanspruche beim zukunftsfähigen Umgang mit Energie im Gebäudepark eine Führungsrolle. Die Analyse des Gebäudeparks zeige einen grossen Arbeitsvorrat, um den Wärmeverbrauch um den Faktor 10 auf 20 kWh/m2 a herunterzubringen. Es sollen nun differenzierte Lösungen gesucht werden. Dabei ist das Hauptproblem nach Rieder nicht das Geld, sondern die menschliche Ressource. Zudem wäre die Gebäudegrenze zu verlassen und zu überlegen, was Netzwerke bringen könnten. www.novatlantis.ch www.dasgebaeudeprogramm.ch

❚❚Weber wird Hager – unter einheitlicher Marke

Ab Januar 2011 treten die Hager AG und die Weber AG einheitlich unter der neuen Marke Hager am Markt auf. Die zwei Unternehmen operieren seit Januar 2010 in der Schweiz unter einem gemeinsamen Country Management. Parallel erfolgte schrittweise die Überführung der Marken Hager und Weber in die neue Marke Hager. Mit der definitiven Zusammenlegung der Verkaufsgesellschaften per 1. Januar 2011 baut Hager die Dienstleistungen und Synergien im Schweizer Markt weiter aus und rüstet sich so für die Herausforderungen der Zukunft. 12 I Elektrotechnik 1/11

Die Zusammenarbeit der Hager AG und Weber AG in der Schweiz wurde bereits während der letzten zwei Jahre verstärkt. So präsentierten sich die beiden Verkaufsorganisationen unter anderem an Messen wie Ineltec, Powertage und Elettroespo mit einem einheitlichen Auftritt. Die Bündelung des Know-how und der Erfahrung beider Unternehmen im Bereich Elektroinstallation und Energieverteilung bringt Vorteile: Kunden profitieren von einem kompletten Produktsortiment für die Bereiche Wohnbau, Zweckbau und Energie. Die Erweiterung des Sortiments widerspiegelt sich auch im Ausbau der Kompetenzen: Nebst Produkten erster Qualität bietet Hager seinen Kunden mit dem neu ge-

schaffenen Solution Center hochwertige Dienstleistungen. Das in Emmenbrücke angesiedelte Solution Center unterstützt die Verkaufsmannschaft sowie die Elektroplaner bei der Ausarbeitung von technischen Lösungskonzepten und Offerten. Hager, als umfassender Lösungsanbieter mit rund 300 Mitarbeitenden, setzt bewusst auf den Produktionsstandort Schweiz. Der neue Hauptsitz der Hager AG sowie das Kompetenzzentrum für Entwicklung, Produktion und Logistik befinden sich in Emmenbrücke bei Luzern, Verkaufsniederlassungen betreibt das Unternehmen in Zürich, Bern und Lausanne. www.hager-tehalit.ch

Haushaltungen von ausgedienten Elektro- und Elektronikgeräten zum Zweck der Wiederaufbereitung auf die Produzenten überwälzen wollen. Quelle: Umicore/Empa)

Vergangenen September diskutierten in Zürich die 38 Mitgliedsorganisationen des WEEE Forum (Europäischer Verband der Rücknahmesysteme für E-Waste) zusammen mit den Produzenten von Elektro- und Elektronikgeräten, mit Vertretern von Behörden, Aufsichtsorganen, Recyclern, Handel und Wissenschaft über die Praxis der Produzentenverantwortung in den kommenden Jahren. Der Themenkatalog der Konferenz reichte von neuen Sammelzielen über die Verwertung von Elektro- und Elektronikschrott bis hin zur Schaffung neuer Geschäftsmodelle. «Massgeblich für den künftigen Erfolg wird sein, dass neue Lösungen zur Verbesserung der Ökobilanz über die gesamte Verwertungskette von Elektround Elektronikschrott bei gleichzeitiger Nutzung von Effizienzsteigerungs- und Synergiepotenzialen gefunden werden», so Andreas Röthlisberger, Präsident des WEEE Forum. Hingegen wehrt sich das WEEE Forum gegen Vorschläge, welche die Kosten für die Sammlung ab

Das WEEE Forum begrüsst den Vorstoss des Europäischen Parlaments zu harmonisierten Standards für Sammlung, Lagerung, Logistik und Verwertung von Elektro- und Elektronikschrott. Unter der Bezeichnung WEEELABEX arbeitet die Organisation zurzeit intensiv an einem Vierjahresprojekt, in welchem sie zusammen mit Vertretern der Produzenten und der Recyclingindustrie verbindliche Standards für Sammlung, Logistik und Verwertung sowie Instrumente zu deren Durchsetzung erarbeitet. Das Projekt wird durch das Umweltprogramm LIFE der EU mitfinanziert. Die drei Schweizer Rücknahmesysteme für Elektro- und Elektronikschrott SENS, SWICO und SLRS gehören zu den Pionieren in Europa und sammeln jährlich insgesamt 14 kg pro Kopf, was europaweit ein Spitzenergebnis darstellt.

www.weee-forum.org

Kurbeln Sie noch oder steuern Sie schon?

Die neue DOMINOSWISS-Funkstorensteuerung glänzt durch ihre elegante Ästhetik, die perfekte Integration in das EDIZIOdue-Schalterdesign und die zahlreichen technischen Neuheiten. Mit 8-Kanal-Funksender, 10 Jahre Batterielebensdauer, kompatibel mit KNX, LON, etc., Dominofunktion (automatisches Routing), einfacher Programmiermechanismus, u.v.m. 100% Swiss Made.

brelag

www.

.com

ein Produkt von

Telefon: +41 (0)56 485 90 80 · Email: info@brelag.com

Elektrotechnik 1/11 I 13

Wirtschaft & Verbände

❚❚Verbindliche Standards sollen Ökobilanz verbessern

Wirtschaft & Verbände

❚ Home Networking Infoveranstaltungen für Elektroinstallateure Im Zeitalter der multimedialen Kommunikation ist das Leben mobiler und flexibler geworden. Ein Hausnetzwerk mit Anschlussmöglichkeiten in jedem Zimmer – der Installateur spricht von strukturierter Heimverkabelung – eröff-

net zahllose neue Möglichkeiten. Damit Elektroinstallateure den neusten Stand der Technik kennen und die dadurch verbundenen Möglichkeiten ihren Kunden mit entsprechen Multimedia-Systemen optimal verkaufen können, bietet

Otto Fischer AG zusammen mit drei Systemherstellern Home Networking Infoveranstaltungen an. Bei der kürzlich durchgeführten Veranstaltung im Stadtkino Bourbaki in Luzern lernten die Elektroinstallateure drei verschiedene Verkabelungssysteme kennen. Die Besucher erhielten Fachinformation von den spezialisierten Unternehmen Reichle & De-Massari AG, Feller AG sowie Cecoflex und profitierten vom direkten Informationsaustausch mit den Systemherstellern, beispielsweise durch wichtige Installationstipps und -tricks für die praktische Umsetzung. Zudem wurden die neusten Produkte der Hersteller vorgeführt und konnten von den Teilnehmern vor Ort begutachtet werden. Interessierte Elektroinstallateure erhalten weitere Informationen über die Website (Registrierung erforderlich) im Home Networking-Katalog von Otto Fischer AG (Bestellnummer: 996 012 000) oder bei den nächsten Home-Networking Infoverstaltungen in St. Gallen (März), in Bern (Mai) oder in Zürich (Juni). www.ottofischer.ch/homenetworking

Auf Nummer sicher. Die Messgeräte von Gossen Metrawatt überzeugen durch vielseitige Leistung, maximale Präzision und absolute Zuver-

Installationstester NiV / NiN – Prüfgeräte Isolationsmessgeräte Erdungsmessgeräte

lässigkeit. In der täglichen Praxis finden sie

Gerätetester

Anwendung in vielen Bereichen der Mess-, Prüf-, Steuerungs- und Regeltechnik.

Prüfgeräte für Betriebsmittel Maschinentester EN 60204 / EN 60439 Prüfgeräte für Medizintechnik

Multimeter

Leistungsmessgeräte

Analog- und Digital-Multimeter Kalibratoren Milliohmmeter

Energieanalysatoren Netzqualitätsanalysatoren Zangenmessgeräte

GMC-Instruments Schweiz AG Glattalstrasse 63  CH-8052 Zürich Tel: +41 44 308 80 80  Fax: +41 44 308 80 88 www.gmc-instruments.ch  info@gmc-instruments.ch 14 I Elektrotechnik 1/11

❚❚Amortisation von Mehrinvestition nach wenigen Jahren möglich Maschinen & Geräte

Frequenzumrichter sparen richtig Energie Frequenzumrichter (FU) wandeln die Netzspannung mit konstanter Frequenz in ein neues dreiphasiges Netz mit variabler Frequenz und Spannung um. Damit ist die stufenlose Drehzahlregelung von einfachen Asynchronmotoren mit vollem Nennmoment auch bei kleinen Drehzahlen möglich. Mehrinvestitionen drehzahlgeregelter Antriebe erlauben bei Lüftungsanlagen und Pumpen gewaltige Energieeinsparungen; eine Amortisation in wenigen Jahren ist durchaus möglich. Raymond Kleger In der Maschinenindustrie sind geregel te Antriebe längst Stand der Technik. Ohne diese wären Fortschritte in der Automatisierung gar nicht möglich ge wesen. In den letzten beiden Jahrzehn ten haben sich sowohl permanent erreg te Motoren, die Leistungselektronik als auch die Ansteuermechanismen über Software gewaltig entwickelt. Man stelle sich eine Druckmaschine mit den vier Druckwerken vor. Früher wurden diese über präzise Getriebe mechanisch so ge koppelt, dass jede Farbe exakt versatzfrei gedruckt wurde. Heute wird jede Druck walze einzeln in der Drehzahl geregelt und zwar so genau, dass alle Druckwal zen perfekt winkelsynchron drehen. Direktantriebe und Leistungselektronik, zusammen mit präziser Messtechnik und Software, verdrängen die Mechanik. In diesem Beitrag wollen wir aber den Fo kus des FU auf eine andere Ebene brin gen. Einerseits soll das Prinzip des FU und andererseits mögliche Energie einsparungen aufgezeigt werden, wenn Pumpen, Lüfter und andere Lasten in der Drehzahl geregelt werden. Obwohl in gewissen Bereichen eine Amortisation in wenigen Jahren möglich ist, wird we nig unternommen. Im «grünen» Zeital ter müsste das die Chance sein, sich als Firma oder Gemeinde «umweltbe wusst» zu profilieren. Wichtig ist noch die Bemerkung, dass mit einem Sanftan laufgerät zwar ein Asynchronmotor sanft beschleunigt werden kann, der Motor läuft aber letztlich auf voller Drehzahl. Soll ein Asynchronmotor mit einer (fast) beliebigen Drehzahl dauernd laufen, ist zwingend ein FU nötig. Ein FU ist von

Der neue ABB Standard Drive bietet ein benutzerfreundliches «All-inclusive-Paket» für eine energie effiziente, einfache Regelung von Standardanwendungen.

der Technik deutlich anspruchsvoller als ein Sanftanlaufgerät und entsprechend auch teurer, vor allem bei grösseren Leistungen.

Aufbau des Frequenzumrichters Die meisten am Markt erhältlichen FU bestehen aus drei Stufen: Passiver Gleichrichter, Zwischenkreis mit Kon densatoren, Wechselrichter mit IGBTTransistoren. Die Netzspannung wird in eine Gleichspannung umgeformt, wobei bis etwa 1,5 kW Abgabeleistung auch Geräte mit einphasigem Eingang erhält lich sind. In Bild 2 ist ein Drehstrom gleichrichter (B6-Brückengleichricher) gezeichnet. Auf dem Kondensator liegt annähernd der Spitzenwert der verkette ten Wechselspannung. Der Wechselrich

ter arbeitet mit Schalttransistoren (Insu lated Gate Bipolar Transistor, IGBT) oder Schaltthyristoren (Integrated Gate Commutated Thyristor, IGCT). IGCT kommen nur bei sehr grossen Leistun gen im MW-Bereich zum Einsatz. Der Wechselrichter erzeugt Gleichstrom impulse mit 2 ... 20 kHz, man spricht von Pulsweitenmodulation (PWM). Der Mittelwert dieser Gleichspannungspulse entspricht der Motor-Sinusspannung der gewünschten Frequenz und Amplitude. Die Induktivität des Motors besorgt die Glättung, sodass der Strom annähernd sinusförmig ausfällt. Es gibt kaum FU am Markt, die Sinus-Ausgangsfilter ein gebaut haben; diese werden, wenn unbe dingt nötig, extern aufgebaut. Beim FU werden die Ausgangsspannung und auch Elektrotechnik 1/11 I 15

Maschinen & Geräte

Frequenz in weiten Grenzen geregelt. Bei tieferen Frequenzen als der Netzfre quenz muss auch die Spannung des Mo tors reduziert werden, weil der Motor sonst wegen der Eisensättigung einen viel zu hohen Magnetisierungsstrom auf nehmen würde. Es gibt auch Direktumrichter, soge nannte Matrixumrichter, bei denen über Halbleiterschalter jede Netzphase direkt mit jeder Phase der Last verbunden wird. Der Zwischenkreis mit der Gleich spannung entfällt somit. Ein Direktrich ter mit Thyristoren kann jedoch nur Ausgangsfrequenzen kleiner der Ein gangsfrequenz erzeugen, Zwischenkreis umrichter und Direktumrichter mit IGBT können dagegen auch Ausgangs frequenzen erzeugen, die oberhalb der Eingangsfrequenz liegen (bis mehrere Hundert Hz). Direktumrichter sind im mer rückspeisefähig, d. h. es ist 4-Quad ranten-Betrieb möglich, wogegen bei FU mit Zwischenkreis spezielle Mass nahmen nötig sind, wie weiter unten ge zeigt wird.

Wirkungsweise des FU Zur Erzeugung der sinusbewerteten An steuerspannungen der IGBT-Transisto ren wird pro Wechselrichterzweig eine variable sinusförmige Referenzspannung im Prozessor erzeugt. Je höher der Si nuswert, desto breiter generiert der Pro zessor die Gleichspannungspulse, wie Bild 2 zeigt. Soll z. B. zwischen U-V die positive Halbwelle entstehen, wird IGBT 1 und 5 durchgeschaltet. Arbeitet der FU mit 16 kHz Taktfrequenz, ergeben sich 320 Gleichspannungspulse von variabler Breite pro Periode bei 50 Hz Ausgangs spannung. Für die negative Halbwelle von U-V werden die IGTB 2 und 4 durchgeschaltet. Die wirksame Sum menspannung ergibt sich aus der Über lagerung der einzelnen an den Wicklun gen anliegenden Spannungen. Beim Abschalten entstehen in den Wicklungs induktivitäten enorme Selbstinduktions spannungen. Die parallel zu den IGBT geschalteten Freilaufdioden ermögli chen, dass die Motorströme in ihren bis herigen Richtungen über die Freilauf dioden weiter fliessen können, und so keine hohen Spannungen entstehen. Ohne die Freilaufdioden würden die IGBT sofort zerstört. Die für den Motor notwendige Blindleistung wird ebenso über die Freilaufdioden gedeckt. Im Normalfall führen diese Gleichspan nungspulse mit sehr hohen Flankensteil heiten auf den Motor. Weil der Motor eine grosse Induktivität darstellt, wird der Strom automatisch annähernd sinus 16 I Elektrotechnik 1/11

2 Gleichrichter einoder dreiphasig

DrehstromIGBT-Transistorbrücke 1

3 U

L1 L2

DrehstromAsynchronmotor

L3 4

UZ = Zwischenkreisspannung

Gleichspannungspulse Stomhüllkurve Sinus

Breite der Gleichstromimpulse ändert so, dass linearer Mittelwert Sinuskurve entspricht (In Wirklichkeit 20 ...400 Pulse pro Periode)

f Wechselrichter

Anzahl Pulse/Periode = Periodendauer Ua

Prinzip eines einfachen Frequenzumrichters mit Gleichspannungs-Zwischenkreis.

förmig, weil die Induktivität den linearen Mittelwert aus den Gleichspannungspul sen herausholt. Allerdings entstehen bei der Ansteuerung eines Asynchronmotors mit Gleichspannungspulsen höhere Ver luste, als wenn derselbe Motor mit einer Sinusspannung angesteuert würde. Harmonische Oberschwingungen erzeu gen in gewissen Momenten, verglichen zur grundharmonischen ein umgekehr tes Drehmoment. Auch die Isolations spannung der Wicklungen sollte erhöht werden (Empfehlung: Isolationsklasse F), damit ein Asynchronmotor Gleich strompulse mit so hohen Flankensteil heiten über seine Lebensdauer von 100 000 Stunden wegstecken kann.

Drehzahl steuern oder regeln? Will man die Drehzahl mit einem FU genau regeln (Berücksichtigung Schlupf), bedurfte es früher eines analogen Tachos oder Inkrementalgebers. Wird der Strom des Motors gemessen und seine Phasenlage zur Spannung ausgewertet und mithilfe eines Software-Motormo dels verglichen, kann der Schlupf des Motors rein rechnerisch ziemlich genau ermittelt werden. Die Ausgangsfrequenz des FU wird automatisch um den Schlupf korrigiert, sodass der Motor belas tungsunabhängig mit der gewünschten Drehzahl läuft. Die Vektorregelung oder auch feldorientierte Regelung genannt, besteht aus einem Drehzahlregler mit unterlagertem Stromregler für die Blind- und Wirkstromkomponenten. In

einem elektronisch im FU abgelegten Motormodell sind die Motorkennwerte abgelegt, oder sie werden beim Ein schalten des FU durch ein kurzes Analy seprozedere am Motor abgeschätzt. Das hat den Vorteil, dass es keine separate Drehzahlmessung geben muss, um Drehzahl und Moment zu regeln. Ex tern aufgebaute Sensoren verursachen erhebliche Kosten, sind aber nur noch für Anwendungen mit einer sehr hohen Regelgüte erforderlich. Die feldorien tierte Regelung des Motors erlaubt er staunlich hohe Drehzahl- und Moment stellbereiche; typisch für die Drehzahl ist ein Stellbereich von 1 :120, für das Drehmoment gilt ein Stellbereich von 0 ... 4 × MN, wenn der Umrichter den erforderlichen Strom führen kann. Die notwendigen Berechnungen überfor dern einfache Mikrocontroller, es kom men deshalb Digitale Signal-Prozesso ren (DSP) zum Einsatz. Es gibt heute mehrere Mikrocontroller-Hersteller, die dafür fertige Softwarepakete für ihre DSP anbieten. Mit einem externen In krementalgeber sind Drehzahlstellbe reiche bis 1:32 000 möglich. Soll z. B. bei einem Skilift die Ge schwindigkeit reduziert werden, wird einfach über ein Potenziometer die Mo torfrequenz reduziert, der Schlupf wird dabei vom Bediener subjektiv berück sichtigt. Muss die Einhaltung der Dreh zahl deutlich genauer sein, kommt die feldorientierte Regelung zum Einsatz. Hier wird der Schlupf über die Software

Schnittstellen bei FU In den letzten Jahren sind FU in ihrer Funktion stets komplexer geworden. Die Hersteller haben die Funktionalität stets vergrössert. Zur analogen Ansteue rung werden die Einheitspegel 0 … 10 V, 0 … 20 mA oder 4 … 20 mA genutzt. Es gibt auch FU, die über Bussysteme wie BACNet, LON, Modbus, CAN-BUS, PROFIBUS, PROFINET, Ethernet, EtherCAT oder auch über Ethernet Po werlink angesteuert werden. Alle diese zusätzlichen Leistungsmerkmale kosten Geld. Vor allem aufwendige Schnittstel len verteuern einen kleinen Frequenz umrichter erheblich. FU mit Schnitt stelle lassen sich in der Regel über diese parametrieren und es können auch Be triebs- und Fehlerzustände ausgelesen werden. In vielen Einsatzgebieten ist aber keine einzige Schnittstelle gefragt ausser der Möglichkeit, über eine vom FU zur Verfügung gestellte 10-V-Span nung ein Potenziometer anzuschliessen. Deshalb haben heute wieder diverse Anbieter Billig-FU im Angebot für einfachste Anwendungen. Die billigste Schnittstelle bei einem FU ist die netzwerkfähige RS485-Schnittstelle, die kaum mehr als vier Franken beim FUVerkaufspreis ausmacht. Bei geregelten Antrieben müssen An trieb und Antriebsmaschine sorgfältig aufeinander abgestimmt sein, damit der Regelkreis auch optimal arbeitet. FU können durch Parametrierung auf den Motor zusammen mit der Arbeitsma schine optimiert werden. Dies geschieht heute über eine geeignete Tastatur/An zeigeeinheit, die sich am FU befindet. Komplexe FU erlauben die Parametrie rung auch über einen PC via RS232-, RS485-, USB- oder sonst eine Schnitt stelle. Fertige Datensätze lassen sich als Chipkarte einfach stecken, womit eine rationelle Parametrierung und ein schneller Austausch möglich werden. Einige Modelle können selbst die An

triebseigenschaften erfassen (häufig als «Autotune» bezeichnet) und ihre eige nen Regelparameter im Rahmen der In betriebnahme selbstständig messen. Zu weilen können sie auch programmierte Verfahrbewegungen selbstständig abar beiten (Motion Control).

Bremsenergie vernichten, rückspeisen? Bei Antrieben mit grossen Massen bzw. Trägheitsmomenten muss zur Beschleu nigung viel Energie aufgewendet wer den. Im einfachsten Fall wird beim Bremsen die anfallende Energie ver heizt. Wird der Motor, der durch einen Frequenzumrichter angesteuert wird, gebremst, erhöht sich die Zwischen kreisspannung. Sobald eine kritische Höhe erreicht ist, wird ein Bremswider stand zugeschaltet, der die Kondensa torspannung auf eine Maximalspannung reduziert. Diese Heizenergie kann ge waltig sein und eine aufwendige Schalt schrankkühlung erfordern. Es können etwa 5 % der Geräteleistung als Dauer bremsleistung vernichtet werden. Für grössere Bremsenergien werden externe Bremswiderstände eingesetzt. Sinnvoller ist natürlich, diese Brems energie aus generatorischem Motorbe trieb in das Versorgungsnetz zurückzu speisen. Auf diese Weise wird die ther mische Belastung des Schaltschrankes und vielleicht klimatisierten Arbeits raumes gering gehalten. Auch werden durch netzgeführte Energierückspei sung Bremswiderstände samt ihrer Pro jektierung, Montage, Verkabelung und Dokumentation überflüssig. Ebenfalls aus thermischen Gesichtspunkten muss der FU eine möglichst geringe Verlust leistung aufweisen. Moderne und wirt schaftliche IGBT-Leistungsteile errei chen Wirkungsgrade von über 96 %, was die unmittelbar aneinandergren zende Montage der FU erlaubt. Die Folge: Der Schaltschrank kann kleiner

ausfallen. Aktive Kühlung der Leis tungsteile ist dennoch unverzichtbar. Wie bereits erwähnt, sind Direktum richter physikalisch bedingt ohne weite re Zusatzmassnahmen in der Lage, Bremsenergie ins Netz rückzuspeisen. Bei FU mit Spannungszwischenkreis ist das nur über einen zusätzlichen Wechselrichter möglich. Dieser arbeitet als netzgeführter Wechselrichter und wandelt die Gleichspannung des Zwi schenkreises in eine netzsynchrone Wechselspannung um. Heute ist üblich, dass mehrere Frequenzumrichter über einen gemeinsamen Zwischenkreis ver fügen und über einen Wechselrichter zur Rückspeisung der Bremsenergie al ler Antriebe. Es ist aber auch möglich, einen FU für sich mit der Möglichkeit der Rückspeisung ins Netz herzustellen. Bild 3 zeigt das Prinzipschema. Deutlich wird, dass der passive Gleichrichter von Bild 2 durch einen aktiven, ebenfalls mit IGBT-Transistoren ausgeführte Schal tung, ersetzt werden muss.

EMV-Problematik Es gibt drei Probleme beim Einsatz von FU: Die Emission starker elektromag netischer Störfelder über die Motoran schlussleitungen, hohe Überspannun gen in den Motoranschlussleitungen so wie grosse Ableit- und Störströme. FU arbeiten mit steilen Schaltflanken, um die Verlustleistung zu minimieren und einen hohen Wirkungsgrad zu erzielen. Bei IGBT-FU für 400-V-Netzbetrieb (560 V Zwischenkreisspannung) schal ten die IGBT innerhalb von rund 200 ns um. Dies führt zu einer Spannungssteil heit an den Motorleitungen von zirka 3 kV/µs. Eine typische kapazitätsarme Motorleitung ist ein gemeinsam abge schirmtes, mehradriges Kabel, das rund 200 pF/m aufweist. Die Flankensteilheit führt zu Umladeströmen von etwa 0,6 A/m. Dies summiert sich bei langen Mo

3 *Gleich- und Wechselrichter Netz

Wechselrichter Motor

L1 L2

V W

* Bei Energiebezug des Motors: Gleichrichterbetrieb Bei Rückspeisung des Motors: Wechselrichterbetrieb

Wird der passive Gleichrichter mit 6 Dioden beim FU durch einen aktiven Gleichrichter mit IGBT-Transistoren ersetzt, so kann dieser auch als Umrichter arbeiten und die Zwischenkreisspannung ins Netz rückspeisen. Elektrotechnik 1/11 I 17

Maschinen & Geräte

kompensiert. Bei anspruchsvollsten An lagesystemen laufen verschiedene An triebe winkelsynchron zueinander. Hier ist eine Messeinrichtung zwingend, wo bei diese die genaue Lage der Antriebs welle dem FU meldet, damit dieser hoch präzis regeln kann. Im HLK-Bereich und auch bei Pumpensteuerungen genü gen einfachste FU oder allenfalls Typen mit Vektorregelung. Im Maschinenbau, bei dem mehr und mehr mechanische Getriebe durch einzeln geregelte An triebe ersetzt werden, kommen an spruchsvollste Regelkonzepte zum Ein satz.

Maschinen & Geräte

torleitungen zu Umladeströmen bis zu 20 A auf, die auch bei Geräten kleiner Leistung fliessen und den Wechselrich ter erheblich belasten. Bei langen Mo torleitungen wachsen die Ströme auf grund der Wellenausbreitung (5 ns/m) nicht weiter an. Diese sehr hochfrequenten Ströme entspringen einer ausserordentlich leis tungsstarken Quelle. Wenn diese Strö me nicht den Weg fliessen können, auf dem sie keinen Schaden anrichten, dann suchen sie sich ihren Weg über Metall konstruktionen, Schaltungsteile, Steuer klemmen oder Feldbussysteme und verursachen massive Störungen. Die Abschirmung der Motorleitung muss grossflächig angeschlossen werden, die Erde des FU muss ebenfalls grossflächig mit der Metallkonstruktion (Klemmen schienen) im Schrank verbunden sein. Bei leistungsstarken FU sind diese Mass nahmen ausserordentlich wichtig, an sonsten ist ein miserables EMV-Ver halten zu erwarten. Kapazitätsarme, ab geschirmte Motorenkabel sind teuer, deshalb werden bereits heute rund 30 % aller geregelten Motoren mit einem di rekt am Motor angeflanschten FU be trieben. Damit entfallen teure abge schirmte Leitungen. Eine andere Mög lichkeit besteht im externen Anschluss eines Sinus-Ausgangsfilters direkt beim FU im Schaltschrank. Diese Filter sind allerdings teuer und beeinflussen das Regelverhalten des Motors nachteilig. Die Aufgabe von Sinus-Ausgangsfiltern ist: • Motoren ohne abgeschirmte Motor leitungen zu betreiben • FU auch bei Motoren einzusetzen, deren Wicklungsisolation nicht für Gleichstrompulse geeignet ist • hohe kapazitive Ableitströme zu vermeiden • Lebenserwartung der Motorlager zu erhöhen • Geräusche im Motor zu reduzieren • Motoren mit langen abgeschirmten Motorleitungen (> 100 m) zubetreiben Ein einfacher Frequenzumrichter be steht netzseitig aus einem ungesteuerten Gleichrichter und einem Gleichspan nungs-Zwischenkreis mit Elektrolyt kondensatoren als Energiespeicher (Bild 2). Das Netz (Spannungsquelle mit niedriger Impedanz) und der Zwischen kreis (Kondensatoren) werden mithilfe der Gleichrichterdioden aufeinanderge schaltet. Dies führt zu impulsartigen La deströmen (geringer Stromflusswinkel), die das Netz stark belasten. Es entsteht 18 I Elektrotechnik 1/11

4 EMV-Eingangsfilter für FU von Schurter.

eine hohe dritte Harmonische von 150 Hz (nur bei B2-Brücken für Wechsel strom, 5. und 7. bei B6-Brücken). Durch Vorschalten von Netzdrosseln (Bild 4) lassen sich die Netzrückwirkungen mil dern, die zulässigen Grenzwerte für FU sind in EN61000-3-2 festgelegt. Inter essant ist hierbei, dass es keine Grenz werte für FU mit einer Nennleistung von mehr als 1 kW gibt, während FU kleinerer Leistung Grenzwerte einhal ten müssen. Bei der Verwendung einer PWMTaktfrequenz im Hörbereich entstehen oft störende Geräusche. Diese werden durch mechanische Schwingungen der Motorwicklungen hervorgerufen, die sich mit der Pulsfrequenz magnetisch anziehen und wieder abstossen. Zur Ver meidung dieses Effektes wird die Puls frequenz auf über 16 kHz erhöht, was allerdings die Schaltverluste der IGBT erhöht. Bei kleineren FU ist eine hohe Pulsfrequenz üblich und je höher die Leistung, desto tiefer wird die Pulsfre quenz angesetzt. FU nehmen aus dem speisenden Wechselstromnetz nur sehr geringe Grundschwingungs-Blindleistung auf. Eine Kompensation ist deshalb nicht erforderlich. Wenn immer möglich nur kurze Leitungen vom FU zum Motor wählen. Das wirkt sich positiv auf das Antriebsverhalten aus. Steuerleitungen getrennt von der Motorleitung verlegen. Die Schaltfrequenz lässt sich teilweise einstellen. Für eine hohe Schaltfrequenz (16 kHz) sprechen die geringe Ge

räuschentwicklung und ein guter Sinus strom, hingegen steigen die Verluste im FU. Es kann deshalb angebracht sein, die Schaltfrequenz auf 4 oder 8 kHz zu begrenzen.

Sicherheit im FU eingebaut Früher bewirkte ein Notstopp bei gere gelten Antrieben erhebliche Probleme, wenn einfach deren Speisung abgeschal tet wurde. Ein anderes Problem ist der «sichere Einrichtbetrieb», bei dem die Maschine nur ganz langsam laufen darf. Solche Sicherheitsfunktionen sind heute in praktisch allen FU direkt integriert. Sie erleichtern die Umsetzung innovati ver Maschinenkonzepte. Die lokale und direkte Reaktion auf signalisierte Gefah rensituationen beherrscht ein periphe rieintegrierter Antrieb ebenso wie die sicherheitsgerichtete Kommunikation über den Profibus. Obwohl solche FU erheblich teurer sind, überwiegen insge samt die Kostenvorteile, weil sich diese Funktionen zusammen mit der SPSKommunikation direkt über das Netz werk realisieren lassen. Die wesentlich einfachere Handhabung und Planung führt zu einer spürbaren Senkung der Automatisierungskosten. Und dies nicht nur für den Maschinenbauer. Gute Ser viceeigenschaften und ein hoher Grad an gleichen Komponenten führen auch beim Endanwender zu geringeren «To tal Cost of Ownership». Das raschere Engineering verkürzt die Zeit von der Idee bis zur wirtschaftlichen Nutzung (Time to Market). Ein FU kann auch

Verlustleistung eines FU Die exakte Berechnung der Verluste eines FU ist anspruchsvoll. Es gibt aber Nähe rungsverfahren. Die folgenden Herlei tungen basieren auf Angaben unter http:// www.energie.ch/themen/industrie/fr der Firma Gloor Engineering, Sufers. Die al lermeisten FU arbeiten mit 400 V. Es ent stehen sowohl im Gleichrichter, Zwi schenkreiskondensator als auch Wechsel richter Verluste. Gleichrichter: Beim Gleichrichter sind immer zwei Dioden aktiv. Nimmt man 1.5 V Durchlassspannung pro Diode, gilt:

PG = 3 V ⋅ IM Zwischenkreiselektrolytkondensator: Wenn wir von einer Drehstrombrücke ausgehen, wird der Zwischenkreiskon densator während einer Periode sechs mal geladen. Die Rippelspannung auf dem Zwischenkreiskondensator beträgt 300 Hz und lässt im Zwischenkreiskon densator einen recht hohen Wechsel strom fliessen. Mit guter Näherung gilt:

PELKO = 0,4 V ⋅ IM IGBT-Wechselrichter: Die Verluste im Wechselrichter setzen sich aus den Durchlass- und Schaltverlusten der IGBT-Transistoren zusammen. Die Durchlassverluste sind bestimmt durch die Sättigungsspannung des eingeschal teten IGBT, wobei immer zwei aktiv sind. Näherungsweise gilt hier der Zu sammenhang:

PIGBT = 6,5 V ⋅ IM Die Schaltverluste sind von der Schalt geschwindigkeit und von der Schalthäu figkeit fPWM abhängig. Typische Werte für die Schaltverlustenergie eines IGBT liegen im Bereich von 0.8 mJ⁄A:

eine Komponente, die vom Motorstrom abhängig ist und es fällt auch ein Fixwert an. Es gilt näherungsweise:

PSV = 0,1 V ⋅ IM + 8 W Gesamtverluste eines typischen Fre quenzumrichters mit dreiphasigem Ein gang bei 400 V:

PFU = (0,8 mVs ⋅ ƒPWM + 10 V) ⋅ IM + 8 W Ein Motor von 11 kW nimmt einen Nennstrom von zirka 20 A auf. Seine Verluste betragen rund 1,5 kW.

Wvoll = (PMot + PFU) ⋅ tvoll = (13 kW + 0,33 kW) ⋅ 4 h⁄d ⋅ 365 d⁄a = 19 462 kWh⁄a Im Teillastbereich von 50 % Motorleis tung betragen die Verluste zirka 80 % der Nennverluste.

WTeil = [0,5 ⋅ Pout + 0,8 ⋅ (PVMot + PFU)] ⋅ tteil ⋅ 365 d⁄a = [0,5 ⋅ 1 kW + 0,8 ⋅ (2 kW + 0,33 kW)] ⋅ 12 h⁄d ⋅ 365 d⁄a = 32 254 kWh⁄a Total aufzuwendende Energiekosten mit FU:

EP = WFU ⋅ EPkWh = 5172 Fr.⁄a

Annahme: Der FU arbeitet mit 5 kHz. Seine Verluste betragen in diesem Fall:

PFU = (0,8 mVs ⋅ 5000 s –1 + 10 V) ⋅ 20 A + 8 W = 288 W Bemerkung: Der Frequenzumrichter verschlechtert den Motorwirkungsgrad, da die Motorströme Oberwellen auf weisen.

Echt Energie sparen mit FU Um das zu verdeutlichen, dient eine all tägliche Anwendung als Beispiel. Eine bestehende Lüftungsanlage ist für die Frischluftzufuhr in einer Tiefgarage zu ständig und läuft 24 h am Tag. Der Lüf termotor (11 kW, 400 V, 23 A, 50 Hz, cos φ = 0,83), soll neu über einen FU mit 5 kHz Taktfrequenz drehzahlgesteuert betrieben werden. Der FU regelt die Frischluftzufuhr in der Garage so, dass der CO2-Gehalt einen Maximalwert nicht überschreitet. Als Annahme gelten folgende vereinfachten Lastverhältnisse: Volllast 4 h⁄Tag, 50 % Teillast 12 h⁄Tag, ab geschaltet 8 h⁄Tag. Wirtschaftlich gesehen stellen sich folgende Fragen: In welchem Umfang reduzieren sich die Energiekos ten pro Jahr und wie lange dauert es zur Amortisation der Investition? Energieverbrauch der bestehenden An lage:

W = P1 ⋅ t = 12,5 kW ⋅ 365 d⁄a ⋅ 24 h⁄d = 109 500 kWh⁄a

PSchalt = 0,8 mVs ⋅ ƒPWM ⋅ IM

EP = W ⋅ EPkWh = 109 500 kWh⁄a ⋅ 0,1 Fr.⁄kWh = 10 950 Fr.⁄a

Stromversorgung: Ein Schaltnetzteil realisiert aus der hohen Zwischen kreisspannung die Stromversorgung für die Elektronik und Lüfter. Hier gibt es

Mit Frequenzumrichter (FU-Verluste + zusätzliche Motorverluste durch Ober wellen betragen rund 330 W + 500 W):

Einsparung pro Jahr: 5778 Franken. Dieser Einsparung stehen Investitions kosten (Umrichter, Steuerung und Ins tallation) von rund Fr. 2500.– gegen über. Damit wird klar, dass sich die Investition in einem halben Jahr amorti siert. Natürlich ist das nicht bei jedem Projekt der Fall, aber überall, wo sich Investitionen in weniger als 7 Jahren amortisieren, sollten diese getätigt wer den. Unternehmen oder die öffentliche Hand tragen damit aktiv zum sorgfälti geren Umgang mit Energie bei.

Fazit FU sind heute ausgereifte und günsti ge Geräte, die sich millionenfach be währt haben. Ihre Anwendung ist ein fach, sofern man die Regeln der EMVTechnik beachtet. Die Einsparung an Energiekosten durch das Ersetzen von ungeregelten Antrieben durch gere gelte kann frappant sein und Investiti onsrückzahlungen in wenigen Jahren erlauben, obwohl der FU selber ja auch Verluste generiert. Wie bei den Glüh lampen wird es demnächst ein Verbot für schlechte Normmotoren geben, Stichwort Energiesparmotor www. energie.ch/at/asm/beispiel/eff.htm und http://www.topmotors.ch. FU de cken heute einen Leistungsbereich von 50 W bis zu einigen MW ab. Bedingt durch das schnelle Schalten hoher Ströme, zählen FU zu den bedeutends ten Störquellen in elektrischen Instal lationen. Ein spezieller Dank gehört Rolf Gloor, gloor@energie.ch, denn er hat diesen Beitrag auf Richtigkeit kon trolliert und Verbesserungen einge bracht. ❚

Elektrotechnik 1/11 I 19

Maschinen & Geräte

Frequenzen von über 50 Hz ausgeben. Bei sensiblen Anwendungen (Beispiele Kinderkarusselle oder Schleifscheiben) sollte durch eine externe Schutzeinrich tung dafür gesorgt werden, dass bei ei ner Störung keine gefährlichen Betriebs zustände eintreten können.

Maschinen & Geräte

❚❚Neues Instrument baut Hürden ab

Wettbewerbliche Ausschreibungen Die Beleuchtung auf LED umstellen oder alte Elektromotoren, Pumpen, Klimaanlagen und Elektroboiler durch modernste Anlagen ersetzen: Dies sind nur einige Beispiele für Vorhaben, die zwar viel Strom sparen, aber für Unternehmen und Private oft schlicht zu teuer sind. Um diese Hürde abzubauen, setzt die Schweiz auf wettbewerbliche Ausschreibungen.

Medard Heynen und Andreas Mörikofer* Jede eingesparte Kilowattstunde Strom muss gar nicht erst produziert werden. Das ist nicht nur billiger, sondern stärkt auch die Versorgungssicherheit. Im Bereich elektrischer Verbraucher – Haushaltgeräte, elektronische Geräte oder Elektromotoren – gibt es eine Reihe von gesetzlichen Vorschriften, die nur noch effiziente Geräte auf den Markt lassen. In Sachen Stromsparen bleibt aber neben gesetzlichen Vorgaben ein erheblicher Spielraum für weitere Effizienzmassnahmen. Genau hier setzt

das neue Instrument der wettbewerblichen Ausschreibungen an. Im Rahmen eines geregelten Ausschreibungsverfahrens werden Stromeffizienzmassnahmen finanziell unterstützt. Gefördert werden jeweils Vorhaben mit dem besten Kosten-Nutzen-Verhältnis. Den Zuschlag erhalten Projekte und Programme mit Massnahmen, welche am günstigsten Kilowattstunden einsparen – unter der Bedingung, dass sie «additional» sind. Das heisst: Es werden nur Projekte und Programme unterstützt, welche ohne Förderbeitrag nicht realisiert würden.

Bewilligte Projekte nach Sektoren

Hürden abbauen Bei wettbewerblichen Ausschreibungen geht es darum, dort Investitionshemmnisse zu beseitigen, wo effizienzsteigernde Massnahmen für Unternehmen nicht wirtschaftlich sind. Zudem soll die Marktreife neuer Technologien durch gezielte Investitionsbeiträge gefördert werden. Die Finanzierung erfolgt durch einen Zuschlag auf die Übertragungskosten des Hochspannungsnetzes wie bei der kostendeckenden Einspeisevergütung (KEV, siehe Beitrag Seite 10).

Bewilligte Programme nach Sektoren

34% ienstleistung, 34% DDL, GW, LW Gewerbe, Landwirtschaft

62% D DL, ienstleistung, 62% GW, LW Gewerbe,

IN-Industrie 65% Industrie

15% Industrie IN-Industrie

HA-Haushalt 1% Haushalt

23% Haushalt HA-Haushalt

Bewilligte Projekte nach technischer Ausrichtung

Landwirtschaft

Bewilligte Programme nach technischer Ausrichtung

1% andere

19% andere

2% mech. Prozesse

38% mech. Prozesse

40% Kälte 2% übrige Haustechnik 55% Beleuchtung

21% Geräte für Haushalt & Gewerbe 17% ICT 5% Warmwasser

Einsparungen durch wettbewerbliche Ausschreibungen 2010 nach Branchen (oben) und nach Stromverbrauchern (unten). 20 I Elektrotechnik 1/11

Im Rahmen der ersten wettbewerblichen Ausschreibungen 2010 haben erste Projekte und Programme zum Stromsparen im Industrie- und Dienstleistungsbereich sowie im Bereich privater Haushalte den Zuschlag erhalten. Insgesamt werden 2011 Jahr rund 15,5 Millionen Franken an Förderbeiträgen ausgeschüttet. Die Ausschreibungen, welche fortan jährlich stattfinden, lösten grosses Interesse aus. Das thematische Spektrum der eingereichten Projekte reicht von optimierten Beleuchtungs-, Lüftungs- und IT-Systemen über effizientere mechanische Antriebe bis zum Smart Metering. Neben verschiedenen Projekten wurden auch Programme zur Förderung vorgeschlagen. Darunter ist ein Programm zur Förderung des Einsatzes hocheffizienter Elektromotoren, aber auch Massnahmen zur Selbstkontrolle des Stromverbrauchs von Haushalten, der Ersatz von Elektroboilern durch Wärmepum-

EASY – Effizienz für Antriebssysteme Das Programm EASY fördert Investitionen in effizientere elektrische Antriebe in der Industrie. Die Hemmnisse dieser technologisch sinnvollen Investitionen sind die kostspieligen und zeitaufwendigen Voruntersuchungen, welche für die genaue Planung und Durchführung der Effizienzmassnahmen unerlässlich sind. EASY fördert sowohl die Voruntersuchungen als auch die effektive Umset-

penboiler, ein nationales Bonusprogramm zur Förderung von energieeffizienten Elektrogeräten oder eine internetbasierte Energiedatenanalyse und Nutzersensibilisierung. Den Zuschlag und damit einen Teil der insgesamt neun Millionen Franken an Fördergeldern haben die Eingaben mit dem besten Kosten-Nutzen-Verhältnis erhalten. Bei den Projekten, die mit Förderbeiträgen von total 2,6 Millionen Franken gefördert werden, reicht die Spanne von 0,4 Rp.⁄kWh bis 21,1 Rp.⁄kWh

zung der Effizienzmassnahmen. Ziel ist, bei fünf Betrieben mit zwischen 10 und 50 Gigawattstunden jährlichem elektrischem Energieverbrauch insgesamt etwa 200 Antriebssysteme energetisch zu verbessern. www.topmotors.ch/ Foerderprogramm_Easy

(Durchschnitt 2,3 Rp.⁄kWh). Programme wurden insgesamt mit 6,4 Millionen Franken unterstützt. Bei Ihnen liegt die Förderung zwischen 0,96 Rp.⁄kWh und 2,07 Rp.⁄kWh (Durchschnitt 1,5 Rp.⁄kWh). * medard.heynen@cimark.ch andreas.moerikofer@bfe.admin.ch

Wettbewerbliche Ausschreibungen 2011 Eingabefrist für Projekte: 18. 2. 2011 Eingabefrist für Programme: 28. 2. 2011 www.prokilowatt.ch

❚❚Offene Kommunikation bei Smart-Metering Siemens Energy öffnet im Januar 2011 sein bisher proprietäres Distribution-Line-Carrier-Kommunikationsverfahren (DLC), das als Kommunikationskanal für Stromzählerdaten das Niederspannungsnetz nutzt. Mit der Öffnung des DLCKommunikationsprotokolls setzt Siemens ein Zeichen in Richtung offene Kommunikation bei Smart Meters und macht damit den ersten Schritt zur Etablierung eines neuen Standards für eine hoch verfügbare Zählerdatenkommunikation via Powerline. Als Schlüsselkomponente eines intelligenten Stromversorgungsnetzes bietet Siemens durchgängige Lösungen an. Wichtige Bestandteile sind intelligente Stromzähler (Smart Meter), die Verbrauchsdaten oder Lastprofile entweder über Telekommunikationsleitungen oder das Niederspannungsnetz an eine zentrale Datenverarbeitungsstelle übertragen können. Für dieses automatische Fernauslesen der Stromzähler über das Niederspannungsnetz hat Siemens ein eigenes Distribution-Line-Carrier-Kommunikationsprotokoll entwickelt, das auf einem Spread-Spectrum-Signalmodulationsverfahren basiert. Dieses Modulationsverfahren macht die Kommunikation gegenüber Störsignalen und Verzerrungen nahezu unempfindlich. Damit sorgt das Protokoll dafür, dass Smart-Metering-Lösungen innerhalb eines Smart Grids reibungslos funktionieren. Mit

der Offenlegung seines bisher proprietären DLC-Kommunikationsverfahrens ermöglicht Siemens Energieversorgern, innerhalb des AMIS-Smart-MeteringSystems jetzt auch intelligente Stromzähler anderer Hersteller einzusetzen. Das DLC-Kommunikationsverfahren beherrscht alle Veränderungen der physikalischen Kommunikationsparameter eines Niederspannungsversorgungsnetzes wie Signaldämpfung, Rauschen, Netzstörungen, Signalverkopplungen und Änderungen der Netzkonfiguration. Damit ermöglicht es eine nahezu hundertprozentige Verfügbarkeit dieser Kommunikationstechnik. Darüber hinaus bietet das Verfahren genügend Spielraum für die Integration zukünftiger Smart-GridFunktionen und lässt sich in eine bereits existierende Netzautomatisierungsstruktur einbinden, die auf IEC-Protokollen basiert.

Mit der zunehmenden Einspeisung regenerierbarer Energiequellen ins Netz und dem dadurch steigenden Bedarf, den Verbrauch zu steuern, werden sich die intelligenten Energieverbrauchszähler mehr und mehr zu einer multifunktio nalen Smart-Grid-Komponente entwickeln. Zähler, die auf einer digitalen Signalprozessor-Architektur (DSP) basieren, ermöglichen die Weiterentwicklungen von Smart-Grid-Kommunika tionsprotokollen oder Messfunktionen der Zähler selbst, zum Beispiel die Messung von Netzparametern oder Kommunikationsfunktionen innerhalb eines Haushaltes. Das DLC-Kommunikationsprotokoll wurde unter anderen bei Smart-Metering-/Smart-Grid-Lösungen der Arbon Energie AG erfolgreich eingesetzt. www.siemens.ch

Elektrotechnik 1/11 I 21

Maschinen & Geräte

Neun Millionen für die besten Stromsparer

Automation & Elektronik

❚❚Das intelligente Gebäude der Zukunft wird energieeffizient

SmartElectricity von ABB sorgt für einen intelligenten und effizienten Austausch zwischen dem Stromnetz und den Verbrauchern im Haus.

Die Häuser der Zukunft werden intelligenter und effizienter. Das bedeutet nicht, dass die Technik den Bewohner bevormundet – er bleibt der Herr im eigenen Haus. Intelligente Technik kann den Nutzer jedoch unterstützen, die wichtigen Entscheidungen zu treffen, um sein Haus energieoptimal und effizient zu betreiben. Und Effizienz hat Zukunft: Weniger Verbrauch und weniger Kosten zahlen sich aus. Für Mensch und Umwelt. Voraussetzung dafür: der aktive Austausch der aktuellen Verbrauchsdaten zwischen Endverbraucher und Energieversorger. SmartElectricity erfasst den gesamten Energieverbrauch im Haus. Und nicht nur das: SmartElectricity berücksichtigt auch die Energieerzeugung – beispielsweise durch Solarsysteme oder Windkraftanlagen. Intelligente Zähler sammeln die Verbrauchsdaten aller Primärenergiearten wie Strom, Gas und Wasser. Das EnergieDaten-Gateway (MUC-C) von Busch-Jaeger organisiert die Kommunikation aller Erfassungsgeräte, sorgt für die Übermittlung der Verbrauchs daten an den jeweiligen Energieversorger, und die intelligente Haussteuerung übernimmt schliesslich das individuelle Energiemanagement. Das intelligente Haus wandelt sich, indem sich der Schwerpunkt von Komfort und Sicherheit in Richtung Transparenz und Effizienz verschiebt. SmartElectricity – das ist zunächst der aktive Austausch von aktuellen Verbrauchsdaten. Übermittelt per Funk, Te-

Ich

lasse

Energie

fliessen.

22 I Elektrotechnik 1/11

lefon- oder Stromnetz. Die direkte Vernetzung mit dem Energieversorger macht eine Kommunikation in zwei Richtungen möglich: Der Endkunde übermittelt seine aktuellen Verbrauchsdaten und wird im Gegenzug zeitnah über aktuelle Stromtarife und Preisprognosen informiert. Alle gesammelten Werte bilden die Grundlage der täglichen Energiebilanz und sind Voraussetzung für Massnahmen zur Verbesserung der Energieeffizienz in den eigenen vier Wänden. Zum Beispiel durch das Abschalten von verbrauchsintensiven Elektrogeräten, wenn der Strom besonders teuer ist. Das intelligente Haus hat in jedem Raum seine Sensoren. Sind Personen im Raum, werden Licht und Wärme automatisch angepasst. Je nach Sonnenstand reagieren die Jalousien. Wird das Fenster zum Lüften geöffnet, schaltet sich die Raumheizung automatisch ab. Zu später Stunde regelt die Nachtabsenkung der Heizungsanlage die Temperatur. Waschautomat und Spülmaschine laufen nur dann, wenn der Strom besonders günstig ist. Und in Zukunft lädt das Elektroauto seine Batterien, wenn die Windkraftanlagen auf Hochtouren laufen und viel Strom zur Verfügung steht. Vieles davon ist heute schon möglich. Um alles andere umzusetzen, benötigt man vor allem intelligente Stromnetze, die Smart Grids. Ohne Smart Grids wird man erneuerbare Energien nicht im richtigen Augenblick und an der richten Stelle nutzen können. Die entsprechende Technik

dafür ist bereits verfügbar. Es fehlen flexible Stromtarife, die den Anreiz bieten, das System effizient zu nutzen. E-Energy, ein Förderprojekt des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie, schliesst die letzte Lücke im Netz. Es beinhaltet die umfassende digitale Vernetzung, die computerbasierte Überwachung, die Visualisierung sowie die Steuerung und Regelung des Gesamtsystems der Energieversorgung. Wesentlicher Bestandteil dieses Konzeptes in Haus und Gebäude ist der EEBus. Diese auf dem weltweiten KNX- Standard aufsetzende Bus-Technologie hat die Aufgabe, die technische Energieinfrastruktur auf der Basis einer durchgehenden digitalen Inhouse-Vernetzung intelligent zu kontrollieren und zu steuern. Der EEBus stellt sicher, dass der Informationsaustausch zwischen Energieversorger und elektrischen Geräten im Haus standardisiert erfolgt. Es ist wichtig, dass sich Hersteller auf einen Standard einigen und so ermöglichen, dass die Geräte im Haus tatsächlich miteinander kommunizieren können. Dadurch können die Geräte automatisch intelligente Signale vom Stromnetz verarbeiten und so den Kundennutzen steigern. Das Haus wird aktiver Bestandteil eines Smart Grid und trägt wesentlich zur Realisierung der Klimaziele bei.

www.abb.com www.busch-jaeger.de

Wo fliesst Ihre Energie? Finden Sie’s raus – Infos zum Einstieg bei der BKW-Gruppe gibt es unter:

www.bkw-fmb.ch/karriere

werden. Unternehmen können damit verteilte Gebäudenetzwerke unterschiedlichen Typs aggregieren und einheitlich managen. Die komplette Leittechnik verschiedener Gebäude lässt sich zentral aus einem übergeordneten Enterprise-Portal steuern. Via IP-Netzwerk stehen erstmals Status-Informationen aus Systemen sämtlicher Gebäude in Echtzeit zur Verfügung – über jede beliebige geografische Entfernung hinweg. Die Lösung hilft, sowohl den Gesamtenergieverbrauch als auch ungeplante Systemstillstandzeiten zu reduzieren. Das Management kritischer Systeme erfolgt dabei präventiv. Zentral ist ein Navigator, der sämtliche Systemvorgänge unternehmensweit sichtbar macht. Zudem verbessert ein globales Alarm-Feature die Reaktionsfähigkeit, bevor Störungen eintreten. Diesem Ziel dient ein Richtlinien- und Regelwerk, das für alle angeschlossenen Gebäude gilt. Management und Betriebsprozesse werden vereinheitlicht und auf globaler Ebene standardisiert, was zu höherer Effizienz und sinkenden Kosten führt. Grafisch aufbereitete Statusseiten bieten dabei unmittelbar Einblick in Heizung, Lüftung, Klimatechnik, Beleuchtung oder Smart Meter-Installationen. Der Network Building Mediator kann weitere Funktionen steuern, zum Beispiel Performance-Optimierung sowie Security-Features. Ausserdem sind deutlich mehr Automationsprotokolle integriert, darunter BACnet (Building Automation and Control Networks) oder auch verschiedene Bussysteme aus dem vernetzten Wohnen. www.gruene-it.org www.cisco.ch

Kabelverschraubungen Kunststoff metrisch/PG

Messing metrisch/ PG/BSP/Gas

INOX metrisch/PG

Schrumpf-Kabelverschraubungen

Knickschutz metrisch/PG

Mehrfach-Verschraubungen metrisch/PG

ATEX-Verschraubungen

EMV-Verschraubungen

Elektrotechnik 1/11 I 23

Zürcherstrasse 350, Postfach 173, CH-8501 Frauenfeld, Tel. +41 (0)52 723 67 20, Fax +41 (0)52 723 67 18, info@plica.ch

Die neue Cisco Home Energy Management-Lösung zeigt Energieverbrauchsdaten und bietet einfach handhabbare Steuerungstools, um Stromverbrauch sowie Kosten durch intelligente Energienutzung signifikant zu senken. Kernstück ist der Home Energy Controller CGH100 – ein Touch-Screen-Gerät, das mit haustechnischen Geräten kommuniziert, beispielsweise Smart Metern, Thermostaten, Kühlschränken oder Warmwasser bereitern. CGH-100 arbeitet nahtlos mit verschiedenen Netzwerkprotokollen zusammen, darunter dem Wireless LANStandard Wi-Fi (IEEE 802.11x) und dem Funkschalter-Protokoll ZigBee (IEEE 802.15.4). Mit der Home Energy Management-Lösung können Energieversorger ihren Smart Meter-Investitionen zusätzlichen Mehrwert abgewinnen, indem sie ihren Kunden neuartige Steuerungstools anbieten, die den Verbrauch bis auf Geräteebene hinab optimieren. Auch neue Preis- und Geschäftsmodelle werden möglich, etwa ein anbieterseitiger Energiemanagementservice. Die Lösung umfasst Richtlinien und Optimierungsregeln, die Echtzeitdaten mit protokollierten Verbrauchsmustern für jedes angeschlossene Einzelgerät kombinieren. Cisco bietet in diesem Zusammenhang einen gehosteten Software-Service an, mit dem Versorgungsunternehmen derartige Dienstleistungen zeitgleich für Tausende Haushalte erbringen können. Der Network Building Mediator Manager 6300 ist ein Eckpfeiler der Smart Connected Building-Architektur von Cisco. Dahinter steht die Vision einer grundlegend neuen Art und Weise, wie Häuser in Zukunft gebaut, genutzt und unterhalten

Automation & Elektronik

❚❚ Energie-Management für Verbraucher und Unternehmen

Maschinen & Geräte

❚❚Grenzen der Wirkungsgraderhöhung durch verbesserte Schmierung

Schmierung: verbessert sich Wirkungsgrad? 0,5 · VV  R1 VR1  0,5V·R1V V  R1

Nach einer weiteren, sehr optimist Nach einer weiteren, sehr optimistischen A Schmierung zu halbieren; also Schmierung zu halbieren; also

0,5 · V · V V0,25 · VV  R1 VR2  0,5V·R2V R1  0,25R1  R1

Eine gute Schmierung von Wälzlagern und Untersetzungsgetrieben gehört zum Stand der Mit Technik. QualitativSchmierung hoch verbesserter Mit verbesserter Schmierung betragenbetra die stehende Schmierstoffe mit Zusätzen (Additive) zur Verminderung von Reibung und Verschleiss sind marktüblich. V0,75 · VV  R1 VV  R2  V 0,75 V  R2· V Bringen Sonderschmierstoffe signifikant verbesserte Wirkungsgrade?  R1 Helmut Greiner Vorweg gesagt, Sonderschmierstoffe und/oder spezielle Additive bewirken in Wälzlagern keine nennenswerte Erhöhung des Wirkungsgrades von Drehstrommotoren. Auch in Stirnrad-Untersetzungsgetrieben ist keine messbare Verbesserung des Getriebewirkungsgrades festzustellen, hingegen in Schneckengetrieben sind Wirkungsgradverbesserungen bis zu 10 Prozentpunkten festzustellen. Wichtigste Aufgabe der Schmierung ist die Verminderung der Reibung. Durch Schmierung werden Verluste gesenkt und der Wirkungsgrad verbessert. Welche Möglichkeiten und Grenzen bestehen für schmiertechnische Massnahmen zur Verbesserung des Wirkungsgrades und zur Verminderung des Energieverbrauchs? Im Rahmen dieses Beitrages wird davon ausgegangen, dass Elektro- und Getriebemotoren nach dem heutigen Stand der Technik mit den am Markt erhältlichen hochwertigen Schmierstoffen geschmiert werden. Die nachfolgende Betrachtung bezieht sich auf Drehstrommotoren mit Käfigläufer im Bereich ge-

Für den Wirkungsgrad gilt: Für den Wirkungsgrad gilt: Für den Wirkungsgrad gilt:

normter Baugrössen, wahlweise mit angebautem Stirnrad- oder Schneckengetriebe.

Verlustanteil der Lagerreibung Bei der Versuchsreihe zur «Trennung der Verluste» werden im Allgemeinen die Anteile für Ventilation und Lagerreibung als VV+R zusammengefasst. Für die Bewertung der Möglichkeit einer Wirkungsgradverbesserung durch geänderte Lagerschmierung genügt eine grobe Aufteilung zu je 50 % für Ventilation und Reibung gemäss Bild 1. Wenn die Lagerreibung rund 50 % der gesamten Verluste VV+R ausmacht, so gilt:



PN PN  PN  VPN  V

Drückt man VV+R als prozentualen AnDrückt man VV+R als∑Vprozentualen teil A anman den Gesamtverlusten aus Anteil A als prozentualen Drückt V V+R Form: (wie in Bildin1allgemeiner dargestellt), gilt in allin allgemeiner Form: so gemeiner Form:



PN PN  0,25  A 100  0,100 25  A PN  VPN  V 100 100



Abgabe des Motors (kW) PN Abgabe Motors (kW) PN Abgabe des Motors PN ∑V Gesamtverluste (kW)des(kW) ∑V Gesamtverluste (kW) ∑V Gesamtverluste (kW) Lagerverluste (kW) VR Lagerverluste (kW) V Lagerverluste (kW) V R R A Anteil VV+R/∑V (%) A Anteil VV+R/∑V(%) /∑V(%) A Anteil VV+R η Wirkungsgrad VR1  0,5 · VV  R1 η Wirkungsgrad η Wirkungsgrad Index 1 «normale» Schmierung VR1V 0,5 VV·V R1  ·0,5 Index 1 «normale» Schmierung Index2 1«verbesserte» «normale» Schmierung V  R1 Nach R1 einer weiteren, sehr optimisti- Index Schmierung Index 2 «verbesserte» Schmierun Index 2 «verbesserte» Schmierung Nach einer sehr Annahme soll es (kW) möglich sein, Ventilation undesReibung schen Annahme soll esweiteren, möglich dieoptimistischen VV+R Annahme Nach einer weiteren, sehr sein, optimistischen soll möglich sein, die La(k Ventilation und Reibung V Ventilation und Reibung (kW) V V+R Nach einer weiteren, sehr optimistischen Annahme soll es möglich sein, die Schmierung zu halbieren; also V+R Lagerverluste durch bessere SchmieSchmierung zu halbieren; also Schmierung zu halbieren; also rung zu halbieren; also

VR2  0,5 · VR1  0,25 · VV  R1 VR2V 0,5 VR1· V 0,25 · VV·V Beispiel Untersetzung Beispiel Untersetzung i = 40: i = 40: R1  ·0,5  0,25 R2

V  R1

• Wirkungsgrad eines Schneckeng • Wirkungsgrad eines Schneckengetriebes

Mit verbesserter Schmierung betra- betragen die Verluste für Ventilation und R Mit verbesserter Schmierung Mitdie verbesserter Schmierung betragen die Verluste für Reibung 1 Empirische derVentilation Verluste für undund gen Verluste für Ventilation und betragen Mit verbesserter Schmierung dieAufteilung Verluste für Ventilation Reib Ventilation (V) und Lagerreibung (R). Reibung

VV  R2  0,75 · VV  R1 VV V · VV  R1 R2  0,75 V  R2  0,75 · VV  R1

Für den Wirkungsgrad gilt: Für den Wirkungsgrad gilt: Für den Wirkungsgrad gilt:

N P    N PPNN  V

 inProzentpunkten   76%  max  76% 10%  1 2 Wmax irkungsgraderhöhung (Δη) bei einer fiktiven Halbierung der Reibungs • Wirkungsgrad eines 2-stufigen •verluste Wirkungsgrad eines ZahnradgZ in den Wälzlagern von2-stufigen 4-poligen Drehstrom-Asynchronmotoren im Bereich der   96% 0,12 ...110 kW. Bemessungsleistungen  96%

PN PV N  V

als prozentualen Anteil A an den Gesamtverlusten ∑V a Drückt man V prozentualen Anteil A an den Gesamtverlusten ∑V aus (w Drückt man VV+R alsV+R prozentualen Anteil A an den Gesamtverlusten ∑V aus Drückt man VV+R als in allgemeiner Form: in allgemeiner Form: in allgemeiner Form:

P PN P N    N 100  0,25  A A  100 PN 100 V 0,250,25 PN P V 100 A N  V 100 100



1 24 I Elektrotechnik 1/11

Abgabe des Motors (kW) PN Abgabe des Motors (kW) PN des Motors(kW) (kW) PN ∑V Abgabe Gesamtverluste 2 ∑V Gesamtverluste (kW) ∑VVR Gesamtverluste Lagerverluste (kW) (kW) Lagerverluste (kW) VR Lagerverluste (kW) VR A Anteil VV+R/∑V(%) A Anteil VV+R/∑V(%) A η Anteil VV+R/∑V(%) Wirkungsgrad η Wirkungsgrad η IndexWirkungsgrad 1 «normale» Schmierung Index 1 «normale» Schmierung

0,12

1,1

110

η1

Vges1

0,0982

0,31

1,5

5,79

1,5

Vges2

0,0976

0,3085

1,4813

5,645

η2

55,15

78,1

88,13

95,12

Δη

%Punkte

0,15

0,1

0,13

0,12

Maschinen & Geräte

Tabelle 1: Zahlenbeispiel: Erhöhung des Wirkungsgrades (Δη) durch verbesserte Lager schmierung (Optimistische Annahme: Halbierung der Lagerreibung (siehe auch Bild 2).

Zahlenbeispiel Wir wollen einmal das Erhöhungspotenzial des Wirkungsgrades (Δη) durch verbesserte Lagerschmierung ausloten und gehen dabei von einer optimistischen Annahme aus, dass sich die Lagerreibung halbieren lässt. Tabelle 1 und Bild 2 zeigen den Sachverhalt mit konkreten Zahlen. Das «Potenzial» für eine Erhöhung des Wirkungsgrades von Elektromotoren durch verbesserte Schmierung ist äusserst gering; es ist: • messtechnisch nicht verifizierbar • energietechnisch vernachlässigbar.

Verbesserte Zahnradschmierung Die Übertragungsverluste von Zahnradverzahnungen werden in der Literatur und in Herstellerkatalogen mit etwa 2 % pro Stufe angegeben. Bei kleinen Baugrössen liegt der relative Anteil der Verluste etwas höher; die Untersetzung ist gemäss Bild 3 ohne nennenswerten Einﬂuss. Zu dieser Gruppe gehören zum Beispiel folgende Getriebebauarten: • geradverzahnte Stirnradgetriebe • schrägverzahnte Stirnradgetriebe • doppelt schrägverzahnte Stirnradgetriebe • Zahnstangenstirnradgetriebe • Innenverzahnung • geradverzahnte Kegelradgetriebe • spiralverzahnte Kegelradgetriebe Welche Faktoren an den Gesamtverlusten eines Zahnradgetriebes in typischen Prozentwerten beteiligt sind, zeigt Bild 4. Mit verbesserten Schmierstoffen zur Verminderung der Reibung können die Verlustanteile der Zähne und Lager unter optimistischen Annahmen bestenfalls um etwa 1⁄3 reduziert werden (Bilder 4 und 5). Die relativ hohen Planschverluste (20 %) könnten theoretisch durch «Optimierung» der Eintauchtiefe der Räder reduziert werden. Diese gezielte Massnahme mag bei stationären Grossgetrieben mit elektronischer Ölstandsüberwachung anwendbar sein – sie verbietet sich bei Seriengetrieben oder Getriebemotoren, weil schon bei geringer Schräglage oder bei Schmierstoffverlust (z. B. bei geringer Leckage) die Schmierstoffversorgung am Zahneingriff infrage gestellt sein kann. Die Verlustbilanz in Bild 4 und einer Tabelle zeigt, dass sich unter den gemachten Annahmen die Gesamtverluste bei verbesserter Schmierung auf etwa 80 % vermindern lassen. Eine direkte messtechnische Erfassung der geringen Änderun-

Willkommen in der Königsklasse. Unsere Control PRO Serie hat alles, was Sie brauchen um das Licht jedes Gebäudes mit energieeffizienter Sensortechnik zu automatisieren. Höchste Energieeffizienz, perfekt funktionierende Technologie. Präsenzmelder von STEINEL Professional. • Präsenzmelder mit höchster Erfassungspräzision (4800 Schaltzonen) • präzise quadratische Erfassung • exakte Reichweiteneinstellung • schnelle Installation, komfortable (Fern-)Bedienung • selbstlernender IQ-Modus • spezielle Präsenzmelder für verschiedene Räume und Gänge • verschiedene Raumsensoren in einer Designsprache, inkl. Rauchwarnmelder und Luftqualitätssensoren Wir passen Licht perfekt den Gegebenheiten an. Automatisch.

puag AG Oberebenestrasse 51 CH-5620 Bremgarten 2 www.puag.ch

Tel.: 056 648 88 88

Elektrotechnik 1/11648 I 2588 80 Fax: 056 info@puag.ch

Maschinen & Geräte

gen erscheint äusserst schwierig. Rechnerisch ergeben sich gemäss Bild 6 Verbesserungen des Wirkungsgrades von 0,5 bis 1,5 Prozentpunkten.

Verbesserte Schneckenschmierung Schneckengetriebe haben konstruktionsbedingt einen hohen Gleitanteil in der Verzahnung, der mit höherer Untersetzung aufgrund der geometrischen Gegebenheiten zunimmt. Die Angaben für den Nennwirkungsgrad von Schneckengetrieben sind je nach Hersteller und Bauart unterschiedlich; Richtwerte für den Wirkungsgrad bei Schmierung mit Mineralöl (η) sowie die bei Schmierung mit synthetischem Öl erreichbaren Wirkungsgradverbesserungen (Δη) sind Bild 7 zu entnehmen. An den Gesamtverlusten von Schneckengetrieben sind beteiligt: • Schraubwälzreibung (Gleitreibung) • Planscharbeit • Lagerreibung • Dichtungsreibung Schon bei kleinen Untersetzungen überwiegt die Gleitreibung; sie wird bei mittleren und höheren Untersetzungen zum bestimmenden Anteil. Verbesserte Schmierstoffe (z. B. synthetische Öle Abk. Art

statt Mineralöl) können die Gleitreibung deutlich reduzieren und damit den Getriebewirkungsgrad nennenswert (z. B. nach neueren Literaturangaben und Messungen um bis zu 10 ...15 Prozentpunkte) verbessern. Änderungen dieser Grösse sind messtechnisch nachweisbar – sie führen auch zu einer verminderten Betriebstemperatur und zu einer verlängerten Lebenserwartung. Die genannten Zahlen entsprechen dem derzeitigen Stand der Schmiertechnik und den Herstellerangaben. Weitere Verbesserungen sind angesichts der prinzipbedingten, relativ hohen Verzahnungsverluste bei Schneckengetrieben nicht unmittelbar zu erwarten.

Zahnradgetriebe – Schneckengetriebe Je nach Einsatzart und täglicher Laufzeit lassen sich durch den Einsatz von synthetischen Ölen mit der Wirkungsgradverbesserung von Schneckengetrieben bemerkenswerte relative Einsparungen von Energie und Stromkosten errechnen. Es bleibt aber auch mit schmiertechnisch verbessertem Wirkungsgrad vor allem bei mittleren und höheren Untersetzungen ein deutlicher Abstand zu den bei Zahnradgetrieben

Abgabe des Motors (kW) PN ∑V Gesamtverluste (kW) Lagerverluste (kW) VR A Anteil VV+R/∑V(%) η Wirkungsgrad Index 1 «normale» Schmierung Index 2 «verbesserte» Schmierungerreichbaren mit üblichen Mineralölen Ventilation und Reibung (kW) VV+R

Wirkungsgraden. Beispiel Untersetzung i = 40: Beispiel Untersetzung i = 40: • Wirkungsgrad Schneckenmit Sonderschmierun • Wirkungsgrad eineseines Schneckengetriebes getriebes mit Sonderschmierung: max      76%  10%  86%

• Wirkungsgrad eines 2-stufigen Zahnradgetriebes mit üblicher S

• Wirkungsgrad eines 2-stufigen Zahn radgetriebes  96% mit üblicher Schmierung: Das Zahnradgetriebe bietet also bei diesem Vergleich mindestens einen um 10 Prozentpunkte günstigeren Wirkungsgrad. Die thermischen Auswirkungen werden aus Bild 8 im praktischen Versuch deutlich: Bei diesem als MotorGenerator-Betrieb angesetzten Dauerversuch liegt die Gehäusetemperatur des Schneckengetriebes etwa doppelt so hoch wie die des Stirnradgetriebes; die Erwärmung über Raumtemperatur ist etwa 2- bis 3-fach. Für viele Anwender sind daher die Vorteile bei Energiekos ten, Betriebstemperatur und Lebensdauer ausschlaggebend für die Wahl eines Zahnradgetriebes. Wenn allerdings andere Gründe – z. B. Laufruhe, Überlastbarkeit, Rücklaufhemmung – die Wahl eines Schneckengetriebes erfordern, so ergeben sich durch die Verwendung von synthetischen Ölen deutliche Vorteile. z

Verlustanteil in % Schmierung normal

verbessert

Zähne bei Belastung

Lager bei Belastung

Zähne im Leerlauf

Lager im Leerlauf

Planschen

Wellendichtungen

Zusatz

Gesamt

100

Schmierung normal ZN 50%

U 3%

LN 10% ZO 2% LO 5%

D 10% P 20%

Komponenten der Getriebeverluste bei ölgeschmierten Stirnradgetrieben; Verlustbilanz der Gesamt verluste bei normaler und verbesserter Schmierung.

Literaturhinweise:

8 Erwärmung eines Schneckengetriebes im Dauerversuch Motor-Generator-Betrieb: a) Schneckengetriebe am «Motor» b) Stirnradgetriebe am «Generator» Gleiche Leistung «P» an den Arbeitswellen 26 I Elektrotechnik 1/11

1 Bartz, W. J.: Getriebeschmierung Expert-Verlag (1989). 2 Heck, C.: Technische und wirtschaftliche Vorteile synthetischer Getriebeschmierstoffe Vortrags manuskript für die TAE (1994). 3 Greiner, H.: Energie sparen mit Getriebemotoren: Sonderdruck SD 3407 der Firma Danfoss Bauer GmbH, Esslingen.

Mit verbesserter Schmierung betragen die Verluste für Ventilation und Reib

VV  R2  0,75 · VV  R1 Für den Wirkungsgrad gilt:

PN PN  V

Maschinen & Geräte



Drückt man VV+R als prozentualen Anteil A an den Gesamtverlusten ∑V aus in allgemeiner Form:

PN 100  0,25  A PN  V 100 Soyez e-fﬁcaces

3 Richtwerte für den Wirkungsgrad von Zahnraduntersetzungsgetrieben mit 2 ... 4 Stufen (H2, H3, H4); Untersetzungen i = 10 ...1000.

Préparez commandes Abgabe des Motorsgrâce (kW) PN vos ∑V Gesamtverluste (kW) à notre catalogue complet(kW) en ligne Lagerverluste VR A Anteil VV+R/∑V(%)édition sur internet. La dernière η Wirkungsgrad du catalogueIndex est 1également disponible «normale» Schmierung Index 2 «verbesserte» Schmierung sur demande par téléphone Ventilation und Reibung (kW) VV+R au 021 624 00 54 ou par e-mail à lausanne@bugnard.ch Beispiel Untersetzung i = 40:

Outillage, machines, appareils de mesure Werkzeuge, Maschinen, Messgeräte



• Wirkungsgrad eines Schneckengetriebes mit Sonderschmierung:

Für Ihre e-fﬁzienz

max      76%  10%  86% Stellen Sie Ihre Bestellungen mit Hilfe • Wirkungsgrad eines 2-stufigen Zahnradgetriebes mit üblicher Schmierung unseres vollständigen Online-Katalogs   96% im Internet zusammen. Die letzte Katalogausgabe kann auf Wunsch auch telefonisch unter der Nummer 044 432 31 70 oder per E-mail an zurich@bugnard.ch angefordert werden.

5 Richtwerte für die Reibungszahlen (μ) verschiedener Schmierstoffsorten [1]. MIN = Mineralöle, TSY = teilsynthetische Öle, SYN = synthetische Öle.

www.e-bugnard.ch BUGNARD SA Lausanne HEGA-BUGNARD AG Zürich

6 Richtwerte für die Verbesserung (Δη) des Getriebewirkungsgrades (η) bei Verminderung der lastabhängigen Verlustanteile auf 2⁄3. Zahnradgetriebe mit 1... 4 Stufen.

7 Richtwerte für den Nennwirkungsgrad (η) und die erreichbaren Verbesserungen (Δη) von Schneckengetrieben in Abhängigkeit von der Untersetzung (i). Quelle: [2]. Elektrotechnik 1/11 I 27

Installations- & Gebäudetechnik

❚❚Brandschottungen als wichtige Brandschutzmassnahme

Brandausbreitung wirksam verhindern Moderne Gebäude haben eine umfassende Leitungsstruktur für Energie und Kommunikation. Diese tragen aber erheblich zum Risiko der Brandentstehung und der Brandweiterleitung bei. Das führt dazu, dass mit allen Mitteln versucht werden muss, das Brandrisiko klein zu halten und die Gefahr der Ausweitung des Feuers zu begrenzen. Rico De Boni Durch Brandmauern und Abstände wurde schon in alten Zeiten versucht, einen Brand auf einen möglichst kleinen Raum zu beschränken. Leitungsführungen senkrecht oder waagrecht durch das Gebäude können Feuer und Rauch blitzartig verteilen (Bild 1). Das muss verhindert werden. Ein Brandschutzkonzept kann aber nur dann wirkungsvoll sein, wenn die für den Bau des Gebäudes notwendigen Öffnungen sicher geschlossen sind und auch eine ausreichende Feuerwiderstandsdauer aufweisen. Brandabschottung ist die Bezeichnung für alle technischen Massnahmen unter Einsatz geeigneter Mittel, Wandoder Deckendurchbrüche für haustechnische Installationsleitungen (Rohrdurchführungen, Rohrleitungen, Elektroinstallationen), derart abzuschotten, dass es zu keiner Ausbreitung des Feuers in die benachbarten Brandabschnitte kommt. Die VKF Brandschutznorm und auch die Installationsnormen NIN legen darum fest:

1 Im Umbau von oben bis unten offen! 28 I Elektrotechnik 1/11

VKF Brandschutznorm Art. 35 • In brandabschnittsbildenden Bauteilen sind Durchgänge und andere Öffnungen mit feuerwiderstandsfähigen Brandschutzabschlüssen abzuschlies sen. • In brandabschnittsbildenden Bauteilen sind Durchbrüche, Leitungsdurchführungen und Installationsschächte mit feuerwiderstandsfähigen Abschottungen dicht zu verschliessen. • Der Feuerwiderstand von Brandschutzabschlüssen und Abschottungen beträgt mindestens 30 Minuten.

NIN 5.2.7.2 Abschottungen von Leitungsdurchbrüchen Durchbrüche für Leitungen in Teilen der Gebäudekonstruktion (Fussböden, Wände, Dächer, Decken, Zwischenwände, Hohlwände usw.) müssen nach der Durchführung der Leitungen so abgeschottet werden, dass sie der vorgeschriebenen Feuerwiderstandsdauer des jeweiligen Gebäudeteils entsprechen. Während der Errichtung von Leitungen können vor übergehende Vorrichtungen zum Ab-

schotten erforderlich sein. Bei Änderungsarbeiten sollte die Schottung so schnell wie möglich wiederhergestellt werden. Das Vorhandensein der Brandschottungen wird nach der Installation durch die Sichtkontrolle verifiziert und auf dem Mess- und Prüfprotokoll zum Sicherheitsnachweis (SiNa) dokumentiert.

Grundsätze • Brandabschnitte abklären: Einer Wand sieht man die Funktion nicht an. Auch ist nicht jede Wand ein brandschutztechnisch wichtiges Bauteil. Schottungen sind bei Brandabschnitten so auszuführen, dass sie die gleichen Brandschutzauflagen wie die anderen Bau teile erfüllen. Wenn Bauteile F 90 eingesetzt sind, braucht es Schottungen S 90. Dies entspricht einer Feuer widerstandsdauer von 90 Minuten. Aber auch wenn die Wand brandschutztechnisch nicht klassifiziert ist, bietet eine einfache Schottung Vorteile. Sie schützt gegen Rauch und Schallübertragung. Darum ist das Verschlies sen immer sinnvoll.

2 Nicht geschlossene Durchführungen nach der Installation.

Quelle: MCT BRATTBERG

Weichschott.

Ausführung Dem Elektroinstallateur wird im baulichen Brandschutz eine grosse Verantwortung übertragen. Die nicht fachgemässe Errichtung von Schottungen führt dazu, dass der gewünschte Schutz nicht erreicht wird und löst auch Haftpflichtansprüche aus. In einem grösseren Bauvorhaben werden die Schottungen als eine separate BKP-Position ausgeführt, in der Regel durch einen Spezialisten. Umnutzungen und Änderungen erfordern aber immer wieder das Öffnen von bereits erstellten Schottungen. Nachinstallationen durch bereits vorhandene Durchführungen sind naturgemäss einfacher, als neue Löcher zu erstellen. Dass dann auch in vielen Fällen eine Schottung dazugehört, darf nicht vernachlässigt werden. Wird die Decke oder der Boden zu nicht sichtbaren Bereichen geschlossen, ohne dass die notwendigen Schottungen erstellt sind, ist dies fahrlässig und kann im Brandfall zu hohen Schäden führen (Bild 2). Die fachgerecht durchgeführte Schottung schliesst die Arbeit ab. Hier gilt es, ein einfach zu handhabendes Produkt zu kennen und einzusetzen. Bei Umbauten über eine längere Zeit darf die Gefahr der Brandzonen nicht vernachlässigt werden. Wenn sich solche Arbeiten über Wochen und Monate ziehen, bevor die Schottungen fertiggestellt werden, erfüllen provisorische Schottungen ihren Dienst. Solche einfachen Hilfsmittel ergeben mit wenig Aufwand zusätzliche Sicherheit und nützen dem Kunden.

Brandschutzkissen.

Modulschott.

Schottungsarten

eine Schalung. Nachinstallationskeile, die leicht entfernt werden können, erlauben eine beschränkte Erweiterung. Meist muss aber eine Durchführung neu gebohrt und wieder verschlossen werden. • Elementschott: Vorgefertigte Schaumblöcke aus Kunststoff (in der Regel aus Polyurethan) werden zugeschnitten und eingepasst. In der Hitze vergrös sern sie ihr Volumen. Es braucht bei verschiedenen Systemen noch eine zusätzliche Abdichtung und Verklebung. Die Montage ist aufwändig. Bei der Nachinstallation werden einzelne Blöcke wieder herausgezogen und nachträglich wieder eingefügt. • Mineralplattenschott (weich): Die abgedeckten Öffnungen härten nicht aus, sie bleiben weich, darum auch die Bezeichnung «Weichschott» oder «Leichtbauschott». Es werden nicht

Man unterscheidet grundsätzlich zwischen Hart- und Weichschotts. Für alle Arten braucht es ein anerkanntes Produkt aus der Liste im schweizerischen Brandschutzregister (VKF). Dort sind auch das Einsatzgebiet und die Anwendung für jedes Produkt umschrieben. • Mörtelschott (hart): Das Ausgiessen oder Zuputzen der Durchführungen an Decken oder Wänden mit normalem Baumörtel genügt im Brandfall nicht. Durch das starke Schrumpfen solcher Mörtel beim Aushärten bilden sich Risse. Auch wird, wegen der hohen Festigkeit des Mörtels, ein späteres Öffnen der Durchführung problematisch. Der richtige Brandschutzmörtel schrumpft beim Erstarren nicht und sorgt so für eine gute Abdichtung (Bild 3). Zusätzlich gibt er auch Festigkeit im Brandfall. Grosse Öffnungen erfordern aber

Elektrotechnik 1/11 I 29

Installations- & Gebäudetechnik

Quelle: Würth

3 Hartschott. Quelle: Würth

• Die Schottung ist für eine bestimmte Belegung zugelassen. Die Herstellerangaben sind deshalb verbindlich. In der Regel können Schottungen nur zu 60 % belegt werden. • Nicht jede Schottung ist für die Decke geeignet. Es sind bei Deckenschottungen meistens zusätzliche Stabilisierungen nötig. Es gilt die Montageanleitung des Herstellers. • Umgebungsbedingungen abklären: Ist Feuchtigkeit zu erwarten? Oder wird die Schottung gar mit Wasser abgespritzt? Nicht jede Schottungsart erlaubt dies. • Bei kleinen Einzeldurchführungen kann das Durchführungsloch mit Brandschutzmörtel, Brandschutzschaum usw. verschlossen werden. • Bei Umbauten muss bei alten Brandschottungen mit asbesthaltigem Material gerechnet werden. Solche Schottungsmaterialien wurden zusammen mit Spritzasbest bis zirka 1978 eingesetzt. Der Rückbau muss durch den Spezialisten erfolgen.

technischen Anforderungen, es wird auch noch die Gas- und Wasserdichtigkeit, selbst unter Druck, sichergestellt. • Brandschutzkissen: Die in verschiedenen Grössen erhältlichen Kissen aus nicht brennbarem Glasfasergewebe enthalten eine flammhemmende Füllung, die sich im Brandfall ausdehnt (Bild 6). Kissen können in erster Linie als Zwischenlösung gute Dienste leisten, aber auch bei schlecht zugänglichen Stellen ist der Einbau noch möglich. Auch sind solche Brandschutzkissen wieder verwendbar. Sie werden schichtweise unterhalb, oberhalb und zwischen den Leitungen eingebracht. Weiter können sie aber auch im Zusammenhang mit kleinen Leitungen in geschlossenen Kanälen verwendet werden. Sie sind dann von aussen nicht sichtbar. • Kabelboxen: Im Gegensatz zu den vielen anderen Systemen wird die Kabelbox als industriell gefertigte Abschottung geliefert. Sie besteht aus einem Stahlblechgehäuse mit darin eingelegten Brandschutzpaketen. Die Box wird in die Öffnung gesetzt und mit Montageschaum fixiert. Sollten bereits Kabel durch die Durchführung gezogen worden sein, kann die Box einseitig geöffnet werden, um diese Leitungen einzuschlaufen. Die lichte Öffnung der Kabelbox kann immer voll belegt werden. Zum rauchdichten Verschliessen wird am Schluss eine Schaumplatte zugeschnitten und eingepasst. Dadurch wird zusätzlich der Schallschutz erhöht (Bild 7). Im ganzen Umfang angebrachte Brandschutzpakete aus wasserhaltigem Natrium-Silikat werden im Brandfall ab zirka 100 °C aufschäumen und die ganze Box sicher verschliessen. • Brandschutzschaum: Wer nur selten und nur kleine Schottungen durchführt, kann dies mit Brandschutzschaum erledigen. Dieser schäumt im

30 I Elektrotechnik 1/11

7 Kabelbox.

Brandfall auf und bildet damit die Barriere zum Feuer. Der Vorteil liegt in der einfachen Anwendung, auch an schlecht zugänglichen Stellen. Der Einsatz ist aber auf kleine Abmessungen begrenzt. Von der Masse können keine statischen Funktionen erwartet werden.

Sicherstellung der Funktionstüchtigkeit Damit auch noch nach Jahren Klarheit über die Art und Ausführung der Schottung besteht, ist jede Schottung zu bezeichnen (Bild 8). In grossen Anlagen mit laufenden Installationsarbeiten muss klar geregelt sein, wer für das Öffnen und das Verschliessen der Schottungen verantwortlich ist. EDV-gestützte Lösungen können mithelfen, die Übersicht über die Art und die Lage der Schottungen zu behalten. Während in Grossbetrieben diese Regelung kaum zu Problemen führt, sind überall dort, wo ein Gesamtverantwortlicher für das Gebäude nicht leicht erreicht werden kann, die notwendigen Massnahmen sicherzustellen. Es liegt in der Verantwortung der Installateure, die Abschottungen zu erstellen und zu ergänzen oder dies über den Kunden zu fordern. Über die verwendete Schottung und den Ersteller gibt die Aufschrift die nötigen Hinweise. Eine Vermischung einzelner Systeme in eigener Regie ist nicht zulässig und erfüllt die Brandschutzbestimmungen nicht. ❚ rico.deboni@bluewin.ch

Begriffe Abschottungen Feuerwiderstandsfähige Bauteile zum dichten Abschliessen von Leitungsdurchführungen (z. B. elektrische Kabel, Rohre) und Durchbrüche in brandabschnittsbildenden Bauteilen. Brandabschnitte Brandabschnitte sind Bereiche von Bauten und Anlagen, die durch randabschnittsbildende Bauteile voneinander getrennt sind. VKF Die Vereinigung Kantonaler Feuerversicherungen (VKF) ist das Dienstleistungsund Kompetenzzentrum der Kantonalen

Quelle: Wichmann

Installations- & Gebäudetechnik

brennbare, beschichtete Mineralfaserplatten eingebracht. Der Brandschutz entsteht, indem die Räume zwischen den Platten, den Leitungen und der Wand, aber auch die Oberflächen der Platten durch die beim Brand aufschäumende Masse ausgefüllt werden (Bild 4). Ein zusätzlicher Schutz entsteht durch das Bestreichen der Kabel von ca. 30 ... 50 cm (gemäss Herstellerrichtlinien) bei den Durchführungen. Für die Erstellung sind keine speziellen Werkzeuge notwendig. Die Belegung ist aber begrenzt. Wenn durch eine Überbelegung zu wenig aufquellbares Material vorhanden ist, können sich die Öffnungen nicht mehr selbstständig zuschäumen. Eine solche Abschottung eignet sich sowohl für Leicht- als auch für Massivbauteile. Bei einem weichen Schott ist die Nachinstallation einfacher. Die Platte kann durchstossen werden. Die Durchführung ist aber nicht so stabil wie ein Hartschott und kann demzufolge keine Kräfte, die auf die Leitung wirken, aufnehmen. Diese müssen im Brandfall durch die Leitungsführung übernommen werden. Das ist besonders dort zu beachten, wo Leitungen mit Funktionserhalt (E) verlegt werden. Wenn durch herabstürzende Kabel der Schott herausgerissen wird, besteht kein Schutz mehr. • Modulschott: Ein Rahmen wird vor dem Leitungszug an der Wand oder der Decke eingebaut. Darin werden Passstücke aus synthetischem Gummi (Elastomer), die die einzelne Leitung ganz umschliessen, eingespannt (Bild 5). Für jedes durchgehende Kabel wird ein Passstück mit der genauen Öffnung gewählt und mittels Spannteilen fixiert. Blindstopfen erleichtern hier die Nachinstallation. Solche Schottungen sind teuerer als Hart- und Weichschotts und es ist eine exakte Planung unerlässlich. Sie erfüllen aber nicht nur die brand-

Gebäudeversicherungen für alle Aktivitäten im Bereich Prävention auf nationaler und internationaler Ebene. Intumeszenz Chemische Reaktion, die durch Gasentwicklung zum Aufschäumen von Materialien führt. Sie bewirkt bei Hitzeeinwirkung die Bildung einer wärmedämmenden Schicht auf der Bauteiloberfläche. Kombischott Schottung, durch die sowohl elektrische Leitungen als auch Rohrleitungen gemeinsam geführt werden dürfen, Kombination aus Kabel- und Rohrabschottung.

BRANDABSCHOTTUNG

Brandschutz AG

für Kabel und elektrische Leitungen

System A Kombischott S 90 YX 15.15 System B Brandschott M S 120 ZX 19.X4

System C Schott W S 90 MN 16.77 System D Brandschutzkissen S 90 YX 15.15

Hersteller der Abschottung: Datum: Schott‐Nr. Installations GmbH

5.09.2010 E24/3

Dieses Schott darf nicht beschädigt werden. Beschädigungen sind dem Hersteller zu melden und müssen wieder fachgerecht ausgebessert werden.

Kennzeichnungsschild.

Sicherheitssteckdosen: Mit Köpfchen und Kragen Letztes Jahr hat die NIN 2010 eine entscheidende Veränderung erfahren: Fast überall wird der Schutzkragen für Steckdosen vorgeschrieben. Zusätzlich müssen alle Steckdosen, die zur freizügigen Verwendung vorgesehen sind, mit einer Fehlerstromschutzeinrichtung versehen werden. Das hat Konsequenzen bei Umbauten und Erweiterungen von Installationen.

Sicherheitssteckdose selber, der Weg zum Verteilerkasten entfällt somit.

Mehr Ampere? Aber sicher!

SIDOS-Sicherheitssteckdosen sind neu verfügbar in T13 und T23 – und zusätzlich in verschiedenen Design-Varianten.

In Feuchträumen, Werkstätten oder anderen Arbeitsstätten erlaubte die NIN 2005 die Verwendung von Steckdosen ohne Schutzkragen, wenn die Steckdose mit FI-Schalter (IF ≤ 10 mA) ausgerüstet waren. Damit ist definitiv Schluss. Praktisch überall sind jetzt Steckdosen mit Schutzkragen zwingend vorgeschrieben. Lösung: Das neue ABB SIDOS-Programm erfüllt vollumfänglich die NIN 2010. Natürlich sind die Sicherheitssteckdosen SIDOS T13 in verschiedenen Designlinien und Farben sowie mit unterschiedlichen Auslöseströmen erhältlich.

NIN 2010 – nun gilts! Seit dem 31.6.2010 gilt die NIN 2010 vollumfänglich. Beim Versetzen vorhan-

dener Steckdosen oder dem Hinzufügen von zusätzlichen Steckdosen gilt ausnahmslos die NIN 2010. Ob Neubau oder Renovation – SIDOS-Sicherheitssteckdosen kommen jetzt überall dort zum Einsatz, wo es auf höchstmöglichen Personenschutz (10 mA), höchstmögliche Verfügbarkeit und unkomplizierte Nachrüstung ankommt. Ohne Spitzarbeiten und sonstige aufwendige Installationen profitiert der Installateur immer vom genialen, dezentralen Schutzkonzept. Im Falle einer Auslösung werden nur die betroffene Sicherheitssteckdose und die angeschlossenen Verbraucher stromlos. Der Rest der elektrischen Anlage bleibt weiterhin intakt. Wieder eingeschaltet wird die Steckdose direkt vor Ort an der SIDOS-

Wer in Zweckbauten mit 16 A absichern will, für den schreibt die NIN 2010 jetzt auch 16-A-Steckdosen vor. Denn zunehmend werden die installierten Steckdosen vor höhere Anforderungen gestellt. Auch hier erfüllt ABB SIDOS die NIN 2010 ohne Abstriche. Mit der T23Variante ist der Anwender immer auf der sicheren Seite. Überall dort, wo leistungsintensive Verbraucher zum Einsatz kommen, bietet SIDOS nun ebenfalls das volle Potenzial von 16 A. Der Elektroinstallateur kann damit seine Kunden von einer 16-A-Installation in Verbindung mit dem dezentralen Schutzkonzept überzeugen.

Fazit Das ABB SIDOS-Konzept mit T13und T23-Steckdosen erfüllt die NIN 2010 ausnahmslos, erlaubt dem Elek troinstallateur auch Steckdosen im Nachhinein FI-geschützt zu installieren, ohne dass gleich eine aufwendige Nachrüstung im Elektroverteiler notwendig ist. Im Zweckbau ist der dezentralisierte FI-Schutz von grossem Vorteil, weil eine Auslösung und Wiedereinschaltung vor Ort geschieht. z

ABB Schweiz AG Industrie- und Gebäudeautomation 5400 Baden Tel. +41 58 586 00 00 www.abb.ch/gebaeudeautomation Elektrotechnik 1/11 I 31

Highlight

❚❚ABB: Sicheres Design und verlässliche Funktion: FI-geschützte Steckdosen

Highlight

❚❚Entwicklung und Produktion von innovativen Geräten für die Gebäudeautomation

Elektronische HightechProdukte von Brelag Vor 35 Jahren hat der begnadete Ingenieur Markus Bräm die Firma Canastra AG in Niederrohrdorf in einer Wohnung gegründet. Aus dem Kleinstbetrieb ist ein stattliches KMU geworden, das heute in Oberrohrdorf rund 50 Leute zur Entwicklung und Produktion von äusserst innovativen Produkten für zahlreiche Auftraggeber beschäftigt. Die Tochterfirma Brelag Systems GmbH ist für den Verkauf eigener Produkte gegründet worden.

Wohl nur wenige Elektroinstallateure wissen, dass Canastra ein wichtiger Hersteller von Abrechnungssystemen für Waschmaschinen/Tumbler, aber auch Lieferant von Boilersteuerungen ist. Weil diese Produkte bis anhin meistens durch andere Firmen vertrieben wurden, ist der Name Canastra AG wenig bekannt. Neu ist nun das Produkt Dominoswiss, eine funkbasierte Storensteuerung, die von der Tochterfirma Brelag selbst vertrieben wird.

Hobby wird zur Passion Markus Bräm ist nicht nur ein begnadeter Entwickler von Elektronik, er hat auch das Gespür für Produkte, die am Markt gefragt sind. Die meisten Produkte werden für anspruchsvolle Kunden entwickelt und produziert. Diese Kunden legen Wert auf Verschwiegenheit, sodass diese hier nicht einmal genannt werden dürfen. Diese Produkte verlangen ein Top-Entwicklungsteam und auch modernste Produktionsmittel.

Produkte im Hausbereich Nebst vielen Produkten für den Gewerbe- und Industriebereich vertreibt Brelag speziell Produkte im Hausbereich. In Wohnblocks kommen in der Regel für die Stromabrechnung von Wasch- und Trocknungsgeräten Münzzähler oder Abrechnungszähler zum Einsatz. Brelag hat in diesem Segment raffinierte Geräte anzubieten. Ihr payStar-System ist die intelligente «all in one-Lösung» für alle Abrechnungsfragen in Verbindung mit einem tarifpflichtigen Gerät. Dabei können alle Inkasso-Varianten wie Münzen, Jetons oder elektronische Schlüssel zum Einsatz kommen. 32 I Elektrotechnik 1/11

Das allerneuste Produkt ist aber die Funkbasierte Storensteuerung Dominoswiss. Ein kleiner Dominostein von der Grösse eines Feller-Tastelements erlaubt die Steuerung von Storen und Markisen. Dieser Dominostein haftet magnetisch im normalen Fellerrahmen oder liegt auf dem Tisch. Das Gerät arbeitet mit Funk. Acht Storen und Markisen bzw. Gruppen lassen sich von einem Gerät aus steuern. Alle Dominosteine sind miteinander verbunden. Wird von einem Dominostein ein Zentralbefehl – z. B. alle Storen runter – abgesetzt, leiten die Dominosteine selbstständig den Befehl an alle weiteren Geräte im Haus weiter. So werden auch Storen im Haus erreicht, für die der abgesetzte Funkbefehl von einem Gerät aus gar nicht erreichbar ist. Die Funksignale sind extrem schwach und es wird nur gefunkt, wenn jemand auf eine Taste drückt.

Die Canastra AG entwickelt und produziert seit 1975 hoch stehende Elektronik für diverse Firmen im In- und Ausland. Mit der Gründung der Firma BRELAG SYSTEMS GmbH werden vermehrt auch Produkte im Gebäudebereich selbst vertrieben. Im Moment sind im Produktportfolio verschiedene Zahlsysteme, Boilersteuerungen und die neue Domino swiss-Storensteuerung.

Fazit Elektroinstallateure dürfen damit rechnen, dass von Brelag in den nächsten Jahren raffinierte Produkte im Bereich Raumautomation auf den Markt kommen werden. ❚

BRELAG SYSTEMS GmbH 5452 Oberrohrdorf Tel. 056 485 90 80 info@brelag.com www.brelag.com

Zwei Produkte aus dem Hause Brelag: Dominoswiss, die funkbasierte Storensteuerung, und payStar für die Abrechnung bei Waschmaschinen und Trocknern.

4-Kanal-Oszilloskope – Probleme gezielter lösen! Fluke präsentiert die tragbaren Oszilloskope ScopeMeter 190 Serie II, die speziell für raue industrielle Umgebungen ausgelegten 4-Kanal-Oszilloskope. Diese neuen tragbaren Oszilloskope sind die ersten, die höchste Sicherheit bieten, weil sie CAT IV 600 V erfüllen. Die vier Eingangskanäle sind vollständig voneinander isoliert, das ist speziell interessant bei Messungen an Wechselrichtern und Frequenzumrichtern. Das Gehäuse der Fluke ScopeMeter ist abgedichtet und hat keine Kühlungsschlitze oder Lüfter, durch die Staub oder Feuchtigkeit eindringen können. Es entspricht Schutzart IP51 für Staubund Tropfwasserschutz und ist somit besonders widerstandsfähig, um es sicher in der Fabrikhalle oder im Ausseneinsatz verwenden zu können.

Sehr hohe Abtastrate Mit den Oszilloskopen 190 Serie II bietet Fluke die passende Lösung für die gestiegene Nachfrage nach tragbaren 4-Kanal-Oszilloskopen für den Einsatz in industriellen Umgebungen. Leistungselektronik spielt eine immer stärkere Rolle bei der Solar- und Windenergieerzeugung und generell bei Frequenz umrichtern. Die schnelle Abtastrate von bis zu 2,5 GS/s bei einer Auflösung von 400 Pikosekunden hilft, Rauschsignale und andere Störungen aufzuzeichnen und die Problemursache zu identifizieren. Mit bis zu 200 MHz Bandbreite sind auch Anforderungen von morgen zu erfüllen. Vier Kanäle sind unverzichtbar beim Testen von Motorantrieben mit regelbarer Drehzahl und bei der Wechselrichtertechnik. Über die vier Kanäle lassen sich z. B. gleichzeitig Eingangs-, Ausgangs- und Rückkopplungssignale oder Sicherheitsverriegelungen anzeigen

verlängern. Zwei USB-Anschlüsse, die elektrisch von den Messeingangskreisen getrennt sind, vereinfachen die ErfasDaten via USB sichern sung und Übertragung von SignalforDie neuen ScopeMeter sind durch die men. Daten lassen sich via eingebaute handliche, robuste Ausführung beson- galvanisch getrennte USB-Schnittstelle ders praktisch und bedienerfreundlich. bequem auf einen USB-Stick bringen Dank der neuen hoch effektiven Li- oder direkt auf einen PC übertragen. ❚ Ionen-Akkutechnologie sind die ScopeMeter Serie II bis zu sieben Stunden durchgehend betriebsbereit. Ein externes Ladegerät und das einfach zugäng Fluke (Switzerland) GmbH liche Akkufach machen es möglich, die 8303 Bassersdorf Akkus problemlos auszutauschen und so Tel. 044 580 75 00 die Betriebszeit des Gerätes weiter zu www.fluke.ch (PWM), um Reflexionen und Transienten zu erkennen

Funktionen • Anzeigen und Messen von Oberschwingungen, Transienten und Lasten in Drehstromsystemen • Fehlersuche bei Wechselrichtern zum Identifizieren von defekten Leistungshalbleitern (IGBT) und Steuerkreisen • Anzeigen und Messen der pulsbreitenmodulierten Signalformen

Fluke ScopeMeter mit 4 völlig isolierten Kanälen mit Staub- und Tropfwasserschutz. Elektrotechnik 1/11 I 33

Highlight

❚❚Speziell für raue industrielle Umgebungen geeignete ScopeMeter der 190 Serie

Installations- & Gebäudetechnik

❚❚ Überspannungsschutzgeräte Typ 1 bei Blitzströmen

Funkenstrecke oder Varistor? Überspannungsschutz ist heute für jedes Gebäude ein wichtiger Bestandteil zum Schutz der Anlagen und Systeme. Moderne Überspannungsschutzgeräte für das 230-/400-V-Netz verfügen über einen tiefen Schutzpegel und hohes Ableitsvermögen bei Blitzströmen. Diese Geräte werden als Kombiableiter Typ 1 bezeichnet, da sie Blitz- und Überspannungsschutzfunktionen kombiniert wahrnehmen. Welche Gerätetechnologie soll hier zur Anwendung kommen? Bernd Leibig, DEHN + SÖHNE GmbH Wer einen Überspannungsschutz in sei nem Gebäude einbauen lässt, vertraut der Technik und erwartet dabei, dass seine Installation vor Unheil bewahrt bleibt. Auf dem Markt werden Geräte angeboten, die Blitzströme so ableiten, dass diese sich nicht bis zu Endgeräten fortpflanzen und Unheil anrichten kön nen. Die Kombiableiter Typ 1 gibt es auf Basis von Funkenstreckentechnolo gie und auf Basis von Varistortechnolo gie. Im weiteren Verlauf werden die Unterschiede dieser Gerätetechnolo gien gegenübergestellt.

Ansprechverhalten Man unterscheidet die Schutzelemente hinsichtlich des Ansprechverhaltens.

Dabei kommen zwei grundsätzlich un terschiedliche Techniken in den Über spannungschutzgeräten (SPD) zur An wendung: • spannungsschaltende Schutzelemente, z. B. Funkenstrecken, Gasentladungs ableiter, ... • spannungsbegrenzende Schutz elemente, z. B. Varistoren, Begren zungsdioden. Bild 2 zeigt den prinzipiellen Span nungsverlauf dieser beiden Ausführun gen von Schutzelementen beim Auftre ten eines Stossstroms. Es ist zu erken nen, dass bei Funkenstrecken die Spannung nach sehr kurzer Zeit auf die sogenannte Bogenbrennspannung zu sammenbricht. Diese liegt bei einer fol gestrombegrenzenden Funkenstrecke

typischerweise in der Grössenordnung der Versorgungsspannung. Die Blitz stossstrom-Welle wird «geschaltet» und damit die Impulsdauer verkürzt. Diese sogenannte Wellenbrecherfunk tion entlastet energetisch die nachfol genden Schutzstufen in Untervertei lern (Typ 2 Ableiter) und Endstrom kreise (Typ 3 Ableiter). Ein Vorteil dieser SPD liegt auch darin, dass im Normalbetrieb keine Leckströme flies sen und somit der Einsatz vor der Zähl einrichtung möglich ist. Die Wirkung eines Varistors (MOV), also eines spannungsbegrenzenden Schutzelements, ist ebenfalls aus Bild 2 erkennbar. Die Restspannung des Va ristors ist deutlich höher als die Nenn spannung des Versorgungssystems. So mit treten keine relevanten Folgeströ me auf. Die Impulsdauer ist jedoch länger und damit die Durchlassenergie, die sich ja aus U . I . t ergibt. Deshalb ist die energetische Belastung nachfolgen der Schutzstufen und Endgeräte we sentlich stärker als bei einer Funken strecke. Aus diesem Grund ist die ener getische Koordination zwischen den Schutzstufen in der Praxis schwierig sicherzustellen.

Energetische Koordination

1 Einfacher Einsatz eines Ableiters mit Funkenstreckentechnologie DEHNventil. 34 I Elektrotechnik 1/11

Unter energetischer Koordination ist das selektive und aufeinander abge stimmte Wirken von hintereinander geschalteten Schutzstufen einer Über spannungsschutzbeschaltung zu verste hen. Die betreffenden Anforderungen und Grundprinzipien werden in der EN 62305-4 im Anhang C beschrie ben.

Installations- & Gebäudetechnik 2

Oben Spannungsverlauf an einer Funkenstrecke, unten Spannungsverlauf an einem Varistor, je weils bei Belastung mit Stossströmen.

Bei einer Koordination von Funkenstrecke und MOV sind die Energieverläufe stets im zulässigen Bereich; kein Bauteil ist überlastet.

SG-MOV-Kombination: Die sich bei der Koordination eines spannungsschaltenden SPD (SG) mit einem nachgelagerten spannungsbegrenzenden SPD (MOV) ergebenden Energieverläufe sind in Bild 3 dargestellt (Prüfung von SPD Typ 1 mit Blitzstossstrom Iimp der Kurvenform 10/350 µs). Deutlich sichtbar: die energetische Koordinationsbedingung ist erfüllt, wenn die Funkenstrecke zündet, bevor die Belastungsgrenze für den MOV erreicht wird. Es zeigt sich, dass unter dieser Voraussetzung selbst bei der maximal ausgewiesenen Stossstrom amplitude nahezu keine Energie mehr in der nachgelagerten Schutzstufe bzw. im zu schützenden Endgerät umgesetzt wird. Nahezu der gesamte Stossstrom fliesst durch die Funkenstrecke.

den würde. Dies ist aber in 230-/400-VSystemen eine absolut unübliche Bemessung. Im praktischen Einsatz kann jedoch weder bei nachfolgenden Typ-2noch bei Typ-3-Ableitern noch bei Endgeräteschutzbeschaltungen davon ausgegangen werden. Aus diesem Grund kann bei dieser Konstellation nicht von einer funktionierenden Koordination ausgegangen werden.

MOV-MOV-Kombination: Bei der Koordination zweier spannungsbegrenzender SPD (MOV) ergeben sich die in Bild 4 dargestellten Energieverläufe. Varistoren sind Bauteile mit einer kontinuierlichen Spannungs-Strom-Kennlinie. Sie teilen sich die Stossströme einfach entsprechend der resultierenden Widerstände in den beiden Varistoren auf. Die «Widerstände» müssten extrem unterschiedlich bemessen werden, damit der überwiegende Anteil des Stossstroms über Varistor 1 fliesst. Dies geht aber nur, wenn bei der nachfolgenden Stufe ein Varistor mit deutlich höherer Bemessungsspannung (z. B. 385 V) eingesetzt wer-

4 Bei einer Koordination von MOV 1 mit MOV 2 werden bei einer starken Energiewelle beide MOV überlastet.

Fazit Eine Koordination über den gesamten Amplitudenbereich der spezifizierten Stossströme ist nur bei SPD Typ 1 mit einer Funkenstrecke anwendungsgerecht umsetzbar. Durch ihre «Wellenbrecher»-Funktion und der damit verbundenen Impulszeitverkürzung, wird der einlaufende 10-/350-µsBlitzstrom auf eine Restgrösse heruntergebrochen, die von den nachgelagerten Schutzstufen und Endgeräten sicher beherrscht werden kann. Zudem werden Varistoren als Typ-1-Ableiter in der Regel nur bis zu einem Ableitvermögen von Iimp 12,5 kA angeboten und sind somit nicht für alle Blitzschutzklassen einsetzbar. Das hohe Folgestromlöschvermögen von modernen Schutzgeräten auf Funkenstreckenbasis wie z. B. DEHNventil sorgt für den sicheren Betrieb und die Verfügbarkeit der Anlagen. z Vertretung Schweiz: elvatec ag www.elvatec.ch

5 Mehrpoliger Kombiableiter zum Schutz von Hauptstromversorgungssystemen – mit Modul entriegelungstaste zum werkzeuglosen Schutz modulwechsel.

Literatur [1] EN 61643-11 (SNEN 61643-11:2002+A11: 2007[D]) Überspannungsschutzgeräte für Niederspannung – Teil 11: Überspannungsschutzgeräte für den Einsatz in Niederspannungs anlagen – Anforderungen und Prüfungen; Electrosuisse, SEV Verband für Elektro-, Energie- und Informationstechnik. [2] EN 62305-4 (SNEN 62305-4:2006[D]) Blitzschutz – Teil 4: Elektrische und elektronische Systeme in baulichen Anlagen; Electrosuisse, SEV Verband für Elektro-, Energie- und In formationstechnik. [3] SEV 1000:2010 (Ordner A4)(D) Niederspannungs-Installationsnorm NIN 2010, Ordner A4; Electrosuisse, SEV Verband für Elektro-, Energie- und Informationstechnik. [4] B. Leibig, U. Strangfeld: «Wirksamkeit von Ableitern für den Blitz- und Überspannungsschutz» etz elektrotechnische Zeitschrift, Heft 08/2010.

Elektrotechnik 1/11 I 35

Installations- & Gebäudetechnik

❚❚Einfache Bedienbarkeit optimiert Prozesse und Nutzerverhalten, Teil 2

Wege zur guten Usability Dass eine gute Usability auch im Gebäude wichtig ist, erscheint offensichtlich (siehe Artikel Teil 1, ET 9/2010). Die einfache Anwendung, sei es für den Endnutzer, den Installateur oder den Integrator, ist ein zentrales Merkmal eines guten Produkts. Doch wie wird eine gute Usability erreicht? In diesem zweiten Artikel wird die Entwicklungsphase und vor allem das Wesen einer strukturierten Bedienoberfläche dargestellt.

Rony Müller, Michael Birchler* Eine gute Usability zu erreichen ist im Grundsatz einfach. Ist das Verständnis bezüglich Usability von Projektstart an bei allen Beteiligten vorhanden und werden adäquate Methoden während des gesamten Entwicklungsprozesses integriert, wird ein gutes Resultat erzielt. Doch wie sieht die Praxis aus? Bereits das Wort Usability ruft unterschiedliche Assoziationen hervor. In diesem Themenbereich können zahlreiche Personen aus dem Projektteam einen Input liefern und ihre persönlichen Ansichten und Erfahrungen preisgeben. Doch sind diese Inputs repräsentativ für die angestrebte Zielgruppe? Ein Beispiel: Befinden sich zwei Bedienelemente nebeneinander, weil dies vom Benutzer optimal verstanden wird, oder weil sie softwaretechnisch zusammenhängen?

* Rony Müller und Michael Birchler, Adiutec AG, bieten spezialisierte Dienstleistungen mit Fokus auf Requirements- und UsabilityEngineering in der Gebäudeautomation.

Die Gefahr besteht, dass der eigentliche Nutzer in den Hintergrund rückt und somit das User-Interface nicht mehr auf die Zielpersonen passt. Als weitere einschränkende Faktoren stehen die technische Machbarkeit, beziehungsweise das Zeit- und Kostenbudget den guten Ideen und Ansätzen oft diametral gegenüber.

Passender Entwicklungsprozess Welcher Entwicklungsprozess oder welches Vorgehen eine gute Usability sicherstellt, kann nicht allgemein beantwortet werden. Im Grundsatz sind jedoch agile Methoden und Prozesse besser geeignet als ein Wasserfall- oder V-Modell. Bei einem iterativen Vorgehen wird dem Lerneffekt bzw. neuen Erkenntnissen innerhalb des Projektfortschritts Rechnung getragen. Jedoch darf durch solche Erkenntnisse der Projektfortschritt sowie die Projektplanung nicht unnötig behindert werden. Als weiterer Faktor kommt hinzu, dass ein Entwicklungsteam gut eingespielt sein muss und die Inputs von Usability-Experten aufnehmen kann. Hier ist die Sprachwahl der Usability-Fachleute

2 Zum Beispiel kann das Einstellen der Temperatur unterschiedlich gelöst werden. 36 I Elektrotechnik 1/11

wichtig, damit die Inputs richtig verstanden und auch umgesetzt werden können.

Aufbau eines User-Interfaces Oft wird Usability mit grafisch ausgefeilten, bunten Icons auf einem TouchScreen gleichgesetzt. Diese Sichtweise greift viel zu kurz. Ein User-Interface kann wie eine Zwiebel in unterschiedliche Schichten gegliedert werden. Sichtbar ist nur der äussere Teil – die Präsentationsschicht. Diese macht lediglich rund 10 % der Usability aus. Die restlichen «unsichtbaren» 90 % liegen in der Struktur und dem grundlegenden Verhalten (Bild 1).

Struktur In der untersten Schicht ist die Struktur angesiedelt. Es werden das mentale Modell, der Arbeitsablauf sowie auch das Organisationsmodell erhoben. Daraus resultiert die Menüstruktur. Der Kern einer guten Usability liegt oft im mentalen bzw. konzeptionellen Modell. Kann der Benutzer auf bestehendes Wissen aufbauen und erfolgt eine (teils unbewusste) Wiedererken-

Verhalten Aufgrund der Grundlagen, welche in der Struktur ausgearbeitet wurden, wird die eigentliche Navigation erstellt. Das Editieren und Manipulieren beschreibt die Vorgehensweise, wie Daten eingegeben, geändert und gelöscht werden. Solche Varianten sollten nicht neu «erfunden», sondern auf bestehende und erprobte Varianten zurückgegriffen werden. Die unterschiedlichen Ver-

halten sind oft in sogenannten «Patterns» beschrieben und öffentlich zugänglich.

TERMinal+ OPTOkOPPlER = TERMOPTO

Installations- & Gebäudetechnik

nung, wird das Produkt als intuitiv empfunden. Ein Beispiel, das viele kennen: Blättern in neuen mobilen Geräten für Agenda oder Fotos entspricht einer direkten Abbildung der bekannten (alten) Welt von Papier-Agendas oder Fotobücher. Oder ein allgemein bekanntes Negativbeispiel: Wie stellen Sie den elektronischen Wecker ein? Besteht ein Kontext zum schnell eingestellten mechanischen Wecker? Die Bilderreihe 2 zeigt Beispiel, wie das Einstellen einer Temperatur gelöst werden kann. Die Wiedererkennung wird hier von links nach rechts immer grösser. Weiter wird der Arbeitsablauf analysiert. Dieser kann entweder Schritt für Schritt, mit Lücken oder auch frei abgebildet werden. Für eine spezialisierte Anwendung ist dieser Aspekt wichtig. Im Organisationsmodell werden die einzelnen Abläufe skizziert und zu einem Ganzen zusammengefasst. Aus den Elementen wird eine umfassende Menüstruktur erstellt. Mit gezielten Benutzeranalysen können solche Informationen erhoben werden. Diese Arbeit erfordert Erfahrung, Branchen- und Personenkenntnis.

Präsentation Die Präsentationsschicht befasst sich mit dem Design. Es ist der Teil, in dem ein Styleguide auch ein Firmen CI/CD aufnimmt, wo das Layout und die Farbgebung erfolgt. Oft werden Grafikbüros für die Ausarbeitung dieser Schicht engagiert. Wichtig für ein gutes Ergebnis ist, dass auch der Grafiker die zugrundeliegenden Konzepte versteht.

VERschlEissfREiE POTEnzialTREnnung

Gewichtung ist wichtig Nicht alle beschriebenen Schichten müssen in einem Produkt vollumfänglich implementiert werden. Die Usability eines Raumbediengeräts weist einen anderen Fokus auf als diejenige einer Management-Station. Somit werden die Schichten unterschiedlich ausgeprägt erstellt oder gar weggelassen. Ein oft begangener Fehler in der Praxis ist, dass die Usability-Aspekte zu spät in ein Projekt einfliessen. Die grundlegenden strukturellen Ausprägungen sind nicht oder nur noch sehr schwer zu ändern. Teils fehlt auch das Bewusstsein über die Verhaltens- und Strukturschichten sowie deren Wirkung auf die Usability. Eine Fachbegleitung in einem Projekt ist deutlich kostengünstiger als eine aufwändige Projektänderung oder gar einen Imageschaden am Markt. Auch hier gilt: Vorsorge kostet rund 10 %, Nachbesserung ca. 60 % zusätzlich zum Projektbudget

in PlaTzsPaREndER BaufORM

eiz,

chw

on S

ati utom

d A08

Stan

www.adiutec.ch TERMOPTO

8 7

5 4

2 1

Organisations-Modell Arbeitsablauf Konzeptionelles Modell

Struktur

Verhalten

Benutzer Unterstützung Editieren und Manipulieren Navigation

Präsentation

w ww . we id mu el le r .co m

Text Style Layout

• Kompakt: Optokoppler in Reihenklemmenbauform reduziert den Platzbedarf im Schaltschrank • Zeitsparend: Schraublose Anschlußtechnologie PUSH-IN und die steckbare Querverbindung ersparen wertvolle Verdrahtungszeit • Langlebig: Verschleißfreier Halbleiterschalter und umfangreiche Schutzbeschaltung gewährleisten Langlebigkeit und zuverlässige Schaltspiele

Elektronik – Made by Weidmüller

Usability wird hauptsächlich von der Struktur und vom Verhalten beeinflusst. Elektrotechnik 1/11 I 37

Licht & Leuchten

❚❚Leuchtstofflampen: Induktives kontra elektronisches Vorschaltgerät

Was ist effiziente Beleuchtungstechnik? Von staatlichen Stellen hört man es, in Fachzeitschriften liest man es und ganze Messen und Kongresse widmen sich dem Thema effizienter Beleuchtungstechnik. Doch welche Beleuchtung ist wirklich effizient? Und lohnt sich die Auseinandersetzung hiermit überhaupt? Wenn Leuchtstofflampen zum Einsatz kommen, was für ein Vorschaltgerät soll es denn sein? Stefan Fassbinder In der Schweiz werden etwa 11 % der gesamten erzeugten Elektrizität für Beleuchtung aufgewendet. Weltweit ist der Anteil deutlich höher, weil in weniger entwickelten Staaten tendenziell mehr elektrische Energie für die Beleuchtung bzw. weniger für andere Zwecke verbraucht wird. Tageslicht um die Mittagszeit ist weiss und besteht aus einem Gemisch sämtlicher für den Menschen wahrnehmbarer Farben. Nun ist aber das menschliche Auge für verschiedene Farben unterschiedlich empfindlich, was die wahrgenommene Helligkeit angeht. Auch die Tageszeit spielt für die Empfindlichkeit eine Rolle: Bei Tageshelligkeit ist die Empfindlichkeit zwischen Gelb und Grün am grössten, bei schwachem Licht verschiebt sie sich zu Blau hin. Bei ganz schwachem Licht schaltet das menschliche Auge auf Schwarzweiss um; in der Nacht sind tatsächlich alle Katzen grau. In der Einheit für die Be-

stimmung der Lichtleistung eines Leuchtmittels ist deshalb die Empfindlichkeit eines genormten «Durchschnittsauges» berücksichtigt. Diese Einheit nennt sich Lumen [lm], (lateinisch Licht). Für die vom Menschen z. B. auf einem Tisch wahrgenommene Beleuchtungsstärke dient die Grösse Lux, hier gilt: 1 lx = 1 lm/m². Wann ist eine Lichtquelle effizient? Theoretisch kann eine Lichtausbeute von genau 683 Lumen je Watt (lm/W) erreicht werden. Dies gilt jedoch nur für monochromatisches grünes Licht von 555 nm Wellenlänge, hier hat das menschliche Auge seine maximale Empfindlichkeit. Die «grünste anzunehmende Lampe» ist also tatsächlich grün. Allerdings, unabhängig von der politischen Gesinnung, lässt sich damit keine Stras se und auch keine Wohnung beleuchten. Für «weisses» Licht – oder das, was wir als weiss empfinden, wenn man alle Farben von 380 ...780 nm Wellenlänge im richtigen Verhältnis mischt – ergibt sich

2 Oben induktives, unten elektronisches Vorschaltgerät.

ein theoretisches Maximum von 199 lm/W. Setzen wir dies gleich 100 % Wirkungsgrad, so liegen die besten Leuchtstofflampen ungefähr bei 60 % Wirkungsgrad, nämlich 120 lm/W und hier liegen auch die besten LED.

Es werde Licht!

1 Leuchtstofflampen sind nach wie vor die Leuchtmittel für effiziente Energieumsetzung. 38 I Elektrotechnik 1/11

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, künstliches Licht zu erzeugen. In Glühlampen waren es zuerst Kohlefäden, heute sind es Wolframdrähte, durch die so viel Strom fliesst, dass die Leiter sich bis zur Weissglut erhitzen – je weisser desto besser. Glühlampen setzen 90 % in Wärme und nur 10 % in sichtbares Licht um. Viel wirksamer funktioniert die Umwandlung elektrischen Stroms in einen Lichtstrom mittels einer Gasentladung. Zwar unterscheidet der elektrotechnische Sprachgebrauch zwischen Gasentladungslampen und Leuchtstofflampen, doch entsteht das Licht in beiden Fällen

70W P Syst 60W

7000lm

PVVG

2,5 W

PEVG

50W

40W

30W 3 190V

5000lm

Elektrische Leistung VVG Elektrische Leistung EVG Lichtstrom VVG Lichtstrom EVG

200V

210V

VVG =

220V

Leuchtstofflampen: Stand der Technik 75 % allen Lichts wird von Leuchtstoff lampen erzeugt, wozu diese aber nur 50 % der für die Beleuchtung verwende ten Energie benötigen. Wegen der be sonderen Physik des Stromdurchgangs durch ein Gas, die sozusagen das Ohm sche Gesetz auf den Kopf stellt, kann man solche Lampen generell nicht di rekt ans Stromnetz anschliessen, sonst passiert entweder gar nichts oder es knallt. Zwischen Lampe und Netz ge hört ein Vorschaltgerät, das zunächst einen hohen Spannungsimpuls erzeugt, um den Stromfluss in Gang zu setzen, und fortan den Strom begrenzt, damit der Strom nicht so gross wird, dass der Glaskolben explodiert. Eigentlich sind Gase Isolierstoffe. Wenn aber an den Enden des Glasrohres die Glühdrähte aufleuchten, löst sich eine Elektronen wolke ab. Wenn nun der Starter beim konventionellen Vorschaltgerät den Stromfluss plötzlich unterbricht, ent steht ein Hochspannungspuls durch die Selbstinduktion und macht das Gas da durch leitfähig; die Lampe leuchtet. Konventionelle Induktive Vorschalt geräte (KVG) sind für billigste Material kosten ausgelegt ohne Rücksicht auf hohe Verluste im Betrieb. Daneben gibt es Verbesserte Induktive Vorschaltgeräte (VVG), diese sind auf minimale Verluste getrimmt. Sie sind etwas grösser, weil mehr Kupfer und Eisen anfällt. Die Elektronischen Vorschaltgeräte (EVG) erzeugen in einem ersten Schritt aus der Netzspannung eine Gleichspannung und setzen dann diese Gleichspannung wieder in eine Wechselspannung von 20 ... 60 kHz um. Durch diese viel höhe re Frequenz lassen sich Kondensatoren und Spulen deutlich kleiner auslegen. Ein Starter erübrigt sich, weil dieser in der Elektronik integriert ist. Diese Tech

6000lm

nik kostet allerdings ein Mehrfaches ei nes KVG, während ein VVG für knapp 50 % Aufpreis zu haben ist. In einem Vorschaltgerät für eine Leuchtstofflampe von 58 W Nennleis tung entstehen Verluste von mindestens 5 W, höchstens 15 W. Nun sind beim EVG nicht nur die Wicklungen und da mit die darin auftretenden Verluste we sentlich kleiner, sondern auch die Lam pe produziert je eingespeistes Watt et was mehr Licht und etwas weniger Wärme, was mit der hohen Betriebsfre quenz zusammenhängt. Bedauerlicher weise wird beim Vergleich von konven tionellen Vorschaltgeräten mit elektro nischen stets das beste EVG dem schlechtesten KVG gegenübergestellt, und die Existenz des VVG bleibt uner wähnt. Das liegt an zwei strukturellen Eigentümlichkeiten des Marktes: • Die grossen Lampenhersteller treten teilweise auch als Hersteller von Vorschaltgeräten auf – aber wenn, dann nur von EVG. • Die wenigen in Westeuropa tätigen Anbieter von KVG und VVG bieten allesamt anderenorts oder in einem anderen Geschäftsbereich auch EVG an und bewirtschaften natürlich jene

230V 230V

240V

4000lm EVG

3000lm 250V

Absenkung der System-Betriebsspannung, bis die Helligkeit der Lampe mit VVG Klasse B1 und EVG Klasse A3 gleich ist, Ermittlung der Systemleistungsdifferenz an diesem Punkt (wobei dieses EVG als EEI = A3 ausgewiesen war, nach der vorliegenden lichttechnischen Messung aber sogar die Forderung der Klasse A2 erfüllt).

Geräte, welche die höchste Wert schöpfung versprechen. Somit verkaufen sich die vielen KVG überall dort, wo nur auf den Anschaf fungspreis geachtet wird. Wer nun auch auf die Energiekosten achtet, lässt sich be raten, und dem wird das EVG mit einer ganzen Reihe von Vorteilen empfohlen. Tabelle 1 gibt leider nur die absoluten elektrischen Nennwerte wieder und sagt nichts über die Lichtleistung der Lampe aus. Diese ist nämlich beim Betrieb mit EVG rund 4 % geringer, als mit konven tionellen Vorschaltgeräten, weil mit ver minderter Lampenspannung gearbeitet wird. Weiterhin weicht die tatsächliche praktische Auslegung induktiver Vor schaltgeräte aller Klassen heute erheb lich von den Nennwerten ab. Betreibt man die Lampe an einem modernen VVG der Effizienzklasse B1 und nur an 222 V statt 230 V, um hier Gleiches mit

Lampen-Nennleistung Maximale Leistungsaufnahme Lampe mit Vorschaltgerät 50 Hz (KVG/VVG)

HF (EVG)

Klasse D

Klasse C

15 W 18 W 30 W 36 W 38 W 58 W 70 W

14 W 16 W 24 W 32 W 32 W 50 W 60 W

> 25 W > 28 W > 40 W > 45 W > 47 W > 70 W > 83 W

25 W 28 W 40 W 45 W 47 W 70 W 83 W

Klasse B2 Klasse B1 Klasse A3 Klasse A2 23 W 26 W 38 W 43 W 45 W 67 W 80 W

21 W 24 W 36 W 41 W 43 W 64 W 77 W

18 W 21 W 33 W 38 W 40 W 59 W 72 W

16 W 19 W 31 W 36 W 38 W 55 W 68 W

Tabelle 1: Werte und Klassen stabförmiger Leuchtstofflampen mit Vorschaltgeräten (Auszug aus der EU-Verordnung 2000/55/EG – Klasse A1 ist dimmbaren EVG vorbehalten). Elektrotechnik 1/11 I 39

Licht & Leuchten

durch einen Prozess, der Gas elektrisch leitfähig macht und zum Leuchten an regt. In Leuchtstofflampen ist es Queck silberdampf niedrigen Drucks und nicht etwa Neon, wie die volkstümliche Be zeichnung «Neonröhre» fälschlicher weise suggeriert. Es entsteht fast aus schliesslich unsichtbares ultraviolettes Licht. Erst durch die an der Innenseite des Glasrohres aufgebrachten Leucht stoffe entsteht sichtbares Licht. Die Lichtfarbe lässt sich durch die Zusam mensetzung des Leuchtstoffs in weiten Grenzen steuern. Bei den «echten» Gas entladungslampen entsteht das sichtbare Licht direkt im Gas, die Farbzusammen setzung ist durch die Charakteristik der Gasfüllung gegeben.

EVG-Einsatz immer gerechtfertigt? Fast wie ein Mantra werden Vorteile des EVG gegenüber dem VVG oder gar KVG rezitiert, ohne ernsthaft wahre Tatsachen aufzuspüren. So heisst es: • EVG haben einen besseren Wirkungsgrad, also geringere Eigenverluste als VVG. Nimmt man jedoch die Werte aus Tabelle 1 als gegeben hin, ist unter Umständen das Gegenteil der Fall: Klasse B1 64 W – 58 W = 8 W; Klasse A3 59 W – 50 W = 9 W. • Das 100-Hz-Flimmern des Lichts ist bei der hohen Betriebsfrequenz der EVG nicht mehr wahrnehmbar. Tatsache ist, dass heutige Leuchtstoffe so träge sind, dass Flimmern auch bei 50-Hz-Betrieb kaum ein Thema ist. • Moderne EVG sind auch mit der sogenannten Cut-off-Technologie verfügbar, die die Kathodenheizung abschaltet, sobald die Lampe gezündet hat. Das ist eine Eigenschaft, die bei induktiven Geräten zur Anwendung kommt, seit es diese Geräte gibt. • Die Lebenserwartung der Leuchtstofflampen ist beim Betrieb am EVG etwa 30 % 40 I Elektrotechnik 1/11

4 Elektronische Starter mit unterschiedlichen, frei wählbaren Eigenschaften.

länger – vorausgesetzt, die EVG verfügen über den sogenannten Warmstart. Das gilt, wenn der Vergleich mit Glimmstarten gemacht wird, nicht aber beim Einsatz elektronischer Starter. • EVG sind auch mit Sofortstart-Fähigkeit verfügbar. Bei elektronischen Startern gibt es das auch. • Defekte Lampen werden automatisch abgeschaltet, statt die Anwesenden durch das ständige Aufblitzen fortwährender Neustartversuche zu nerven und während dessen auch noch im Vorschaltgerät erhöhte Verluste zu verursachen. Elektronische Starter verfügen ebenfalls über diese Technik. • Die neuen, ausschliesslich für den Betrieb an EVG vorgesehenen, nur 16 mm dicken T5-Lampen sind noch effizienter. Das gilt, wenn die Umgebungstemperatur etwa 35 °C beträgt, was bei Einbauleuchten zutrifft, und wenn Lampen der Typenreihe »T5HE« (High Effi ciency) gewählt werden. Die helleren «T5HO»-Lampen (High Output) haben schlechtere Lichtausbeuten als die konventionellen T8-Lampen.

• EVG können durch Dimmbarkeit und damit einer Konstantlicht-Regelung zusätzlich Energie sparen. Da werden gleich zwei wichtige Tatsachen unterschlagen: Dimmbare EVG sind im Preis doppelt so hoch wie normale EVG und die Lichtausbeute geht drastisch zurück bei der Dimmung. Zudem haben dimmbare EVG recht hohe Bereitschaftsverluste, wenn sie nicht ganz abgeschaltet werden.

Effizienz im Labor untersucht Wie schon erwähnt, heisst es überall, ein EVG habe wesentlich geringere innere Verluste als ein VVG! Das wollten ein paar Skeptiker wirklich wissen. Bei einem unabhängigen akkreditierten Lichtlabor wurden vom Deutschen Kupferinstitut DKI und der Firma M & R Multi tronik Messungen in Auftrag gegeben, um die prinzipiellen Potenziale zweier recht verschiedener Energiesparmethoden in der Beleuchtungstechnik besser abschätzen zu können. Alle Lampen wurden gemäss Norm (IEC 60081) bei einer Umgebungstem-

90lm/W 80lm/W 70lm/W 60lm/W 50lm/W 40lm/W

Lichtausbeute 

Licht & Leuchten

Gleichem zu vergleichen, so ist die Helligkeit wieder gleich derer des EVG (Bild 5). Dann beträgt die Leistungsaufnahme der gesamten Leuchte mit EVG unverändert 54,8 W. Mit VVG sind es aber nur 56,9 W, also weniger als die Lampe allein verbrauchen sollte, und somit weit weniger als die in der Verordnung vorgesehenen 64 W! Die Einsparung gegenüber dem Betrieb mit EVG liegt damit nur noch bei ≈ 2,1 W statt der 9 W, die man nach Tabelle 1 hier erwartet hätte. Interessant ist noch eine kleine Kostenberechnung. Wenn also ein gutes VVG mit einem guten EVG verglichen wird, müsste das EVG rund 400 Stunden in Betrieb sein, um eine einzige Kilowattstunde zu sparen. Die kostet im gewerblichen Bereich rund 15 Rappen und damit dauert es 2700 Betriebsstunden, bis der erste Franken eingespart ist. Ein Vorschaltgerät der Klasse VVG ist für rund 18 Franken zu haben, wogegen ein EVG rund 70 Franken kostet. Selbst wenn der Erstausrüster diese enormen Investitionskosten auf sich nimmt, sind 140 000 Betriebsstunden nötig, um den Mehrpreis wettzumachen. So hoch ist die Lebenserwartung des EVG gar nicht. Kauft man ein VVG für 240 V, betreibt es aber an 230 V, würde bei einer 58-WLampe eine Energieeinsparung von 8 % erfolgen und eine 6 % geringere Lichtleistung. Damit wäre ein VVG nur noch 2 % vom EVG weg. Startschwierigkeiten sind dadurch nicht zu erwarten.

T8-Lampe 58W mit KVG EEI=D T8-Lampe 58W mit KVG EEI=C T8-Lampe 58W mit VVG EEI=B2 T8-Lampe 58W mit VVG EEI=B1 T5-Lampen 2*35W, Doppel-EVG A1, 25°C T5-Lampen 2*35W, Doppel-EVG A1, 35°C Grenze EEI=A1 nach Norm (25°C) Grenze EEI=A1 bei 35°C

30lm/W 20lm/W 10lm/W

0lm/W

T5Lampen.xlsm

(UN)  50% 0% PSys/PSys 25%

75%

100%

eta-Dia-P%

Effizienzen verschiedener Systeme mit Leuchtstofflampen T5 und T8, aufgetragen über der relativen Systemleistung.

125% 27.11.2010

Beobachtungen: • Das gemessene T5-System übertrifft die Mindestanforderungen bei Weitem. • Man sieht jetzt noch deutlicher, dass die Effizienz der T8-Systeme beim Drosseln der Leistung zunimmt und bei Überlast unverhältnismässig stark abfällt, die Effizienz des T5-Systems jedoch bei voller Last am besten ist und beim Dimmen abfällt. • Bei voller Last und 25 °C Umgebungstemperatur ist das T5-System etwa gleich gut wie das beste T8-System (EEI = B1). • Bei voller Last und 35 °C Umgebungstemperatur ist das T5-System um ≈ 10 % effizienter als das beste T8-System (EEI = B1) bei 25 °C. • Bei Reduktion bzw. Dimmung auf

Verluste durch Verluste ersetzen? Dimmbare EVG benötigen zusätzlich zur Energieversorgung eine Steuerleitung. Die Energieversorgung muss dabei ständig unter Spannung bleiben, damit die Elektronik bereit ist, auf die Signale aus der Steuerleitung zu reagieren. Die Stellung «Licht aus» entspricht daher lediglich der «Dimmstufe 0», in der noch immer die Kathoden beheizt werden, was im Dimmbetrieb erforderlich ist, also vergleichsweise beim Auto «Leerlauf im Stillstand», nicht etwa «Motor aus». Neuere EVG verfügen über eine «echte» Funktion «Licht aus», wobei hier die Bereitschaftsverluste unter 1 W liegen. Sofern die Dimmbarkeit als Energiesparmassnahme eingesetzt wird, sollten die Leuchten bei Nichtgebrauch ganz abgeschaltet werden. Es ist auch zu berücksichtigen, dass ein EVG gemäss der Verordnung 2000/55/EU in Klasse A1 fällt, sobald es • sich mindestens bis auf 10 % herunterdimmen lässt, • bei Einstellung auf volle Helligkeit die Bedingungen der Klasse A3 erfüllt und • bei 25 % Helligkeit nicht mehr als 50 % der Leistung der Klasse A3 aufnimmt. Als Einziges ist diese Definition in die neue Verordnung 245/2009 übernommen worden. Ansonsten wurden die Bewertungsmassstäbe für Lampen und Vorschaltgeräte voneinander getrennt und völlig neu angelegt. Also ist ein A1EVG bei voller Leistung nicht besser als ein A3-EVG, und beim Dimmen verliert es noch einmal die Hälfte seiner Lichtausbeute. In strichpunktierten Linien ist diese Anforderung im Diagramm einmal für Messung bei 25 °C und einmal bei 35 °C zur Orientierung mit aufgenommen. Nebenbei, da schneiden LED-Leuchten viel besser ab, denn deren Lichtausbeute steigt sogar an, wenn sie gedimmt wer-

Licht & Leuchten

≈ 75 % (hier der jeweils bei 230 V bzw. ungedimmt gemessenen elektrischen Leistung, nicht des Lichtstroms) ist die Effizienz des besten T8-Systems etwa gleich der des T5-Systems bei 35 °C. • Bei Reduktion bzw. Dimmung auf ≈ 60 % fällt das T5-System auch hinter ein T8-System mit einem uralten KVG EEI = D zurück. • Bei Reduktion auf ≈ 50 % endet der mögliche Anwendungsbereich der Spannungsabsenktechnik. Die Lampen verlöschen sonst vollständig. Weitergehende Dimmung ist nur mit dimmbarem EVG möglich.

Quelle: Osram

peratur von 25 °C gemessen, bei der sie im Allgemeinen den besten Wirkungsgrad entwickeln. Die T5-Lampen wurden darüber hinaus, abweichend von der Norm, auch noch bei einer Umgebungstemperatur von 35 °C gemessen, da sie aus guten Gründen auf diese Temperatur hin optimiert sind. Die Ergebnisse sind zusammenfassend in Bild 5 dargestellt, wo die Effizienz der Systeme über der jeweiligen elektrischen Leistungsaufnahme aufgetragen wurde. Hieraus wird ersichtlich: • Die Effizienz eines jeden T8-Systems nimmt beim Drosseln der Leistung zu. • Die T5-Lampen weisen das umgekehrte Verhalten auf: Die Effizienz nimmt beim Dimmen ab. Dieses Verhalten ist «normal» und lässt sich übrigens auch an dimmbaren KompaktLeuchtstofflampen (KLL) beobachten. • Die bei 35 °C gegenüber 25 °C bessere Effizienz der T5-Lampen ist deutlich zu erkennen. Weil ein direkter Vergleich der Systeme nicht taugt, da es keine T5-Lampen und T8-Lampen mit jeweils gleicher Nennleistung gibt, wurde die Lichtausbeute über der relativen Systemleistung aufgetragen. • Unter der relativen Systemleistung ist bei den T8-Systemen das Verhältnis der im jeweiligen Punkt gemessenen Leistungsaufnahme zu der bei Nennspannung gemessenen Leistungsaufnahme desselben Systems zu verstehen (Bezugspunkt 100 % liegt z. B. beim KVG EEI = C bei 69 W, des VVG EEI = B1 bei 61,4 W, was den Systemmesswerten bei 230 V entspricht). • Beim T5-System ist hierunter das Verhältnis der im jeweiligen Punkt gemessenen Leistungsaufnahme zu der im ungedimmten Zustand gemessenen Leistungsaufnahme zu verstehen.

6 Auch bei Dimmung auf 1 % der Helligkeit bleiben 13 % des Stromverbrauchs stehen.

den, weil die Durchflussspannung der LED sinkt. In Grossraumbüros und Schulzimmern scheint eine Konstantlichtregelung jedoch weit über das Ziel hinaus zu schiessen. Wenn man hier dafür sorgt, dass sich das Licht – gegebenenfalls gruppenweise – vollständig abschaltet, wenn kein Kunstlicht gebraucht wird, spart man unter Umständen am meisten. Leuchten, die sich wirklich problemlos bis auf 1 % dimmen lassen, werden sich aber vor allem für Vortragssäle eignen. Dabei geht es jedoch nicht um Energieeinsparung, sondern darum, dass für bestimmte Zwecke eben ein sehr schwaches Licht benötigt wird.

Fazit Das Energiesparpotenzial dimmbarer EVG ist recht begrenzt. Wer Energie sparen will, setzt sinnvollerweise auf eine Kombination aus Spannungsabsenktechnik und anschliessender gruppierter Abschaltung. Wenn dies nicht reicht, ist eine Technik anzuwenden, die mit kleinsten Bereitschaftsverlusten auskommt. Kommen KVG oder besser eben VVG zum Einsatz, sind elektronische Starter sehr zu empfehlen, da sie bei häufigen Schaltungen sowohl Lampen als auch Nerven schonen und einen flackerfreien Start ermöglichen. Bei Konstantlicht regelung kommen häufig gedimmte Leuchtstofflampen zum Einsatz. Hier könnte es sinnvoll sein, den tatsächlichen Energiegewinn ernsthaft zu prüfen, weil Leuchtstofflampen, wie gezeigt, bei einer Dimmung auf 20 % einen deutlich schlechteren Wirkungsgrad aufweisen. ❚

sfassbinder@kupferinstitut.de Elektrotechnik 1/11 I 41

Licht & Leuchten

❚❚Aussergewöhnliches Lichtprojekt in Zug Die Fassade des neuen Parkhauses am Hauptsitz der Siemens-Division Building Technologies in Zug wird mit speziellen LED-Leuchten in Szene gesetzt. Das Projekt wurde von Traxon Technologies, einem Joint-Venture der Siemens-Tochterfirma Osram umgesetzt. Die insgesamt 25 900 LED betonen die architektonisch harmonische Gebäudestruktur und leisten so ihren Beitrag zu einem attraktiven und modernen Erscheinungsbild des Areals. Das Beleuchtungskonzept umfasst 1230 LED-Leuchten des Typs Liner XB von Traxon, die aus den drei Grundfarben Rot, Grün und Blau alle beliebigen Farbtöne generieren können. Die Liner XB sind mit Hochleistungs-LED bestückt und erzielen so eine hohe Lichtausbeute. Die asymmetrischen Optiken der LED ermöglichen eine gleichmässige und intensive Beleuchtung, die sowohl bezüglich Farbe als auch Intensität flexibel gesteuert werden kann. Dabei bleiben die Betriebskosten der Fassadenbeleuchtung wegen der energieeffizienten LED-Leuchten sehr niedrig: Der Strombedarf für die Lichtinstallation beträgt pro Betriebsstunde nur 39.2 kW, was etwa dem Stromverbrauch von 20 Wasserkochern entspricht. Neben vier

Standardmassen kommen im Zuger Parkhaus auch speziell für dieses Projekt entwickelte Sonderlängen der Liner-XB-Leuchten zum Einsatz. Gesteuert wird die Lichtinstallation von der Software Lighting Application Suite, die auf einem Lighting Control Server LCS1 läuft. Für die flexibel ansteuerbaren Lichteffekte auf der Fassade sorgen ausserdem vier DMXController Butler XT. Geplant ist, die Lichtinstallation direkt mit dem Gebäudemanagementsystem zu verknüpfen. In einer ersten Phase wird die Fassadenbeleuchtung statisch betrieben (d. h. ohne Farbwechsel und Lichteffekte).

Building Technologies arbeitet allerdings eng mit den Stadtbehörden zusammen, um ein Gesamtkonzept für die Beleuchtung der Stadt Zug zu entwickeln, das in Zukunft auch einen dynamischen Betrieb ermöglichen soll. Die Aussenhaut des Gebäudes ist aus Streckmetall-Feldern, welche eine natürliche und energieeffiziente Belüftung des Parkhauses ermöglichen. Das Parkhaus ist seit Juni 2010 in Betrieb. Im Erdgeschoss befindet sich das Personalrestaurant «five moods».

www.siemens.com/buildingtechnologies

www.osram.ch

Lichtwerbung muss strahlen. Am besten auch in Effizienz und Langlebigkeit: OSRAM LEDs.

42 I Elektrotechnik 1/11

OSRAM LED-Module hinterleuchten den SiemensSchriftzug am neuen Parkhaus des Hauptsitzes der Siemens-Division Building Technologies in Zug, Schweiz und zeigen: Die Zukunft des Lichts ist im Jetzt angekommen. Mit kompakten LED-Modulen, die besonders langlebig sind. Schnee, Kälte und Regen zeigen sie durch ihre extreme Widerstandsfähigkeit und Robustheit die kalte Schulter. Dabei sind sie effizient: Sie senken den Energieverbrauch und reduzieren die Installationskosten durch eine einfache und schnelle Montage. So erstrahlt Ihre Lichtwerbung in zukunftsweisendem Licht. Denn mit uns als Partner und Lichtexperten sind Sie bei der LED-Technologie ganz vorn mit dabei.

FrostGefahr

Freiﬂächenheizung

Bei Bedarf können auf dem DMX- Recorder bis zu 15 verschiedene Lichtstimmungen hinterlegt und abgerufen werden. Die Auswahl an professionell gesteuerten Farb- und Helligkeitswechseln erlaubt ein facettenreiches Lichtensemble und lässt Gebäude harmonisch in Erscheinung treten. Die Möglichkeiten sind vielseitig – sogar Jahreszeiten liessen sich auf der Fassade mit warmen und kalten Farbtönen gut nachempfinden. Architektur und Licht spielen bei der Bauarena perfekt zusammen. Mit dem Anspruch an eine werbewirksame Fassade entwarfen die Architekten ein möglichst homogenes Fassadenbild, das gleichzeitig die unauffällige Konstruk tion der Leuchten ermöglicht. Die Lösung ergibt sich aus dem Zusammenspiel zweier unterschiedlicher Architekturebenen: Die vordere Ebene aus gelochtem Trapezblech hat die Funktion eines transparenten Vorhangs und dient zugleich als Sonnenschutz. Je nach Blickwinkel offenbart das Blech die dahinter liegende zweite Ebene der Fassade, die in dunkler Farbe gehalten ist und dadurch die starke Wirkung der Fenster reduziert. Dank der dynamischen Beleuchtung verliert die Lochblechfassade ihre statische Geschlossenheit. Die nächtliche Lichtinstallation lässt das Licht neben den Fensteröffnungen pulsieren und dadurch interessante Lichtund Spiegeleffekte entstehen.

Rohrbegleitheizung

100 LED-Lichtlinien hüllen die Bauarena in Volketswil bei Nacht in einen dynamischen Lichterglanz. Dabei sind die roten Farbsequenzen optimal auf das Logo der Bauarena abgestimmt. Die einmalige Lichtinstallation von Zumtobel steigert die Attraktivität des Gebäudes. Sie unterstreicht den Stellenwert einer hochwertigen Fassadenbeleuchtung als Aufmerksamkeitsmagnet und Imageträger. Dank der intelligenten Steuerung lassen sich – auf Wunsch – sogar bis zu 15 verschiedene Lichtstimmungen erzeugen. Das Gebäude der Bauarena fällt allein durch die Grösse auf, 25 000 m2 verteilt auf fünf Stockwerke. Präsent liegt das überregionale Kompetenzzentrum für alle Themen rund ums Bauen in zweiter Reihe, an einer der Hauptverkehrsachsen von Volketswil. Lichtplanerin Linda Bohorc von Hefti Hess, Martignoni Zürich AG, hat das Beleuchtungskonzept entworfen. Knapp 100 fensterhohe und farbveränderliche LED-Lichtlinien Hilio, mit je 100 W Leistung, wurden an den vier Fassadenflächen des Gebäudekolosses montiert. Passend zum roten Bauarena-Logo leuchten sie bei Nacht in unterschiedlicher Intensität. Um eine optimale Farbmischung zu erreichen und um zu verhindern, dass einzelne LED-Lichtpunkte sichtbar sind, wurde für die Fertigung ein satiniertes Linearrohr verwendet. Inkludierte Kühlkörper in Form eines Aluminiumprofils garantieren eine ausreichende Kühlung der LED-Module. Eine über die Haustechnik steuerbare DMX-Anlage sorgt für spannende Helligkeitswechsel der einzelnen LED-Lichtlinien.

Rippenrohrheizkörper

Dachrinnenbeheizung

Tiefe Temperaturen, Schnee und Eis, können riesige Schäden verursachen. Wir beraten Sie gerne und zeigen Ihnen die richtige Lösung.

Licht & Leuchten

❚❚Schweizer Bauarena mit LED-Fassadenbeleuchtung

Systec Therm AG - Letzistrasse 35 - St. Gallen

www.zumtobel.com/hilio

Telefon 071 274 00 50 Telefax 071 274 00 60 Internet www.systectherm.ch Elektrotechnik 1/11 I 43

Licht & Leuchten

❚❚Kosten und Energie sparen in der öffentlichen Beleuchtung

Beleuchtung bringt Sicherheit Für Gemeinden, politische Entscheidungsträger und Elektrizitätswerke ist die sichere öffentliche Beleuchtung eine Herausforderung. Die Zusammenarbeit mit Experten ist dabei unerlässlich. Je nach Beleuchtungssystem lassen sich bis zu 60 % Energie einsparen. Die hohe Lebenserwartung von neuen Beleuchtungstechniken, verbunden mit kleinen Unterhaltskosten, senken längerfristig die Kosten.

Nur Spezialisten wissen um die Be deutung der öffentlichen Beleuchtung, der Durchschnittsbürger nimmt sie als Selbstverständlichkeit wahr. Jeder mann erwartet, dass auch nachts Stras sen, Quartierwege, Sportplätze, Flug häfen, Fabrikgelände, Parkanlagen und Stadtzentren genügend hell ausge leuchtet sind. Es ist eine Tatsache, nur bei ausreichender Beleuchtung fühlt sich der Mensch sicher. Ausgefallene Lampen auf einem Weg oder in einem Gebäude führen zu Unsicherheit. Auch eine schummrige Beleuchtung lässt Zweifel an der Sicherheit des Umfeldes aufkommen. Um der Bevölkerung die erwartete Sicherheit zu gewährleisten, haben Entscheidungsträger von Ge meinden, Städten und Elektrizitäts werken die Frage zu beantworten, was für Beleuchtungssysteme wir einsetzen wollen. Die Art der Leuchten hat natürlich Einfluss auf die Investitions

kosten aber auch auf den Energiever brauch und den Unterhalt. Den letz ten beiden Punkten kommt eine im mer grössere Bedeutung zu.

Rat von Experten Wird über einen Neubau oder eine Sa nierung einer öffentlichen Beleuchtung nachgedacht, spielen mindestens neun Punkte eine wichtige Rolle: • Wie hoch dürfen die Investitionskos ten sein? • Wie hoch ist der ästhetische Aspekt der Leuchten zu werten? • Wie viel Energie lässt sich gegenüber bestehenden Anlagen sparen? • Wie hoch ist ihre Lebenserwartung? • Wie hoch sind unerwünschte Licht emissionen? • Wie aufwendig ist der Unterhalt der Leuchten? • Wie einfach sind die Leuchten zu montieren?

• Wie wirkt die Beleuchtung auf die Umwelt? • Ist eine Teilabschaltung vorgesehen oder sollen die Leuchten gar dimmbar sein? Die Auslegung einer öffentlichen Be leuchtung ist nicht mit einer Raumbe leuchtung zu vergleichen. Es geht hier um viel mehr Geld und vor allem um eine sehr langfristige Investition. Dabei spielen viele Faktoren hinein, die nur ein Spezialist, der sich täglich mit Beleuchtungstechnik auseinandersetzt, richtig einordnen kann. Entscheidungs träger sind über Vor- und Nachteile der verschiedensten Beleuchtungssysteme objektiv zu beraten. Die Entschei dungsfindung liegt natürlich immer auch in der Festlegung der Investiti onskosten und bei längerfristigerer Denkweise in den Betriebskosten der Anlagen. So gibt es Gemeinden, welche

Über Elektron AG Das Schweizer Handels-, Dienstleistungs- und Engineering-Unternehmen Elektron AG mit Sitz in Au-Wädenswil (ZH) wurde 1951 gegründet. Es ist heute mit innovativen und traditionellen Produkten national und über die Landesgrenzen hinaus in den Technikbereichen Antrieb, Gebäude, Kommunikationstechnik, Leistungstechnik und Lichttechnik tätig. Für die Elektron AG arbeiten rund 70 Mitarbeiter, 16 davon in der Lichttechnik. Als erfahrener Spezialist für die professionelle Aussenbeleuchtung und Marktführer für Strassenbeleuchtung in der Schweiz bietet Elektron «Full Service» aus einer Hand: Beratung und Betreuung sind bei Elektron stets persönlich. Seine langjährige Kompetenz und das fundierte Fachwissen stellt Elektron zahlreichen Fachgremien wie der Schweizer Licht Gesellschaft, SLG, oder der Schweizer Agentur für Energieeffizienz, S.A.F.E. zur Verfügung und leistet dabei im Bereich der zukunftsweisenden und energieeffizienten LEDTechnik wertvolle Aufklärungsarbeit, die auch der öffentlichen Hand und somit der breiten Bevölkerung zugute kommt. Mehr Informationen unter: www.elektron.ch

LED-Board eines LEDGINE Leuchten Moduls.

44 I Elektrotechnik 1/11

Sicherheit der Bevölkerung Aktuell werden über 80 Musterstras sen in der Schweiz getestet, welche mit LED-Leuchten ausgestattet wurden. Die Resultate sind verblüffend: Es kann zwischen 40 ... 60 % Energie gespart werden! Das weisse LED-Licht lässt Strassen heller erscheinen. Hier ist zu erwähnen, dass mit LED-Leuchten eine viel zielgerichtetere Ausleuchtung als mit herkömmlichen Entladungslampen möglich ist. LEDLeuchten erlauben auch eine verblüffend konstante Helligkeit im

gesamten Bereich und strahlen z. B. in Richtung der Häuser nur ganz wenig Licht ab. Es zeigt sich, dass die Rückmeldungen aus der Bevölkerung bezüglich neu realisierter Strassen- und Platzbeleuchtungen mit LED-Leuchten durchwegs positiv beurteilt werden. Die Helligkeit und das weisse Licht der LED-Leuchten gefallen. Quartieranwohner berichten beispielsweise von Häuserfassaden, die nicht mehr hell beleuchtet sind, weil die LED-Leuchten ihr abgegebenes Licht sehr scharf auf den Weg fokussieren. Der abendliche Spaziergang mit dem Hund wird sicherer, die störende Lichteinstrahlung ins Schlaf- und Wohnzimmer fällt weg.

Blick in die Zukunft LED ist die Technologie der Zukunft und dies aus vielen Gründen. LED ist die Abkürzung für Light Emitting Diode, auch Leuchtdiode genannt. Eine LED-Leuchte besteht aus einer Vielzahl einzelner Leuchtdioden, die sich mit einem speziellen elektronischen Vorschaltgerät stufenlos von 0 ...100 % dimmen lassen. Dieser weite Dimmbereich

bei fast proportionaler Energieaufnahme ist bei keiner anderen Beleuchtungstechnik möglich. LED können auch in verschiedenen Farbtönen zwischen Kaltweiss bis Warmweiss erworben werden. Die Lebenserwartung bei einer LEDStrassenbeleuchtung wird heute mit rund 50 000 Stunden angegeben. Es ist kein Unterhalt der LED und Elektronik nötig. Um rechtzeitig für den Wandel gerüstet zu sein, haben die beiden Experten für Strassenbeleuchtungen, Philips und Elektron, anlässlich der city. people.light Tour (www.cpltour.philips.com) die öffentliche Hand aufgeklärt. Während verschiedenen Veranstaltungen in der Schweiz informierten Experten der Unternehmen über die neusten Trends in der Strassenbeleuchtung. Unter den Gästen waren vorwiegend Entscheidungsträger von Gemeinden und Elektrizitätswerken. Als Gastreferent erzählte Ernst Siegenthaler, Energie Wasser Bern, von den Erfahrungen seiner Stadt mit einer LED-Musterstrasse. Auf Anfrage sind Präsentationsunterlagen erhältlich. ❚

Musterstrasse Bern, links vor dem Einsatz der LED-Beleuchtung und rechts mit LED-Beleuchtung. Über Philips AG Royal Philips Electronics mit Hauptsitz in den Niederlanden ist ein Unternehmen mit einem vielfältigen Angebot an Produkten für Gesundheit und Wohlbefinden. Als weltweit führender Anbieter in den Bereichen Healthcare, Lifestyle und Lighting integriert Philips - im Einklang mit dem Markenversprechen «sense and simplicity»-Technologien und DesignTrends in neue Lösungen. Philips beschäftigt in mehr als 60 Ländern weltweit etwa 118 000 Mitarbeiter. Mit einem Umsatz von 23 Milliarden Euro im Jahr 2009 ist das Unternehmen marktführend in den Bereichen Kardiologie, Notfallmedizin und bei der Gesundheitsversorgung zuhause ebenso wie bei energieeffizienten und innovativen Lichtlösungen sowie Lifestyle-Produkten für das persönliche Wohlbefinden. Ausserdem ist Philips führender Anbieter von Flat-TV, Rasierern und Körperpflegeprodukten für Männer, tragbaren Unterhaltungs- sowie Zahnpflegeprodukten. Die Schweizer Niederlassung von Philips beschäftigt in Zürich und Gland rund 250 Mitarbeiter. Mehr über Philips im Internet: www.philips.ch

Elektrotechnik 1/11 I 45

Licht & Leuchten

die Beleuchtung aus kosten- und energiesparenden Gründen nachts ab einer gewissen Zeit gänzlich abstellen, während andere eine Teilabschaltung vornehmen oder als beste Variante ein Dimmen der Leuchten bevorzugen. Ein effizientes Dimmen ist nur bei LED-Leuchten möglich. Besonders umweltbewusste Ortschaften wie beispielsweise Bern oder Igis haben eine mutige Entscheidung getroffen: Sie stellen ihre Beleuchtungssysteme auf die zukunftsweisende LED-Technologie um.

Licht & Leuchten

❚❚Erstes Weisslicht-OLED-Modul

Wissenschaftler von Philips Research haben das erste OLED-Modul (Organic Light Emitting Diode) entwickelt, das mit 230 Volt Netzspannung betrieben werden kann. Der Prototyp macht den Weg frei für OLED-Systeme, die direkt an die im Haushalt üblichen Steckdosen angeschlossen werden können, ohne dass Netzgeräte notwendig wären, die in der Regel die Designfreiheiten einschränken. Weiterhin wird für die Leuchtenkonstruktion die Anzahl der benötigten Bauteile reduziert, was die Entwicklung künftiger OLED-Systeme für Serienanwendungen vereinfachen kann. OLED ermöglichen vollständig neue Varianten der Beleuchtung. Wie LED basieren auch OLED auf Halbleiter

technologie, die eine extrem effiziente Lichtausbeute bietet – und somit dazu beiträgt, die Kosten sowie auch die ökologischen Auswirkungen der Beleuchtung zu reduzieren. Doch im Gegensatz zu LED und herkömmlichen Glühlampen geben OLED Licht über eine grös sere Fläche ab. Das erzeugte Licht hat eine natürlich weiche und angenehm diffuse Charakteristik. Ausserdem ist es blendfrei. OLED sind extrem flach und erlauben daher die Integration in viele Oberflächen sowie den Entwurf von Lichtquellen in einer Vielzahl von unterschiedlichen Formen und Grössen. Darüber hinaus lassen sich OLED vollständig dimmen und können viele verschiedene Lichtfarben erzeugen, dar-

unter auch hochwertiges weisses Licht, das Anwender von den herkömmlichen Lichtquellen kennen und schätzen. Dies macht OLED äusserst attraktiv für allgemeine Beleuchtungsanwendungen. Bisher erforderten die physischen Eigenschaften von OLED jedoch einen Betrieb mit einer Niedervolt-Gleichstromquelle. Dagegen können die von Philips Research entwickelten wechselstrombetriebenen Weisslichtmodule nun direkt mit Netzspannung betrieben werden. Der Wegfall von Treiberelektronik bringt Herstellern von Beleuchtungslösungen verschiedene Vorteile. Die Anzahl der Bauteile in einem fertigen System wird reduziert, was die Systemintegration und die Montage vereinfacht. Weiterhin wird die Zuverlässigkeit des Endprodukts erhöht und kürzere Markteinführungszeiten werden ermöglicht. Darüber hinaus ergeben sich mehr Designmöglichkeiten und der Bereich potenzieller OLED-Anwendungen wird erweitert. Philips begann 1991 mit der Erforschung von OLED. Heute gehört Philips Lighting mit der Produktfamilie Lumiblade zu den führenden Herstellern der OLED-Beleuchtungstechnologie. Dieser jüngste Durchbruch ist ein bedeutender Schritt hin zu neuen Lumi blade-Systemen, mit denen die Lebensqualität der Menschen durch Licht verbessert werden kann.

www.lumiblade.com

❚❚Positive Marktprognosen für LED Beleuchtungssysteme «In fünf Jahren sind 80 Prozent aller neuen Lichtinstallationen mit LED ausgestattet», sagt Dr. Michael Kramer, stellvertretender Vorsitzender des VDI-Fach bereiches Optische Technologien. «Die herkömmliche Glühlampe, die zu 95 Prozent Wärme und nur zu fünf Prozent Licht produziert, ist nicht nur aufgrund der einschränkenden Gesetzgebung auf dem Rückmarsch.» LED sind laut Kramer einfach die intelligentere Lösung. Schon deshalb, weil sie zu 50 Prozent Licht und nur zu 50 Prozent Wärme produzieren. Hinsichtlich ihrer Effizienz sind sie der Leuchtstofflampe ebenbürtig. Aufgrund der aktuellen Marktdaten werden LED in Eu46 I Elektrotechnik 1/11

ropa überdurchschnittlich wachsen. So ist beispielsweise der Markt der herkömmlichen Wohnraumleuchten im Jahr 2009 um acht Prozent, der gesamte Beleuchtungsmarkt gar um 15 Prozent geschrumpft. Der Markt der LED ist hingegen im gleichen Zeitraum um 24 Prozent gestiegen. McKinsey und die Wirtschaftwoche prognostizierten eine Umsatzentwicklung für LED-Lampen in Europa von 300 Mio. Euro im Jahr 2010 auf 1,9 Mrd. Euro in 2015. Für Deutschland sieht Kramer aktuell eine differenzierte Marktdurchdringung bei LED. So werden diese neuen Beleuchtungssysteme derzeit stärker in Büros eingesetzt als in privaten Haushalten.

«Für den privaten Nutzer fehlt es noch an Normen und Qualitätsgütesiegeln. Daran wird gearbeitet. Es muss eine Abgrenzung von Qualitäts- zu Billigmarktprodukten geben, denn die sind zu 80 Prozent Schrott. Auch der höhere Anschaffungspreis ist bisher ein Hemmnis, aber ein Preissturz auf Cent-Niveau ist nicht auszuschliessen.» Auf der Herstellerseite sieht Kramer ebenfalls unterschiedliche Entwicklungen. Während grössere Anbieter wie Osram oder Philips auf das erwartete Marktwachstum gut vorbereitet sind, ist die Entwicklung bei kleineren Herstellern noch nicht angekommen. www.vdi.de

Mit Flexcon hat die Siemens-Division Building Technologies eine Lösung entwickelt, mit der sich Beleuchtungsanlagen flexibel und effizient konfigurieren lassen. Das System ermöglicht dabei optimale Beleuchtungsbedingungen und sorgt für einen wirtschaftlichen und flexiblen Betrieb der Lichtanlagen in Bürogebäuden, Zweckbau und Industrie. Rund 28 Prozent der gesamten in Gebäuden eingesetzten elektrischen Energie wird für die Beleuchtung verwendet. Durch eine bedarfsgerechte und automatisierte Beleuchtungssteuerung lassen sich nachhaltige Energieeinsparungen erzielen. Der DALI-Controller-4 ist das zentrale Element des Systems und kommuniziert über die DALI-Leitung mit den Eingabegeräten: dem DALITastereingang (4-fach) und dem DALIKombisensor. Insgesamt lassen sich damit vier DALI-Linien mit bis zu 256 Leuchten steuern. Die Funktionen des Controllers umfassen Szenen- und Sequenzsteuerung, eine Konstantlichtregelung über Lichtfühler sowie das Schalten und Dimmen über Bedientasten.

Licht & Leuchten

❚ Flexcon vereinfacht die Konfiguration von Beleuchtungsanlagen

Daneben sind eine Zentralfunktion (Zentral Aus) sowie eine präsenz- und zeitabhängige Lichtsteuerung, beispielsweise für das Treppenhaus oder den Flur, vorgesehen. Die Spannungsversorgung der Elektronik und der DALI-Linien ist über ein integriertes Netzgerät für 230 V im Controller-4 enthalten. Flexcon wird mit der neuen, gleichnamigen Software in Betrieb genommen. Für die Konfiguration der Beleuchtungsanlagen sind keine aufwendigen Schulungen

oder spezielle Software-Kenntnisse erforderlich – der Anwender wird intuitiv durch die einzelnen Arbeitsschritte geführt. Die Konfiguration erfolgt grösstenteils mittels Drag & Drop – unterstützt durch den Grundrissplan eines Raums. Die Beleuchtungsanlagen lassen sich mithilfe der Software einfach und energieeffizient betreiben und flexibel an neue Anforderungen anpassen. www.siemens.ch

❚ Pilotproduktionslinie für OLED in Regensburg Osram und seine LED-Tochter Osram Opto Semiconductors treiben den Technologiewandel im Lichtmarkt voran und bauen dazu in Regensburg eine Pilotproduktionslinie für organische LED (OLED) auf. «Mit der Linie wollen wir die Technologie und die Fertigungsprozesse zügig weiterentwickeln und eine Vorstufe zur Massenfertigung erreichen», sagt Martin Goetzeler, CEO von Osram. In den neuen Standort in Regensburg werden über die nächsten drei Jahre mehr als 50 Millionen Euro für die OLED-Pilotproduktionslinie sowie für die anwendungsbezogene Entwicklung von LED investiert. Die Inbetriebnah-

me der Linie ist für Mitte 2011 vorgesehen. Ein Schwerpunkt in Regensburg wird die Weiterentwicklung der Fertigungsprozesse an der Pilotproduktionslinie sein, um in einem nächsten Schritt eine OLED-Fertigung aufzubauen. Gleichzeitig können weitere Schritte der OLED-Produktentwicklung bei Helligkeit, Effizienz und Lebensdauer in die Fertigungstechnologie nahtlos übernommen und so die Herstellungskosten langfristig gesenkt werden. An dem neuen Standort werden in der ersten Ausbaustufe etwa 200 Mitarbeiter beschäftigt. Mit steigendem Bedarf wer-

den entsprechend weitere Arbeitsplätze entstehen. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) treibt in einer Innovationsallianz gemeinsam mit herstellenden und anwendenden Unternehmen Forschung und forschungsnahe Investitionen im Bereich der organischen Elektronik voran. Als bedeutender Optohalbleiter-Hersteller betreibt Osram Produktionsstätten für LED und OLED in Europa. Annähernd die Hälfte der Investitionen in Forschung und Entwicklung fliessen bei Osram in die Erforschung von LED und OLED. www.osram.de

I/O�

Elektrotechnik 1/11 I 47

Ladestationen für die Elektromobilität Noch ist die Elektromobilität auf den Zürcher Strassen Zukunft. Bei der Planung der entsprechenden Infrastruktur beginnt die Zukunft heute. Gefragt sind nachhaltige und innovative Lösungen, die gleichzeitig bezahlbar sind. die weiteren Projektpartner werden die im Verlauf des Pilotprojektes gemachten Erfahrungen regelmässig austauschen. Die Stadt und ewz versprechen sich vom Pilotprojekt wertvolle Erkenntnisse für die Planung und den Aufbau einer bedarfsgerechten Infrastruktur. Zudem sollen die Alltagstauglichkeit der Fahrzeuge und die Kundenbedürfnisse praxisnah ermittelt werden. ewz schätzt den Anteil elektrisch betriebener Fahrzeuge bis in zehn Jahren auf 6,5 % und bis in 20 Jahren auf 34 % (inkl. Plug-in-Hybrid PHEV). Die Infrastruktur muss deshalb geplant werden. Die Schaffung von Lademöglichkeiten ist ein zentraler Punkt. Da der Ladevorgang eines Elektroautos relativ lange dauert, müssen Ladestationen dort platziert werden, wo Fahrzeuge längere Zeit herumstehen: in Parkgaragen, Parkhäusern und zu Hause.

Energiebedarf und Ladeleistung

Schnell ladung

Langzeitladung

Im November 2008 haben die Stimmberechtigten der Stadt Zürich die Verankerung der Nachhaltigkeit und der 2000-Watt-Gesellschaft in der Gemeindeordnung beschlossen. Die Stadt misst dem Einsatz von Elektrofahrzeugen zur Erreichung der 2000-Watt-Gesellschaft eine zweifache Bedeutung zu: Erstens sind sie deutlich effizienter als Fahrzeuge mit einem Verbrennungs-

Ultra fast charging

Elektromobilität

❚❚Energie- und Leistungsbedarf für Elektroautos

motor, zweitens sind sie aus heutiger Sicht für einen vollständigen Ersatz fossiler Treibstoffe unabdingbar. Im Juli 2010 gab der Stadtrat auf Antrag der ewz-Arbeitsgruppe Elektromobilität grünes Licht für die Teilnahme am Pilotversuch mit zehn «Smart Fortwo Electric Drive». Mercedes-Benz Schweiz AG, ewz mit den beteiligten Dienstabteilungen und

Einsatz

Ladedauer (40 km) Steckdose/Anschluss Kriterien

Wohn- und Arbeitsort

4 Std.

10 A: 2,3 kW

2,2 Std.

16 A: 3, 7 kW

Wohn- und Arbeits- 0,7 Std. ort, Besucher- und 0,4 Std. Flottenparkplätze Taxistandplätze und Tankstellen an 0,1– 0,2 Std. Transitachsen

3 × 16 A: 11 kW 3 × 32 A: 22 kW 40 –100 kW

Je nach gewünschter Ladedauer ergibt sich die benötige Ladeleistung. 48 I Elektrotechnik 1/11

Bei geringer Leistung, schont Batterie und Stromnetz Installation 3-phasig, zwei bis drei Ladeanschlüsse zusätzlich Schwere und teure Lade geräte (Gleichrichter) werden installiert

Durchschnittlich legt ein Fahrzeug 40 km pro Tag zurück. Der dafür benötigte Energiebedarf beträgt ca. 8 kWh. Die Batteriekapazität der meisten Elektrofahrzeuge beträgt ca. 16 kWh bei einem Gewicht von 160 kg. Der Elektroplaner muss für Neubauten und Erweiterungen abschätzen, wie sich der Leistungsbedarf künftig entwickelt. Die Ausrüstung von Tiefgaragen und Parkplätzen mit Ladeanschlüssen kann schrittweise und bedarfsgerecht erfolgen: • Sinnvoll ist die frühzeitige Planung eines Verteilsystems, damit die Wege für Stromschienen oder Kabelpritschen freigehalten werden • Messung und Verrechnung erfolgt pro Anschluss per Pauschalbetrag oder Verrechnung direkt auf den Mieterzähler. Ein BUS-System wäre eine weitere Alternative

Langzeitladung (230 (230 V~ V~ bis bis 3.7 3.7 kVA). kVA). Langzeitladung

Elektromobilität

Verkehrsfakten Stadt Zürich

• ca. 1 Mio. Einwohner im Grossraum Zürich • ca. 385 000 Einwohner auf Stadtgebiet (+ ca. 7,8 % bis 2020) • ca. 362 000 Arbeitende (+ ca. 5,5 % bis 2020) • täglich ca. 430 000 Personen im öffentlichen Verkehr • täglich ca. 600 000 Personen private motorisierte Fahrzeuge • ca. 50 000 Parkplätze auf öffent lichem Grund • ca. 220 000 Parkplätze auf privatem Grund • Motorisierungsgrad: 380 Fahrzeuge pro 1000 Einwohner • Liniennetz VBZ: 293 km • Autofreie Haushalte: 44 % • Anteil Verkehr am Gesamtenergieverbrauch zunehmend (aktuell 34 %)

• Die Wahl von Hoch- und Niedertarif für den Ladestrom muss möglich sein • Beim Konzipieren der Hauptverteilung soll der maximale Ausbau mit Ladeanschlüssen berücksichtigt werden (bezüglich Leistung, Platz und System). Für die Wahl der Leistungsstufe des Hausanschlusses soll die maximale Leistung für die berücksichtigte Planungszeit angenommen werden (z. B. Szenario Jahr 2030: über 34 % der Parkplätze in der Tiefgarage mit Ladeanschluss ausrüsten). Die einfachste Ladestation ist eine Steckdose. Gegenwärtig sind für normale Anschlüsse Steckdosen T13, T23 und CEE16 blau gebräuchlich. Es ist zu erwarten, dass sich in Europa die CEE16 blau als Steckverbindung durchsetzt. Komfortabler sind Anschlüsse mit Ka-

Langzeitladung (230 V bis 3,7 kVA).

Schnellladung (400 (400 V~ V~ bis bis 60 60 kVA). kVA). Schnellladung

Schnellladung (400 V bis 60 kVA).

belrückzugsrollen, welche herumliegende Kabel auf dem Boden verhindern. Verschiedene Ladestationen mit mehr oder weniger aufwendiger Ausstattung werden angeboten. ewz-Ladestationen verfügen über einen Hoch-/Niedertarifwahlschalter, alle Schutzeinrichtungen und eine separate Messung, damit die Verrechnung von Ökostrom als Stromprodukt ermöglicht wird. ewz verpflichtet sich, drei öffentliche Ladestationen bei nachgewiesenem Bedarf zur Verfügung zu stellen. Soeben wurde ein Prototyp einer Ladesäule fertiggestellt. Die Begleichung des Energiebezugs soll über das Prepaid-System

(zurzeit per Jahrespauschale) des Vereins «Park & Charge» (eine Dienstleistung des «Elektromobil Club der Schweiz») erfolgen. Innerhalb des Pilotversuchs mit smart fördern ewz und die EKZ Ladestationen für am Versuch beteiligte Privathaushalte und Unternehmen mit je 500 Franken. ewz wird die Entwicklungen in der Elektromobilität genau beobachten und technische Neuerungen sowie die Erfahrungen anderer Städte weiter verfolgen. z www.ewz.ch www.stadt-verkehr.ch Quellen: Unterlagen und Bilder von ewz Elektrotechnik 1/11 I 49

Elektromobilität

❚❚Ladesysteme für Elektroautos

Bitte schnell laden! Noch dauert es Stunden, bis die Fahrbatterie in einem Elektroauto wieder aufgeladen ist. Doch an Stromtankstellen muss es in Zukunft schneller gehen. Deshalb entwickeln Siemens-Forscher mit Hochdruck Ladegeräte, die das Stromzapfen einfach und minutenschnell machen sollen. Rolf Sterbak* In den Laboren des Sektors Energy von Siemens in Erlangen und Fürth können schon mal die Funken fliegen: Wenn mehrere Hundert Ampere Strom durch den Versuchsaufbau der Leistungselekt ronik aus grossen Umrichtern, Konden satoren und Transformatoren fliessen, ist höchste Aufmerksamkeit geboten – nicht nur zum Schutz der Mitarbeiter, sondern auch für die zu testenden Komponenten. «Wir entwickeln hier stationäre Lade geräte zwischen zwölf und 100 Kilowatt Leistung, die mit Gleichstrom die Fahr batterien in Elektroautos laden», berich tet Dr. Heike Barlag, Leiterin der Test serie. Ihr Ziel ist eine Ladesäule, die künf tig etwa auf Autobahnraststätten oder Parkplätzen stehen soll, und von jeder mann einfach und sicher bedient werden kann – sozusagen eine Tankstelle für Elektroautos. «Wir nutzen dazu Bauteile, die Siemens normalerweise für den indus triellen Einsatz produziert, und passen sie für unsere Zwecke an», erklärt sie. * Rolf Sterbak ist Autor der Siemens-Zeitschrift «Pictures of the Future».

Warum aber Gleichstrom, genügt da nicht eine herkömmliche Steckdose auf Wechselstrombasis wie im Haushalt? «Nein, die Ladezeiten wären viel zu lang», sagt die Projektleiterin und belegt ihre Aussage mit einer Rechnung. So lie fert eine Haushaltsteckdose mit 230 Volt Spannung und 16 Ampere Strom eine Leistung von rund 3,7 Kilowatt. Damit kann man eine 30 kWh starke Fahrbatte rie in rund acht Stunden, also über Nacht aufladen. Mit diesem Energieinhalt kommt ein durchschnittliches Elektro auto bis zu 200 Kilometer weit – ausrei chend für den Stadtverkehr, aber Lang streckenfahrer würden damit nicht glück lich. Sie müssen unterwegs innerhalb von Minuten ihre Batterie wieder aufladen können. Fahrzeughersteller in aller Welt versu chen zwar bereits vermehrt, die Ladege räte in Elektrofahrzeugen für immer hö here Ladeleistungen fit zu machen, bei spielsweise mit Drehstromanschlüssen mit bis zu 63 Ampere (44 kW). Damit könnte man die 30 kWh-Batterie in et was über einer Stunde füllen. «Das Laden mit Wechselstrom über

Stecker ist prinzipiell alltagstauglich», sagt Sven Holthusen, Siemens-Produkt manager für die Elektromobilitäts-Infra struktur. Wenn die Automobilhersteller wie geplant Elektroautos bis 2014 in grösseren Stückzahlen auf die Strasse bringen, wäre das die Einstiegstechnolo gie für die Elektromobilität.

Tank unter Strom Aber die Wechselstromtechnik hat auch nicht zu unterschätzende Nachteile: Die nötigen Umrichter werden mit zuneh mender Leistung immer grösser und schwerer. Das treibt den gesamten Ener gieverbrauch während der Fahrt und so mit auch die Betriebskosten in die Höhe. Siemens verfolgt daher ein anderes Ziel. Statt im Auto den Wechselstrom auf bat terietauglichen Gleichstrom umzurich ten, soll das Fahrzeug direkt Gleichstrom tanken. Die schwere Umwandeltechnik für Wechselstrom in Gleichstrom soll stattdessen die Ladesäule übernehmen. Holthusen erklärt die Vorteile: «Dadurch lassen sich sehr hohe Ladeleistungen von mehreren Hundert Kilowatt erreichen. So lässt sich dann ein Elektroauto ähnlich

Überwachung des Ladevorgangs zwischen Elektroauto und Stromtankstelle. 50 I Elektrotechnik 1/11

Batterie-Manager Das Expertenteam um Heike Barlag und Sven Holthusen finden dazu im Forschungszentrum Risø ideale Testbedingungen vor: «Alle Komponenten können wir einzeln in einem kleinen geschlossenen Stromnetz testen», schwärmt Barlag. Die erste Ladeeinheit, einen 10-kWCharger, haben die Siemens-Entwickler bereits in den Versuchsaufbau integriert, zusammen mit Lithium-Ionen-Batterien und dem Batteriemanagement. Die Kommunikation zwischen der Batterie und dem Charger steuert ein Computerprogramm des Forschungslabors in Risø. Im

Elektromobilität

einem Verbrennungsfahrzeug in wenigen Minuten wieder aufladen.» Allerdings belastet dies die Batterien stark. Denn je höher die Ladeleistungen sind, desto schneller bewegen sich die Elektronen und Ionen in den Batteriezellen. Die Verlustleistung in den Zellen wächst; sie erwärmen sich. Die steigenden Temperaturen wiederum stören die chemischen Prozesse in den Stromspeichern empfindlich. Deshalb werden heutige Standard-Batterien, die beispielsweise 30 kWh Energieinhalt haben, auch nur mit einer Laderate von 1/3 C geladen. Das bedeutet in diesem Fall: mit 10 kW, was die Ladezeit auf drei Stunden hochtreibt. «Zusammen mit den Automobilherstellern überlegen wir uns deshalb, wie wir künftig Batterien schneller laden können», sagt Holthusen. «Was wir brauchen sind Batterien, die für höhere Temperaturen ausgelegt sind, eine geringere Verlustleistung haben oder besser gekühlt werden». Aber eine solche Entwicklung braucht laut Holthusen noch Zeit. Bis es soweit ist, versuchen die Forscher daher den Ladevorgang weiter zu optimieren, unter anderem im Rahmen eines dänischen Forschungsprojekts mit dem sperrigen Titel «Electric vehicles in a Distributed and Integrated market using Sustainable energy and Open Networks», kurz EDISON (siehe Kasten). Beteiligt sind daran neben Siemens auch die Dänische Technische Universität (DTU) Kopenhagen nebst ihrem Forschungszentrum Risø und den dänischen Energieversorgern Dong Energy und Østerkraft sowie dem Forschungs- und Entwickungsunternehmen Eurisco und IBM. Ziel der Kooperation ist es, herauszufinden, wie die in Dänemark oft überschüssige Windenergie in den Batterien von Elektroautos zwischengespeichert und wieder ins Netz zurückgespeist werden kann. Dabei widmen sich die Forscher dem Thema Schnellladen.

Test einer Flüssigbatterie im Labor.

Herbst 2010 folgten Versuche mit einem 90-kW-Charger. Bei einer 30-kWh-Batterie entspräche das einer Laderate von 3 C, also einem Aufladen in 20 Minuten. «Wir wollen herausfinden, mit welchen Ladealgorithmen wir Batterien in unterschiedlichsten Zuständen optimal laden können», sagt Barlag. Denn wie schnell ein Akku ladbar ist, hängt neben einer möglichst hohen Ladeleistung auch vom Zustand der Batterie ab: Prinzipiell verträgt ein noch leerer Stromspeicher höhere Leistungen als ein schon teilweise aufgeladener. Aus diesem Grund testen die Forscher unterschiedlichste Ladetechniken. Zum Beispiel das sogenannte Pulsladen: Hier wird die Batterie mit hohen Strömen nur über eine kurze Zeit geladen, bevor die erwärmte Zelle abgekühlt wird, um kurz darauf erneut die volle Ladung anzulegen. «Ob wir tatsächlich mit Pulsladen Zeit sparen und eine höhere Leistung übertragen können, oder ob eine kontinuierliche Ladekurve besser ist, werden unsere Schnellladetests in Risø zeigen. Erste Ergebnisse erwarten wir Ende des Jahres», verrät Barlag. «Wir hoffen aber, bis zu einer Laderate von 2 bis 3 C zu kommen.»

Ladespitzen beherrschen Die Siemens-Forscher untersuchen aber

nicht nur, wie schnell eine Batterie geladen werden kann, sondern auch, wie sich das Laden auf die Netzinfrastruktur auswirkt. Denn wenn bis 2020 die von der Bundesregierung erwarteten eine Mil lion Elektrofahrzeuge ihre Energie aus dem Stromnetz zapfen, drohen Ladespitzen – wenn etwa Hunderte von Fahrzeugen an Flughäfen oder Stadien gleichzeitig Strom tanken wollen. Damit das Netz nicht zusammenbricht, gleichen die Energieversorger durch teuren Strom aus Pumpspeicher- oder GasturbinenKraftwerken aus. «Um diesem Problem entgegenzuwirken, gibt es verschiedene Ideen», sagt Sven Holthusen. «Zum Beispiel, dass wir mehrere Gleichstromladestationen nicht direkt ans Netz schliessen, sondern über eine grössere Zwischenbatterie laufen lassen, die wie ein Puffer wirkt. Allerdings würde diese Lösung das Gleichstromladen verteuern.» Er ergänzt: «Es liegt also noch viel Entwicklungsarbeit vor uns. Nicht zuletzt, weil es im Bereich des Gleichstromladens noch wenig standardisierte Abläufe und Technologien gibt.» Aber Standards werden nötig sein, wenn sich Gleichstromladen international durchsetzen soll. Siemens arbeitet deshalb mit der Fahrzeugindustrie in verschiedenen Standardisierungskommissionen mit. Dabei geht Elektrotechnik 1/11 I 51

Elektromobilität

es auch um Sicherheitskonzepte: Sie sol len etwa verhindern, dass ein Fahrer während eines Ladevorgangs sein Elekt rofahrzeug starten oder den Stecker zie hen kann. Entscheidend ist, dass die Kommunikation zwischen Ladesäule und Fahrzeugbatterie funktioniert. Denn die Ladeeinheit muss beispielsweise wis sen, mit welcher Leistung der Akku gela den werden kann. Das teilt das Batterie management der Ladesäule mit. Somit muss auch dieser Vorgang bei der künf tigen Vielzahl von Elektrofahrzeugen standardisiert sein. Noch ist auch offen, über welchen Kommunikationskanal sich Ladesäule und Batterie austauschen. Prinzipiell gibt es dafür drei Möglichkeiten. Genutzt werden kann die im Fahrzeug schon vor handene CAN-Bus-Technologie (Cont roller Area Network), die Steuergeräte im Auto digital miteinander vernetzt. Ein anderer Kommunikationsstandard heisst Powerline Communication (PLC). Die Informationen werden hier dem fliessenden Strom durch nieder- oder hochfrequente Signale bis 30 MHz so zusagen «huckepack» mitgegeben. Dieses Konzept erprobt Siemens un ter anderem in einem Projekt mit BMW und den Stadtwerken München seit Sep tember 2010. Dabei wird der Prototyp einer Gleichstromladesäule mit einem dafür umgerüsteten 1er-BMW getestet. Als dritte Möglichkeit bietet sich eine kabellose Kommunikation an, etwa über Bluetooth. Heike Barlag: «Wir betrach ten alle Möglichkeiten. Welche letztlich das Rennen macht, werden die Stan dardisierungskommissionen entscheiden. Siemens hat das Know-how für alle drei Technologien.» Obwohl mit Hochdruck an der Lade technik über Kabel und Stecker gearbei tet wird, machen sich Fachleute wie Hei ke Barlag und ihr Team auch Gedanken über weitere Ladetechniken. Ein Bei spiel wäre ein Batteriewechsel an der Tankstelle, wo eine automatische, per Roboter gesteuerte Anlage innerhalb von Minuten den leeren Akku gegen einen vollen austauscht. Auch dafür haben die Siemens-Experten schon ein entspre chendes Konzept in der Schublade.

Strom via Luft Künftig könnte der Ladestrom aber auch schnurlos, das heisst induktiv über elektrische und magnetische Felder in die Fahrbatterie kommen. Für kleine Leistungen gibt es das schon, etwa für elektrische Zahnbürsten. Auch für Sven Holthusen hat die Idee Charme, weil das induktive Stromladen für Kunden deut 52 I Elektrotechnik 1/11

Forschungsprojekt EDISON

Im EDISON-Projekt testen Forscher unter anderem, wie sich Windenergie ins Stromnetz einbinden lässt – die Batterien von Elektroautos könnten ideale Zwischenspeicher sein. Das Projekt «Electrical Vehicles in a Dis tributed and Integrated market using Sustainable energy and Open Networks» testet 2011 auf der dänischen Insel Born holm, wie man Elektrofahrzeuge schnell, sicher und effizient laden kann. Sven Holthusen und seine Kollegen analysie ren, wie das Auto an unterschiedlichen Ladestationen aufgeladen werden kann oder wie Batterien in grosser Zahl gleich zeitig Strom tanken können. Derzeit werden Elektrofahrzeuge üblicherweise mit einer Leistung von 11 Kilowatt (kW) gespeist. Bei einer typischen Batterie mit 25 Kilowattstunden (kWh) Speicherka pazität dauert eine volle Beladung also gut zwei Stunden. Lädt man mit höherer Leistung, verringert sich die Tankzeit. Die Forscher entwickeln daher eine Technik, die mit 120 kW lädt und so die Ladezeiten auf wenige Minuten verkürzt. Dafür sind Ladeströme von bis zu 300 Ampere bei fast 400 Volt Wechselspan nung nötig, was der Anschlussleistung von fast 20 Haushalten entspricht. «Beim Wechselstrom ist die Wärmeentwicklung beim Laden eine der derzeit grössten Herausforderungen», sagt Holthusen. Er testet sowohl Laderegler, die im Fahr zeug sitzen als auch solche, die ausserhalb an der Ladestation angebracht sind. La deregler im Auto haben den Vorteil, dass die Technik nicht in Stromzapfsäulen eingebaut werden muss, was die Kosten für die Infrastruktur verringert. Zudem

lich komfortabler sei: Sie müssten keine Stecker mehr anfassen, und der Lade vorgang wäre weitgehend automatisiert. Im Vergleich zum «Steckermodell» ist diese Variante allerdings auch die teu erste und der Kunde müsste bereit sein, dafür mehr zu bezahlen. «Für höhere Leistungen im Kilowattbereich existie ren noch keine ausgereiften Lösungen. Wir arbeiten aber bereits an ersten Ide

regelt sich jedes Fahrzeug mit der für sei nen Batterietyp optimierten Bordtechnik selbst. Bei externen Reglern hingegen kann man die Wärme besser abführen und damit höhere Ladeleistungen rea lisieren. Noch weiss niemand, welche Ladetechnik sich durchsetzen wird. Sie mens treibt daher in den Elektro mobilitäts-Teams «Inside Car» und «Outside Car» unterschiedliche Techni ken parallel voran. Entwickelt und getes tet werden hier Komponenten, die im Auto verbaut werden und Technik, die man für das Netz braucht. Neben der DTU und Siemens gehören IBM, die die Software-Infrastruktur für die Kopplung der dezentralen Komponenten entwi ckelt, das Entwicklungsunternehmen Eu risco sowie die Energieversorger Dong Energy und Østkraft zu den EDISONProjektpartnern. Die Energieversorger interessieren sich vor allem für praxistaugliche Lösungen zum Einspeisen von Windstrom. Øst kraft organisiert zudem den Feldversuch auf Bornholm. Angesichts des globalen Ausbaus der Windenergie sehen die For scher grosse Marktchancen für all diese Technologien. Allein für den Bereich «Outside Car» schätzen sie den Gesamt bedarf an elektronischen Komponenten für den Ausbau des Stromnetzes und der Ladeinfrastruktur bis zum Jahr 2020 auf einen zweistelligen Milliardenbetrag Euro weltweit.

en im Labor», sagt Heike Barlag. Im Rahmen des Förderprojekts «Kontakt loses Laden von batterieelektrischen Fahrzeugen» wird gemeinsam mit BMW an induktiven Ladestationen ge arbeitet. Diese sollen Ende 2011 in Ber lin getestet werden. z

www.siemens.com

Das VDE-Institut hat in seinem AutomotiveTestzentrum in Offenbach erstmals eine Ladesteckvorrichtung für Elektroautos zertifiziert. Das Ladekabel und die InfrastrukturSteckdose von der Firma Mennekes erhielten nach erfolgreicher Prüfung das VDE-Zeichen. Damit entspricht das Ladesystem den Sicherheitsaspekten und der Kompatibilität für unterschiedliche Ladebetriebsarten und Ladestationen*. Auf Initiative und Entwürfen der Mennekes hat die im VDE verankerte Normungsorganisation DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik, Elektronik, Informationstechnik, im DIN und VDE gemeinsam mit der Automobil- und Elektroindustrie sowie den Energieversorgern eine Anwendungsregel entwickelt und bei der internationalen Normungsorganisation IEC (International Electrotechnical Commission) eingereicht. Die Anwendungsregel schafft damit die * Die Ladesteckvorrichtung von Mennekes wurde nach dem systemübergreifenden Standard zur Ladung von Elektrofahrzeugen auf Basis der Anwendungsregel VDE-AR-E 2623-2-2 «Stecker, Steckdosen, Fahrzeugsteckvorrichtungen und Fahrzeugstecker – Ladung von Elektrofahrzeugen – Teil 2-2: Anforderungen an Hauptmasse für die Austauschbarkeit von Stift- und Buchsensteckvorrichtungen» konstruiert.

Grundlage für die internationale Standardisierung der sogenannten «Typ-2-Steckvorrichtung», die sowohl den Sicherheitsaspekt als auch die Kompatibilität für die unterschiedlichen Ladebetriebsarten berücksichtigt. Typ-2-Ladesteckvorrichtungen sind für Ladeströme bis 63 Ampere und bereits für zukünftige Anwendungen wie intelligentes Energiemanagement mit bidirektionaler Energieübertragung geeignet. Damit können Elektrofahrzeuge Teil des intelligenten Stromnetzes «Smart Grid» werden. Das VDE-Institut testet Elektrofahrzeuge und deren Lade- und Batteriemanagementsysteme auf Sicherheit, EMV, Geräuschemission und Performance. Als Technischer Dienst des Kraftfahrt-Bundesamts der Kategorie A und D umfassen die Prüfungen die Sicherheit der Antriebsbatterie sowie im Rahmen der Überprüfung der Elektromagnetischen Verträglichkeit die Betriebssicherheit des Elektrofahrzeugs nach ECE-R 10 und ECE-R 100. Damit wird sichergestellt, dass keine Gefahr durch Stromschläge besteht oder das Elektrofahrzeug nicht unbeabsichtigt beschleunigt oder abbremst. Weitere Prüfungen der Elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) beziehen sich auf Diebstahl-Alarmanlagen und elektronische Weg-

fahrsperren. Nach bestandenen Sicherheitschecks vergibt das Kraftfahrt-Bundesamt die E1-Kennzeichnung. Diese beruht auf einem Abkommen der Wirtschaftskommission für Europa der Vereinten Nationen und legt die international einheitlichen technischen Vorschriften für Kraftfahrzeuge fest (ECE-R). Die Prüfungen von Lithium-Ionen- Batterien umfassen Batterie-Systeme bis zu 1000 Volt / 250 A (bzw. 500 A) und 200 kg Gewicht. Hierzu entsteht bis 2011 zusätzlich zu den bestehenden Testeinrichtungen ein modernes Batterietestzentrum des VDE-Instituts. Darüber hinaus testet das VDE-Institut Kabel, Leitungen und Steckvorrichtungen und führt unter anderem chemische Prüfungen und Umweltprüfungen durch. www.vde.com

E-Ladestationen von DISA Sicherheit und Funktionalität vereint Stromtankstelle aus wetterfestem Alugehäuse, in modularem Aufbau für spätere Anpassungen, bis 4 Steckdosen möglich Home Charge Device 230V für zu Hause, klein, robust, mit Zeitschaltuhr für NT-Nutzung

4er-Ladestation für E-Bike-Akkus robust, wetterfest, gesichert mit Pfandschloss, jedes Fach separat FI geschützt DISA Elektro AG, Kägiswilerstrasse 33, CH-6060 Sarnen Tel. +41 41 666 70 50, Fax +41 41 666 70 49, www.disa.ch Elektrotechnik 1/11 I 53

Elektromobilität

❚❚VDE zertifiziert erste Ladesteckvorrichtung für Elektroautos

Highlight

❚❚Praktische und kostengünstige Lösungen für das Laden von Elektrofahrzeugen

Kostengünstige Ladeinfrastruktur DISA hat Stromtankstellen für Elektrofahrzeuge in enger Zusammenarbeit mit Park & Charge entwickelt. Die Stromtankstellen können in das Stromtankstellennetz von Park & Charge eingebunden werden. Für das Laden zuhause bietet das Unternehmen eine «Home Charge Device»-Ladestelle an. Über eine Schaltuhr kann damit das Elektrofahrzeug zu genau definierten Zeiten, beispielsweise im Niedertarif, aufgeladen werden. Um die noch begrenzte Reichweite von E-Fahrzeugen zu vergrössern, werden Lademöglichkeiten an öffentlichen Standorten wie Parkhäusern, Einkaufscentern oder Bahnhöfen benötigt. Da die Beladung mit Wechselstrom aktuell noch mehrere Stunden in Anspruch nimmt, ist es sinnvoll, pro Standort mehrere Plätze für das Laden von E-Mobilen bereitzustellen. Einzelne Ladestationen mit der Möglichkeit zum gleichzeitigen Laden von mehr als drei bis vier Fahrzeugen machen aber wenig Sinn, da die zusätzlichen Fahrzeuge zu weit entfernt von der Lademöglichkeit parkiert werden müssen. Eine Möglichkeit für das Beladen von bis zu drei Elektrofahrzeugen oder vier Elektrorollern bietet die Stromtankstelle von DISA Elektro AG. Sie ist in verschiedenen Steckdosenausführungen lieferbar. Dabei sind alle Steckdosen über separate FI/LS abgesichert und in einem wetterfesten Aluminiumgehäuse untergebracht. Die Aufstellung erfolgt auf passenden Chromstahlsäulen. Kosten- und wartungsintensive Abrechnungssysteme, vergleichbar mit EC-

Ladefächer ALF-4 am Bahnhof Visp. 54 I Elektrotechnik 1/11

oder Bargeldterminals an Benzintankstellen, rechnen sich wegen der vergleichsweise tiefen Kosten für eine Vollladung nicht. Beispiel: Opel Ampera (16 kWh × 20 Rp/KWh/0.81 (Wirkungsgrad Akku/Ladegerät) = CHF 3.95). Bei der DISA-Stromtankstelle kann die Benutzung über einen Schlüssel ge währleistet werden z. B. System Park & Charge, wo die Abrechnung über eine Jahresgebühr für den Schlüssel gemacht wird. Durch die einfache und robuste Technik sind die Anschaffungs- und Wartungskosten für den Betreiber relativ gering. Um zuhause das Elektrofahrzeug kostengünstig während des Niedertarifs zu laden, ist der Einsatz einer Steckdose mit einer Freigabe nur für NT sinnvoll. Die DISA HCD (Home Charge Device) bietet mit ihrer integrierten digitalen Wochenschaltuhr diese Möglichkeit. Bei Bedarf kann via Taster die Ladung auch während des Tages freigegeben werden. Die Steckdose ist über einen FI/LS abgesichert und kann optional auch mit einem Energiezähler ausgerüstet werden.

Bei vielen Pedelec oder E-Bike (z. B. Flyer) muss der Akku für die Ladung aus dem Fahrzeug entfernt und mit einem externen Ladegerät aufgeladen werden. Um das Laden an öffentlichen Standorten zu gewährleisten, ohne dass der kostbare Akku (Wert 800 bis 1200 Franken) entwendet wird, ist ein abschliessbares System erforderlich. Die ALF-4 (AkkuLadefächer 4-fach) haben vier Ladefächer die einzeln über 2-Franken-Pfandschlösser geschlossen werden können. In jedem Fach befindet sich eine Steckdose Typ 13, die separat über einen FI/LS abgesichert ist. Das wetterfeste Aluminiumgehäuse ist mit Lüftungsschlitzen ausgestattet, um die beim Laden entstehende Wärme abzuführen. Der Zugang zum ALF-4 kann über das gleiche Schlüsselsystem wie bei den Stromtankstellen gewährleistet werden. z DISA Elektro AG 6060 Sarnen Tel. 041 666 70 50 info@disa.ch www.disa.ch

Stromtankstelle Ausführung CA300.

Das Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI setzt sich mit den verschiedenen Herausforderungen im Bereich Elektromobilität auseinander und hat zahlreiche Studien durchgeführt. Auf der nachstehenden Website sind alle Arbeiten rund um die Elektromobilität thematisch zusammengefasst und werden fortlaufend um neue Erkenntnisse erweitert. Die Website bietet neben aktuellen Forschungsthemen und Erkenntnissen laufender Studien auch bereits veröffentlichte Zusammenfassungen zu unterschiedlichsten

Themen. Zum Beispiel mögliche Verkehrsszenarien oder Mobilitätskonzepte der Zukunft mit Fokus auf den vermehrten Einsatz von Elektrofahrzeugen oder Betrachtungen zur Wirtschaftlichkeit und Umweltvorteilen von Elektromobilität. Für eine erfolgreiche Verbreitung und Nutzung der Elektromobilität sind auch die Ausrichtung an den zukünftigen Nutzer und die Berücksichtigung ihrer Bedürfnisse und Präferenzen unerlässlich. Diese werden im Rahmen der Erhebungen zur Kundenakzeptanz erforscht. Die Batterie muss hin-

sichtlich der Kosten, Energiedichte, Gewicht, zyklischer und kalendarischer Lebensdauer und Ladegeschwindigkeiten weiterhin deutlich verbessert werden. Deshalb behandelt die Website auch Fragestellungen und Forschungsergebnisse zu dieser Schlüsseltechnologie bzw. zu Lithium-Ionen-Batterien. Die Plattform zeigt zudem aktuelle Forschungsprojekte, die in Zusammenarbeit mit anderen Instituten sowie Automobilherstellern stattfinden.

isi.fraunhofer.de/elektromobilitaet

❚❚Stromzapfsäulen für Behörden Neuland «Elektromobilität ist ein neuer Markt mit fentlichen Strassenraum, insbesondere von eigenen Regeln und Regelungsbedarf», Grossstädten, ist für die Behörden Neufasst Dr. Peter Bachmann, Rechtsanwalt und land. Im Gesetz ist der Bau einer LadestatiPartner der Kanzlei Noerr, München, Ge- on auf dem Gehweg oder zwischen einzelspräche auf der Internationalen Leitmesse nen Stellplätzen nicht vorgesehen. Vor alfür Elektromobilität eCarTec zusammen. lem in Ballungsräumen werden solche Dort trafen sich vergangenen Oktober Ver- Ladestationen aber gebraucht, wenn Elekttreter der Automobilindustrie, der Energie- roautos Verbreitung finden sollen. «Damit wirtschaft sowie Wissenschaftler und Ver- flächendeckend die notwendige Ladeinfrastruktur entsteht und der Systemwechsel treter der öffentlichen Hand. auf den Weg gebracht wird, braucht es jetzt Eine Hürde auf dem Weg zur e-mobilen A6-Inserat 0601-5 Gesellschaft ist die fehlende Infrastruktur. Mut und kreative Gestaltungen im Dialog Die Errichtung von Stromzapfsäulen im öf- mit den Behörden», sagt Bachmann.

Neben Genehmigungsfragen beschäftigen die Branche auch produktbezogene Vorgaben, wie sie etwa im Batteriegesetz oder der REACH-Verordnung enthalten sind. «Schon bei der Entwicklung eines Bauteils muss man die Entsorgung planen», so der Anwalt. Eine übersehene oder vergessene Produktverantwortung kann teuer werden. Ist das Produkt mit knapper Marge kalkuliert, können die Kosten für Produktpflichten den Gewinn aufzehren.

www.noerr.com

The Professional Choice

- in Fluid Energy Management

Erhöhung der Betriebssicherheit! Klimageräte für elektrische Schaltschränke

ARNOLD Engineering und Beratung ist Ihr kompetenter Ansprechpartner für Blitz- und Überspannungsschutz

Blitzschutzsysteme nach SEV 4022:2008 beraten konzipieren untersuchen prüfen OLAER (SCHWEIZ) AG CH-8152 Opfikon/Glattbrugg, Wallisellerstrasse 75 Telefon 044/828 15 51, Fax 044/828 15 52 www.arnoldeub.ch

Bonnstrasse 3, CH - 3186 Düdingen Tel. +41 (26) 492 70 00 Fax +41 (26) 492 70 70 info@olaer.ch - http://www.olaer.ch www.olaer.ch

Elektrotechnik 1/11 I 55

Elektromobilität

❚❚Forschungsarbeiten und Studien rund um die Elektromobilität

Elektromobilität

❚❚Demelectric bietet «Stromtankstellen» in variablen Design-Linien an

Ladestromsäulen für jeden Bedarf Demelectric AG, Geroldswil, bietet drei neue Design-Linien für «Stromtankstellen» an. Die von den Walther-Werken entwickelten Ladestromsäulen für Elektrofahr zeuge sind hinsichtlich ihrer technischen Funktionalität variabel aufgebaut, um den verschiedenen Anforderungen der Betreiber und der aktuellen Standards zu entsprechen. Zudem ermöglichen sie – je nach Einsatzort und Stadtmöblierung – auch eine Vielzahl individueller Designs für alle ästhetischen Ansprüche wie Farbgebung, Beschriftung, Beleuchtung sowie die Integration von Touchscreens.

Stromtankstellen für die unterschiedlichsten Anwendungsbereiche. www.stromtanksäule.ch

Je nach Bedarf lassen sich die Säulen mit Funktions- und Geräteträgern bestücken, die man mit wenigen Handgriffen austauschen kann: mit verschiedenen Steckdosensystemen ebenso wie mit diversen Kommunikationssystemen, Identifikationssystemen (RFID, SMS, PIN), Bezahlsystemen (EC-Karte, RFID-Prepaid-Karte, Bargeld) und Steuerungssystemen. Updates der Steuerung sind bei den neuen Energiesäulen mittels SD-Karten möglich. Zur Benutzerfreundlichkeit trägt weiterhin bei, dass die Betreiber vor Ort einen Laptop anschliessen und über jeden beliebigen Webbrowser die Verbrauchsdaten und Betriebszustände aufrufen sowie verschiedene Betriebsoptionen, etwa die Wartungsnotrufnummern, ändern können. Die Energiesäulen eignen sich für das «Betanken» eines oder mehrerer Elektrofahrzeuge bis 63 Ampere. Sie verfügen 56 I Elektrotechnik 1/11

über Fehlerstrom- (FI) und Leitungsschutzschalter (LS) sowie Statusanzeigen, Überwachungs- und Steuerungsfunktionen. Die abgegebene Energie wird in den Säulen über geeichte Zähler erfasst und lässt sich am PC oder über ein Service-Portal anzeigen und auswerten. Der Datenaustausch zwischen den Ladestromsäulen und den Datenverarbeitungssystemen der Betreiber lässt sich variabel gestalten: Möglich ist die

Ladeleitungen mit voller Kommunikation (Mode 3).

Einrichtung von Zugriffen via USBoder IP-Schnittstellen an der Säule sowie Wireless, über GSM oder mittels Mobiltelefon aus der Distanz. Für sichere Ladevorgänge sowie für die zentrale Verbrauchsdatenerfassung, Steuerung und Abrechnung bietet Demelectric eine genau auf den Bedarf öffentlicher oder privater Betreiber zugeschnittene Software-Lösung an. z Demelectric AG 8954 Geroldswil Tel. 043 455 44 00 info@demelectric.ch www.demelectric.ch

Ladestecker für sichere und einfache Handhabung.

❚❚Graphen – mögliches Ersatzmaterial für Silizium Forschung & Umwelt

Auf dem Weg zur Nanoelektronik Um elektronische Bauteile immer kleiner herstellen zu können, sind neue Materialien gefragt. Beispielsweise ultradünne Kohlenstoffschichten, Graphen genannt. Empa-Forscher entwickeln in internationaler Zusammenarbeit neue Methoden, um diese Schichten auf Oberflächen «wachsen» zu lassen. Damit sie etwa Graphenbänder mit den gewünschten Eigenschaften «ausrüsten» können, untersuchen die Forschenden, unter anderem mit Computersimula tionen, wie diese Strukturen genau entstehen. Beatrice Huber Graphen ist ein spezielles Material: Es besteht aus einer nur ein Atom dünnen Kohlenstoffschicht, in der die Atome in Sechsecken angeordnet sind und somit an Honigwaben erinnern. Graphen ist härter als Diamant, extrem reissfest, un durchlässig für Gase und ein hervorra gender Wärmeleiter. Aufgerollt entste hen aus dem Material Kohlenstoffnano röhrchen und beimStapeln von Schichten Graphit, bekannt beispielsweise aus Blei stiftminen. Graphen gilt ausserdem wegen seiner aussergewöhnlichen elektronischen Ei genschaften als mögliches Ersatzmate rial für Silizium in der Halbleitertech nologie. Kein Wunder zählen Graphen und verwandte Materialien momentan zu den Top-Forschungsthemen. So ging 2010 der Nobelpreis in Physik an die

Begründer der Graphenforschung, An dre Geim und Konstantin Novoselov. Ihrer Forschungsgruppe war es erstmals ge lungen, freistehende Graphenschichten zu präparieren. Etwas, was die Fachwelt erstaunte, denn strikt zweidimensionale Strukturen sollten eigentlich nicht stabil sein. Noch läuft in der Halbleitertechnolo gie fast nichts ohne Silizium. Beispiels weise in den Feldeffekttransistoren, den heute am häufigsten verwendeten Tran sistoren. Doch gerade für diese weist Graphen eine Eigenschaft auf, die einen gewaltigen Sprung in der Miniaturisie rung ermöglichen könnte. Feldeffekttransistoren haben grundsätz lich drei Stromanschlüsse: Source (auf Deutsch Quelle), Gate (Tor) und Drain (Abfluss). Das Gate steuert den Transistor, indem es Strom zwischen Source und Drain fliessen lässt – oder diesen unter

bindet. Dazu baut das Gate entweder ei nen «Kanal» zwischen Source und Drain auf oder schliesst diesen. Graphen ermög licht es nun, diesen Kanal so zu bauen, dass er gerade mal eine Atomlage dick ist – ein entscheidender Schritt für die Mini aturisierung von elektronischen Bauteilen hin zur Nanoelektronik. Derart dünne «Kanäle» sind mit Silizium, dem heute gängigsten Grundmaterial in der Halblei tertechnologie, nicht möglich. Bevor Graphen und verwandte Mate rialien in der Halbleitertechnologie ein gesetzt werden können, sind jedoch noch ein paar Hürden zu überwinden. Reines Graphen ist kein Halbleiter. Die soge nannte Bandlücke, die den isolierenden Zustand ermöglicht, ist bei Graphen null. Das heisst: Graphen lässt sich nicht «aus schalten», sondern leitet immer. Forschende der Empa-Abteilung «nanotech@surfaces» arbeiten zusam men mit Wissenschaftlern des MaxPlanck-Instituts für Polymerforschung in Mainz und weiterer Institutionen an graphenartigen Materialien, die eine Bandlücke aufweisen und deren Grösse sich ausserdem noch gezielt einstellen lässt. Kandidaten sind ultradünne Gra phenbänder oder ein «poröses» Gra phen, das heisst flächige Polymere mit «Löchern» von kontrollierter Grösse und räumlicher Verteilung.

Einfache Herstellung möglich

Strukturmodell eines Graphenbandes in Form einer Zickzacklinie. Graphen gelten als «heisse Kandidaten» für zukünftige Elektronikanwendungen.

Im Fokus stehen Methoden, um diese graphenartigen Materialien mit wohl definierten Bandlücken möglichst ein fach und reproduzierbar herzustellen. «Wir setzen dabei auf einen ‹bottomup›-Prozess, nämlich die molekulare Selbstorganisation», erklärt Roman Fasel, Elektrotechnik 1/11 I 57

Forschung & Umwelt

Senior Scientist in der Abteilung «nanotech@surfaces». «Denn die bislang üblichen Methoden sind nicht präzis genug.» Um für Bauteile mit massgeschneiderten optischen und elektronischen Eigenschaften interessant zu sein, müssten beispielsweise die Graphenbänder deutlich unter zehn Nanometer schmal sein und dazu noch wohldefinierte Ränder aufweisen. Die bislang üblichen «top-down»Methoden erreichen dies nicht. Mit ihnen werden die Bänder beispielsweise aus Graphenschichten «geschnitten» oder Kohlenstoffnanoröhrchen der Länge nach aufgetrennt. Molekulare Selbstorganisation schafft die nötige Präzision. Über definierte Bindungsstellen koppeln die moleku laren Bausteine auf einer Oberfläche selbstständig aneinander und bilden eine regelmässige Struktur mit den gewünschten elektronischen Eigenschaften. Bei den Bausteinen handelt es sich um organische Moleküle, sogenannte Polyphenylene, die an den «strategisch richtigen» Positionen Halogene – Brom oder Jod – aufweisen. Die Geometrie dieser Bausteine – wie viele Halogene befinden sich an welchen Positionen – bestimmt dann, wie das Endprodukt aussieht, das heisst, ob ein Band entsteht oder eine flächige Struktur mit Poren.

aber auch poröse Graphene massgeschneidert hergestellt werden können, muss der Reaktionsweg im Detail klar sein. «Wir wollen ein detailliertes Verständnis der Reaktionsschritte», sagt Roman Fasel. Welche Prozesse laufen dabei ab? Welche Zwischenprodukte entstehen? Welche Kräfte sind daran beteiligt? Welche Rolle spielt die Unterlage? Um Fragen wie diese zu beantworten, kombinieren die Forschenden experimentelle Beobachtungen – vor allem mit dem Rastertunnelmikroskop – mit Computersimulationen. Eine Arbeit, die soeben in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Chemistry» erschienen ist, beschreibt nun den detaillierten Reaktionsablauf, wie «Modell-Bausteine» zu einem planaren Nanographen koppeln. Diese Reaktion läuft über sechs Schritte mit fünf Zwischen produkten. Zwei davon werden durch die

Oberfläche genügend stabilisiert, dass sie mit dem Rastertunnelmikroskop identifiziert werden konnten. Und genau das wurde auch durch die Computersimulationen bestätigt. Bis anhin liessen die Wissenschaftler die Graphenbänder und porösen Graphene auf Metalloberflächen «wachsen». Damit die Materialien allerdings für die Elektronik genutzt werden können, müssen sie auf Halbleiteroberflächen hergestellt werden. Oder es müssen Methoden entwickelt werden, um die Materialien von Metall- auf Halbleiteroberflächen zu transferieren. «Wir arbeiten momentan mit Hochdruck an beiden Varianten», sagt Roman Fasel. «Erste Ergebnisse stimmen uns bereits zuversichtlich.» ❚ www.empa.ch

Gerade, als Zickzacklinie oder mit Gabelung: Durch die Wahl der geeigneten Bausteine lassen sich Graphenbänder in der gewünschten Form herstellen.

Bänder – nur ein Nanometer breit Dank geeigneter Bausteine konnten die Empa-Forscher Pascal Ruffieux, Jinming Cai und Marco Bieri zusammen mit Kollegen vor Kurzem atomar dünne Graphenbänder von einem Nanometer Breite und einer Länge von bis zu 50 Nanometern herstellen. «Damit sind unsere Graphenbänder so schmal, dass sie eine elektronische Bandlücke aufweisen und nun wie Silizium Schalteigenschaften besitzen», sagt Roman Fasel zum Forschungsergebnis. Doch damit nicht genug: Je nachdem, welche Bausteine verwendet wurden, bildeten sich Graphenbänder mit unterschiedlicher räumlicher Struktur – gerade, wie eine Zickzacklinie oder mit Gabelung. Die Arbeit wurde im Juli 2010 in der renommierten Wissenschaftszeitschrift «Nature» veröffentlicht. Mit derselben Methode konnte auch erfolgreich ein poröses Graphen hergestellt werden, dessen Poren nur wenige Atome im Durchmesser aufweisen und dessen Muster sich im Subnanometer-Massstab wiederholt. Dieses Material besitzt ebenfalls die gewünschte Bandlücke. Damit die neue Synthesemethode allerdings zu einem zuverlässigen Instrument wird, mit dem Graphenbänder, 58 I Elektrotechnik 1/11

Graphen-Superkondensatoren: Elektroautos in Sekundenschnelle laden Wissenschaftler von Nanotek Instru- 550 F/g zu erreichen, da die Graphen ments und Angstrom Materials haben flocken das starke Bedürfnis haben, sich einen auf Graphen basierenden Super- schichtweise wiederzuverbinden. kondensator entwickelt, der über eine Das Team fand jedoch heraus, dass eine spezifische Energiedichte von 85,6 Wh/ hohe Kapazität von graphenbasierenden kg bei Zimmertemperatur und 136 Wh/ Elektroden durch die Verwendung von kg bei 80 °C verfügt, gemessen bei einer gekrümmten Graphenflocken möglich Stromdichte von 1 A/g. Diese Werte sei- wird, da diese im Gegensatz zu den glaten vergleichbar mit denen von NiMH- ten Flocken nicht flach zusammenkleben Batterien, so die Wissenschaftler, mit können. Die gekrümmte Morphologie dem Unterschied, dass die neuen Super- ermöglicht die Bildung von zugänglichen kondensatoren die Möglichkeit bieten, Mesoporen, die benetzt mit ionischer innerhalb von Sekunden oder Minuten Elektrolytflüssigkeit eine Betriebsspannung von mehr als 4 V ermöglichen. geladen oder entladen zu werden. Dies seien die höchsten Werte, die jemals Üblicherweise entfallen 25–50 Prozent für Kondensatoren mit Kohlenstoffelekt- des Gewichts eines Superkondensatorroden gemeldet wurden, ohne die Zuhil- systems auf das der Elektrode. Die spe fenahme von leitfähigen Materialien wie zifische Energiedichte auf Systemebene Polymer oder Metalloxide, behaupten von graphenbasierenden Superkondendie Wissenschaftler. «Wir sind sicher, satoren kann mehr als 21,4–42,8 Wh/kg dass diese Entwicklung einen Durch- betragen und ist damit vergleichbar mit bruch in der Energietechnologie bedeu- den Werten einer modernen Nickel-Metall-Hydrid-Batterie, wie sie in Hybridten wird», heisst es weiter. Bereits 2006 behauptete die Forscher- fahrzeugen eingesetzt wird. Jetzt gilt es, gruppe um Bor Jang von Nanotek Instru- die Zyklenfestigkeit und die Skalierbarments, dass Graphen als Elektrodenma- keit des Systems zu verbessern, bevor es terial für Superkondensatoren verwendet als Alternative für die heutigen Batterien werden könnte. Trotz zahlreicher Versu- in Elektrofahrzeugen infrage kommt. che gelang es nicht, die spezifische Kapazität mit dem theoretischen Wert von (Quelle: www.wattgehtab.com)

❚❚W

❚❚Te

ni lefo

IP ❚❚Vo

❚❚Si

he her

Telematik & Multimedia

LAN

k hni c e t y erk pla w e l z TH ip et ❚❚Tr ❚❚N ❚❚FT

❚❚ LTE optimiert Informationsaustausch für BOS Ericsson und der Geschäftsbereich Motorola Solutions von Motorola Inc. bündeln ihre Kompetenzen als Branchenführer, um die Kommunikationsmöglichkeiten von Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben (BOS) weiter zu verbessern. Hierzu setzen die beiden Partner auf eine LTE-Lösung, die sicherheitskritische Sprach- und Datenanwendungen mit mobilen Breitbandübertragungen wie Multimedia-Anwendungen verknüpft. LTE (Long Term Evolution) als mobile Breitbandtechnologie wird es der einheitlichen Next Generation-Plattform von Motorola erlauben, BOS-Anwendern mit Echtzeit-Services zwischen einer Multimedia-Leitstelle und den Einsatzkräften vor Ort zu versorgen. Durch

den Einsatz von LTE werden völlig neue Anwww.satelco.ch wendungen und die Videoübertragung vom jeweiligen Einsatzort zur BOS-Leitstelle möglich. Dies optimiert unter anderem die Planung und Steuerung von Notfalleinsätzen und kann letztlich Leben retten. www.stfw.ch Ericsson ist ein ein führender Treiber der LTE-Markteinführung. Bisher hat das Unternehmen sechs kommerzielle LTE-Aufträge mit führenden, internationalen Netzbetreibern bekannt gegeben. Ericsson setzt sich für offene Standards ein und hatte grossen Einfluss auf die www.satelco.ch veröffentlichten LTE-Spezifikationen.

www.bks.ch

www.suprag.ch

www.rdm.com

www.bks.ch

www.ericsson.ch

www.stfw.ch www.suprag.ch www.rdm.com ❚❚Hochfaserige FTTH-Kabel für den Anschlussbereich www.satelco.ch

Dätwyler Cables hat die neuen Optofil-Aussenkabel S-Micro in Zusammenarbeit mit dem Elektrizitätswerk der Stadt Zürich, den Sankt Galler Stadtwerken und Energie Wasser Bern entwickelt. Die ersten Modelle verfügen über 48 und 96 Monomode-Fasern E9/125 in verseilten Bündeladern zu je zwölf Fasern. Beide sind mit biegeoptimierten G.657.A-Fasern, das 96-faserige Kabel wahlweise auch mit der Standardfaser G.652.D lieferbar. Die metallfreien S-Micro-Kabel haben einen Aussendurchmesser von nur 4,2 beziehungsweise 6,2 mm. Dadurch lässt sich das 48-faserige Modell problemlos in Mikrorohranlagen mit Aussendurchmessern von 7,0 mm aufwärts einblasen (bei 0,75 mm Wandung). Das 96-faserige S-Micro eignet sich für Mikrorohre ab 10 oder 12 mm (je nach Wandung). Einblasversuche haben gezeigt,

dass man mit den kompakten S-Micro-Kabeln bis zu 500 Meter überbrücken kann. In ein Mikrorohr mit 7 oder 10 mm Aussendurchmesser konnte zuvor nur ein Micro-Kabel mit 24 Fasern eingeblasen werden. Das neue www.stfw.ch S-Micro hat die maximale Faserzahl für dieses Rohr verdoppelt. Das S-Micro mit 96 Fasern ermöglicht es gegenüber seinem Vorgänger, schmalere Mikrorohre einzusetzen (1–12 statt 14 mm), also mehr Gebäude zu erschliessen. www.satelco.ch Die Montagevorteile und Sicherheits-Features der FTTH-Aussenkabel bleiben dieselben: Je-www.bks.ch des S-Micro verfügt über einen Aufreisszwirn und einen leicht absetzbaren, montagefreundlichen Kabelaufbau. Die Kabel sind halogenfrei undwww.stfw.ch bilden im Brandfall keine korrosiven Gase. www.suprag.ch

www.kochag.ch www.bks.ch

www.suprag.ch

www.rdm.com

www.daetwyler-cables.com

❚❚ Glasfaserausbau in Basel bis 2017 Swisscom und IWB hatten sich vor rund acht Monaten darauf geeinigt, beim Glasfaserausbau in der Stadt Basel zusammenzuarbeiten und dazu einen Vorvertrag abgeschlossen. Mit den ambitiösen Ausbauplänen wird Basel 2017 eine der ersten Schweizer Städte flächendeckend ultraschnelle Dienste über Glasfaser anbieten können. Die Vereinbarung mit Mehrfasermodell entspricht den Empfehlungen der ComCom und ermöglicht Wettbewerbsangebote. In Verbindung mit dem Layer 1 Angebot der IWB von unbeleuchteten Glasfasern wird den anderen Anbietern ein diskriminierungsfreier Zugang zum Glasfasernetz in Basel gewährleistet. Swisscom hat bereits grosse Teile der Stadt Basel erschlossen, welche vollständig in die Kooperation eingebracht werden. Die IWB starteten ein gemeinsames Pilotprojekt und erledig-

ten umfangreiche Vorbereitungsarbeiten. Demnächst lancieren die IWB Produktangebote für Serviceprovider, die in Basel Produkte und Dienste auf dem Glasfasernetz anbieten wollen. Ziel ist ein möglichst attraktiver Preis für die Nutzung der unbeleuchteten Glasfasern, der Grundlage für günstige Produktangebote auf dem Glasfasernetz ist. Swisscom beteiligt sich an den Gesamtinvestitionen von rund 170 Mio. Franken mit 60 Prozent, die IWB tragen 40 Prozent. Die Zustimmung des Grossen Rats des Kantons BaselStadt wird anfangs 2011 erwartet. Zudem wird der Vertrag der Wettbewerbskommission zur Prüfung vorgelegt. www.swisscom.ch www.iwb.ch Elektrotechnik 1/11 I 59

www

www.koch

LTE – Neue 4G-Mobilfunktechnologie Um allfällige Engpässe auf den heutigen Mobilfunknetzen zu verhindern, ist deren Ausbau oder gar eine neue Technologie nötig. Diese steht mit Long Term Evolution (LTE) nun zur Verfügung. Doch auf dem Weg dahin gibt es einige Stolpersteine, etwa bei den Endgeräten. Wann können die Kunden mit den neuen Mobilnetzen der vierten Generation (4G) rechnen? Rüdiger Sellin Auf den mobilen Datenautobahnen ver doppelt sich der Verkehr im Schnitt alle sieben Monate. Dies stellt alle drei Mobil funknetzbetreiber, insbesondere Markt führer Swisscom, vor grosse Herausfor derungen. Viele europäische Netzbetrei ber planen oder bauen bereits neue LTE-Netze oder erweitern die bestehen den UMTS-Netze mit High Speed Pa cket Access (HSPA). Dies ist eine ausge reifte Technologie, die in praktisch allen neuen Endgeräten enthalten ist und Bit raten von zurzeit bis zu 21 Mbit/s ermög

licht (immer abhängig vom Ausbaustand der UMTS-Funkzelle und vom Endge rät). Der HSPA-Ausbau vollzieht sich auch in der Schweiz, insbesondere bei Swisscom und Sunrise. Orange steht hier etwas zurück, will den Rückstand 2011 aber reduzieren. Denn der schnell wach sende Markt bedingt neue Netzkapazitä ten, deren Bildung oft länger dauert als es den Smartphonebesitzern lieb sein kann. Mittelfristig ist LTE aber unverzichtbar, um den zunehmenden mobilen Daten verkehr bewältigen zu können. Dies sieht sogar die staatliche ComCom ein – «es besteht Handlungsbedarf», so Comcom-

Präsident Marc Furrer Anfang November in Bern vor der Presse: «Wenn wir diese Kapazitäten nicht zur Verfügung stellen, kommt das Netz sehr schnell an Kapazi tätsengpässe», so Furrer. Und: «Das ist vielleicht der grösste Schritt für den Aus bau des Mobilnetzes, seit wir die GSMKonzessionen vergeben haben».

Erste Hürde: Frequenzversteigerung In leichtem Gegensatz dazu steht hier zulande die relativ späte Frequenzver steigerung – wenn alles rund läuft im Mai/Juni 2011, eventuell aber erst im Spätsommer. Das übliche Prozedere Quelle: Sony Ericsson

Telematik & Multimedia

❚❚Stark ansteigende Verkehrsvolumen erzwingen Netzausbau

Prototyp eines LTE-Endgerätes von Sony Ericsson im Stockholmer LTE-Netz. 60 I Elektrotechnik 1/11

Telematik & Multimedia

Quelle: Ericsson/Samsung

LTE-Stick von Samsung, von vorne und hinten sowie mit/ohne ausgezogenem USB-Stecker.

braucht eine gewisse Vorbereitungszeit, auch wenn Furrer kommuniziert, dass man «einer der ersten in Europa» sei. Die ComCom hat sich nämlich nach langen Konsultationen im BAKOM entschieden, neben den LTE-Frequenzen die 2014 (GSM) und 2017 (UMTS) frei werdenden Frequenzen ebenfalls zu versteigern, und zwar technikneutral. Das heisst, die fünf Frequenzbänder (800/900 MHz sowie 1,8/2,1/2,6 GHz) werden keiner bestimmten Technologie zugeordnet. So kann LTE in allen genannten Frequenzbereichen senden und empfangen. Auch andere Techniken neben LTE können somit genutzt werden. Die erteilten Konzessionen werden 15 Jahre, d. h. bis Ende 2028 gültig sein. Die damit verbundenen Versorgungsverpflichtungen dürfen als moderat bezeichnet werden – bis am 31.12.2018 mind. 25 % in den Bändern 800/900 MHz und 50 % in den Bändern 1,8/2,1 GHz. Die Bänder 2,1/2,6 GHz unterliegen ab dem 1.1.2019 einer allgemeinen Nutzungspflicht. Damit soll verhindert werden, dass – ähnlich wie seinerzeit Telefonica bei UMTS – Frequenzen zwar gekauft, aber nicht genutzt werden. Je nach Grösse und Lage der versteigerten Frequenzblocks liegen die Mindestgebote zwischen 2,7 und 21,3 Mio. CHF. Besonders in den begehrten Bereichen 800 und 900 MHz werden aber höhere Preise erwartet, weil sich hier mit weniger Aufwand grössere Flächen schneller erschliessen lassen. In Deutschland konnte der Staat Ende Mai 2010 rund 4,4 Mia. Euro als Einnahmen aus der Frequenzauktion verbuchen. Dies sind zwar deutlich weniger als die rund 50 Mia. EUR, die vor zehn Jahren bei der spektakulären UMTS-Auktion erzielt wurden. Gleichwohl dürfen vor allem die vier Netzbetreiber zufrieden sein, die nun mit dem Aufbau ihrer LTE-Netze begonnen haben. Das besondere ist die Verteilung des Funkspektrums auf vier Frequenzbereiche: 800/900 MHz sowie 1,8, 2,0 und 2,6 GHz. Bedingt durch die bessere Wellenausbreitung bei tieferen Frequenzen sind für eine schnelle Erschliessung deutlich weniger Basisstationen erforderlich. Daher war das 800-MHz-Band trotz strenger Versorgungspflichten das begehrteste, in dem je zwei Blöcke für rund 3,6 Mia. EUR an O2, Vodafone und die Deutsche Telekom gingen. Der vierte Anbieter E-Plus hat sich vor allem auf 1,8/2,0 GHz konzentriert und vergleichsweise bescheidene 283,6 Mio. EUR in die entsprechenden Lizenzen investiert. Zwar ist damit keine Versorgungspflicht verbunden. Später aber müssen für eine praxistaugliche Versorgung Taten in Form von LTE-Basisstationen folgen, die mit Planungs-, Erschliessungs- und Baukosten schnell einmal über eine Mio. EUR pro Standort erreichen. Aus Kostengründen ist kaum davon auszugehen, dass E-Plus LTE flächendeckend einzusetzen gedenkt, sondern eher als Ergänzung zu HSPA in Ballungsräumen Elektrotechnik 1/11 I 61

Zweite Hürde: LTE-Endgeräteangebot Allerdings bereitet heute die beschränkte Auswahl und Verfügbarkeit von Endgeräten nicht gerade grosse Lust auf LTE. Durchforstet man die Pressemeldungen der Hersteller, etwa von Marktführer Nokia, so liest man wenig zu LTE, bis Redaktionsschluss schon gar nichts zu LTE-Endgeräten. Die Netzwerksparte Nokia-Siemens berichtet zwar von einem unterzeichneten Vertrag mit dem Betreiber LightSquared/USA über Netzdesign, Lieferung, Installation und Unterhalt eines LTE-Netzes über sieben Mia. US$ verteilt auf acht Jahre. Von LTE-Feldtests ist u. a. in Russland, Australien, Italien und Deutschland (O2) die Rede. Zusammen mit Huawei baut man zurzeit das LTE-Netz der Deutschen Telekom auf. Aber zu kommerziell

Quelle: LG Electronics

Telematik & Multimedia

sieht. Die drei anderen Anbieter hingegen setzen LTE zunächst ausserhalb der Ballungsräume im 800/900-MHz-Band ein, um heute unterversorgten Gebieten im Rahmen der sogenannten «Digitalen Dividende» die Möglichkeit eines mobilen Internetzugangs zu bieten. Die Nutzung höherer Frequenzen folgt später. Beim östlichen Nachbarn Österreich lief die Versteigerung völlig anders. Der Mobilfunkanbieter A1 Telekom Austria veranstaltete im Juni dieses Jahres zunächst eine gross angekündigte LTEPräsentation. Im August wollte A1 dann auf LTE verzichten und lieber auf HSPA setzen. Gleichwohl bot A1 bei der Frequenzversteigerung unerwartet mit und ersteigerte ein beachtliches Kontingent. Dabei wurden Pakete im 2,6-GHz-Bereich für insgesamt 39,5 Mio. EUR von den vier grossen Österreicher Mobilfunkanbietern ersteigert – deutlich preiswerter als in Deutschland. Die für die Lizenzvergabe zuständige Regulierungsbehörde zeigte sich gleichwohl mit dem Ertrag aus der Versteigerung zufrieden und erwartet, dass die Frequenzen vorwiegend für LTE genutzt werden. Deren Vergabe ist wie in Deutschland mit einer Versorgungsverpflichtung verbunden. So müssen die Unternehmen bis Ende 2013 ein Viertel der Bevölkerung mit LTE versorgen, um die Frequenzen bis 2026 nutzen zu können.

LTE-Modem von LG Electronics. Ungebremstes Datenwachstum Bei Einführung neuer Mobilfunktechnologien wird zu Recht stets die Frage gestellt, ob der Netzaufbau – stets einhergehend mit einer jeweiligen Senderzunahme – wirklich nötig sei. Die Notwendigkeit von Long Term Evolution (LTE) folgt aus dem Bedürfnis, mit seinem Smartphone oder Notebook immer und überall online zu sein. Die Verkaufszahlen vorzeigbarer Endgeräte und die Verkehrsstatistiken der Mobilnetzbetreiber reflektieren diesen Kundenwunsch eindrücklich. In der Schweiz gehören bereits deutlich über 30 % aller verkauften Handys zur Smartphone-Kategorie – mit weiter steigender Tendenz. Parallel dazu verdreifachte sich 2009 das mobile Datenverkehrsvolumen innert 12 Monaten. Die Netzbetreiber sind also gezwungen,

verfügbaren LTE-Endgeräten schweigt Nokia höchstoffiziell. Zwar haben die Finnen ihr LTE-Modem RD-3 bereits vor mehr als einem Jahr angekündigt und auch LTE-Handys für 2010 versprochen. Jedoch wurde das RD-3 bisher nur als Testgerät eingesetzt und daher auch nur an Netzbetreiber oder Errichter von LTE-Infrastruktur abgegeben. Immerhin beherrscht das RD-3 alle schnellen Datenübertragungsmodi dreier Mobilfunkgenerationen – EDGE (GSM/2G), HSPA (UMTS/3G) und LTE (4G). Zu konkreten Lieferterminen von LTE-fähigen Endgeräten aus

ihre bestehenden UMTS/3G-Kommunikationsnetze mit High Speed Packet Access (HSPA/HSPA+) weiter auszu bauen und mit neuen Technologien wie LTE/4G zu ergänzen. Daher ist die späte Versteigerung der LTE-Frequenzen durch den Bund unverständlich. Unsere Nachbarn Deutschland und Österreich sind hier ein (D) bzw. ein halbes Jahr (AU) voraus. Funktionierende Mobilfunknetze sind nämlich ein wichtiger Standortfaktor. Warum aber jeder Betreiber sein eigenes Netz allein statt miteinander baut, ist ebenso schwer verständlich. Vor diesem Hintergrund mag das staatliche Verbot der Fusion von Orange und Sunrise in der Schweiz dem Wettbewerb nützen – der Umwelt dient es nicht.

dem kühlen Norden ist bisher nichts zu hören. Doch wie sieht es in Ländern aus, in denen der kommerzielle Start bereits erfolgte? Anlässlich der Inbetriebnahme des ersten LTE-Senders in Ostdeutschland dämpfte selbst der Marktführer Deutsche Telekom allzu grosse Erwartungen: «Mobiles LTE, das auch in den Grossstädten ausgebaut werden soll, wird es wohl erst ab Ende 2011 geben. Bedingt ist dies unter anderem durch die Endgeräte-Industrie, die entsprechende Endgeräte erst dann auf den Markt bringen wird», so Telekom-Technikchef

usv.ch USV-Lösungen in jeder Grösse 300 VA – 800 kVA

62 I Elektrotechnik 1/11

CTA Energy Systems AG 3110 Münsingen 6331 Hünenberg www.usv.ch

Position der Netzbetreiber Wegen der angespannten Endgeräte situation bei LTE erstaunt es daher nicht, dass alle deutschen Mobilfunknetzbetreiber lieber in ausgereifte und technisch erweiterte Technologien mit

2G-/3G-/4G-Stick von Samsung, eingesteckt im Notebook.

sorgt werden sollen – teilweise allerdings nur mit maximal 70 % Funkabdeckung, dazu 62 Flughäfen. Die Bedenken wegen fehlender Endgeräte wurden schnell zerstreut, denn laut deren COO sollen bis zur wichtigen Consumer Electronics Show (CES) im Januar 2011 in Las Vegas sechs LTE-fähige Smartphones und Tablets verfügbar sein. Verizon behauptete Anfang Oktober, bis Ende 2011 200 Mio. US-Amerikaner mit LTE zu versorgen und bis Ende 2013 eine landesweite Flächendeckung erreichen zu wollen.

LTE-Entwicklung geht weiter Obwohl LTE noch gar nicht richtig gestartet ist und der Start in der Schweiz kaum vor Ende 2011 erfolgen dürfte, beschäftigen sich die Forschungsabteilungen grosser Hersteller wie Huawei oder Ericsson bereits mit der nächsten Evolutionsstufe, genannt LTE Advanced. Die Chinesen demonstrierten bereits Anfang 2010 mit 1,2 Gbit/s einen neuen Temporekord für mobile Datenübertragungen. Ericsson bewies an der 3GPP in Barcelona ebenfalls die Machbarkeit mobiler Datenverbindungen mit derselben Geschwindigkeit – natürlich unter optimalen Bedingungen. z

Die kompakten Büchel Alu-Zähleraussenkasten mit Einbautiefe 200 mmm Leergehäuse vom SEV nach EN 62208:03 und IEC 62208:02 zertifiziert ● ● ● ●

montagefreundlicher Innenausbau Aluminium farblos eloxiert stabil, preiswert, formschön in Normgrössen

Industrie- & Apparatespenglerei Industrie Neugrüt FL-9496 Balzers

HAK

RES

TV Tel

Tel. 00423 384 17 77 Fax 00423 384 17 73 E-mail: info@buechel-blechag.li www.zaehleraussenkasten.li

Elektrotechnik 1/11 I 63

Telematik & Multimedia

grosser Endgeräteauswahl investieren. E-Plus z. B. baut ihr mobiles Datennetz vorwiegend mit HSPA+ aus und hofft, den Marktanteil ebenfalls steigern zu können. Bei Sprache kommt E-Plus derzeit auf 16 oder 17 %, bei Daten auf rund 10 % Marktanteil. In den vergangenen Jahren ist der umsatzbezogene Marktanteil ziemlich regelmässig um einen Prozentpunkt pro Jahr gewachsen. E-Plus peilt nun die 20-%-Grenze an, und zwar sowohl bei Sprache als auch bei Daten. Die Düsseldorfer wollen mit hohen Bandbreiten und niedrigen Kosten für Endgeräte und Tarife Neukunden gewinnen. Das geht heute nur mit bewährter Technik, denn «das Rattenrennen um den Rekord im LTE-Ausbau wollen wir nicht mitmachen», so der E-PlusCEO Thorsten Dirks plakativ. LTE-Endgeräte zu vernünftigen Preisen werde es vor 2013 wohl kaum geben, glaubt Dirks. Und so verwundert die LTE-Zurückhaltung von E-Plus nicht. Gleichwohl vergeht kaum eine Woche, in der nicht Netzaufbauten oder Absichtserklärungen aus Europa gemeldet werden – vor allem von LTE-Netzlieferant Ericsson. So entstand kurz nach Stockholm (Ende 2009) ein weiteres LTE-Stadtnetz in Oslo (Einschaltung Anfang 2010, beide von TeliaSonera). In Stockholm baut zudem auch TeleNor ein eigenes LTE-Netz und rührt dafür fleissig die 4G-Werbetrommel. Für Dänemark kündigten Telecom Denmark (TDC) und Ericsson gar ein nationales LTE-Netz an, wobei kaum eine volle Flächendeckung angepeilt werden dürfte. Ericsson wird neben dem Netzaufbau auch für den späteren Betrieb und Unterhalt besorgt sein. Die Schweden lieferten ebenfalls den LTE-Teil für das MetroPCS-Netz in Dallas/Fort Worth (Start im Herbst 2010). Mit der grossen Kelle will Verizon in den USA anrühren, wo 38 Städte mit LTE ver-

Quelle: TeliaSonera/Samsung

Bruno Jacobfeuerborn (www.teltarif.de). Das erste Endgerät des Providers wird denn auch ein stationärer LTE-Router sein, der Huawei Speedport LTE B390. Intern wird via WLAN, extern über LTE kommuniziert – LTE als xDSLErsatz für schwach besiedelte Gebiete (im Rahmen der sogenannten «Digitalen Dividende»). In eine ähnliche Richtung geht Vodafone Deutschland, die LTE zunächst ebenfalls klar als DSLErsatz positionieren. Hier wird der aktuelle USB-Stick von Samsung ange boten, wie er auch von TeliaSonera in Stockholm genutzt wird. Er kann im Gegensatz zu einer früheren Version einen Handover zu UMTS/HSPA (3G) oder GSM/EDGE (2G) einleiten, was seine Nutzung auch ausserhalb Stock holm’s Downtown erlaubt. Bei Vodafone können sich LTE-Interessenten schon seit Wochen online für ein mobiles Breitbandabo mit dem etwas umständ lichen Namen «Vodafone Zuhause LTE Internet» vorregistrieren. Allerdings verraten die erwähnten Bit raten, dass wohl nur das schnellste der drei Angebote (50 Mbit/s) wirklich über LTE laufen wird, während die beiden anderen (7,2 und 21,6 Mbit/s) offensichtlich auch über HSPA/HSPA+ abgewickelt werden. Die möglichen Bitraten sind noch durch das Endgerät (Kate gorie 3) beschränkt, was Datenübertragungsraten von maximal 100/50 Mbit/s (Downlink/Uplink) erlaubt. Dies ist deutlich mehr als mit UMTS/HSPA, aber weniger als die mit LTE theoretisch möglichen 600 Mbit/s (Downlink). Der Deutsche Telekom-Mann Jakob feuerborn schenkt diesbezüglich klaren Wein ein. «Auf dem Land planen wir eine garantierte Geschwindigkeit von 2 Mbit/s im Downstream». Deren Produkt «Call & Surf Comfort via Funk» ist wie bei Vodafone als stationärer DSLErsatz gedacht. Daher teilen sich mehrere Nutzer die mögliche Bandbreite von 50 Mbit/s pro LTE-Funkzelle, sodass auch 2 Mbit/s keinesfalls garantiert werden. «In den Städten werden wir dann Frequenzen um 2,6 GHz verwenden und das Netz deutlich engmaschiger aufbauen, als es auf dem Land geplant ist», so Jacobfeuerborn. Somit können dort auch höhere Bitraten erwartet werden – je nach verwendetem Endgerät.

Aus- und Weiterbildung

❚❚Fokus Elektrosicherheit

Die richtige Auswahl von FI-Schutzgeräten Die elektrische Sicherheit sowie die Förderung der sicheren Erzeugung und Nutzung der Elektrizität gehört seit jeher zu den zentralen Anliegen von Electrosuisse, dem schweizerischen Verband für Elektro-, Energie- und Informationstechnik. ET startet für 2011 die Artikelreihe «Fokus Elektrosicherheit» zu aktuellen, sicherheitsrelevanten Themen. Josef Schmucki* Seit 1976 ist auf Verlangen der Suva eine Fehlerstrom-Schutzeinrichtung auf Baustellen vorgeschrieben. Diese Massnahme führte zu einer deutlichen Senkung von Elektrounfällen auf Baustellen. Seither wurden Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen stets häufiger und in anderen Gebäudebereichen verwendet, was durch die Inkraftsetzung der NIN 2010 noch zusätzlich beschleunigt wurde. Kamen Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen bis anhin häufig als zusätzliche Schutzmassnahme bei bestimmten Anwendungen und/ oder in speziellen Bereichen zur Anwendung, werden sie heute bei sämtlichen freizügig verwendbaren Steckdosen ≤ 32 A eingesetzt. Dies hat zur Folge, dass heute alle «gemischten» Licht- und Steckdosenstromkreise in Wohn- und Verwaltungsbauten mit Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen versehen werden. Hinzu kommt, dass zwecks Einhaltung der zulässigen Abschaltzeit in Stromkreisen ≤ 32 A generell mehr Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen einzusetzen sind.

Fehlerströme ≠ Ableitströme Da die Fehlerstrom-Schutzeinrichtung den Differenzstrom detektiert, kann sie betriebsbedingte, überwiegend kapazitive Ableitströme nicht von den entscheidenden ohmschen Fehlerströmen, die aufgrund von Isolationsfehlern, Verschmutzung, Feuchtigkeit und Berührung spannungsführender Teile auftreten, unterscheiden. Dieser technisch bedingte Fakt lässt sich nur dadurch mildern, dass alle betriebsbedingten Ableitströme mög* Josef Schmucki ist dipl. Elektroinstallateur und leitet bei Electrosuisse das Beratungs- und Inspektionsteam Nord-Ost. Josef Schmucki ist zudem Spezialist im Bereich der Installationsnormen und als Referent sowie Autor von verschiedenen Fachpublikationen tätig.

64 I Elektrotechnik 1/11

lichst gering gehalten werden. Damit ungewollte und unbeabsichtigte Auslösungen nicht vorkommen, soll der Ableitstrom einer Anlage im ungestörten Betrieb 1⁄3 des Bemessungsdifferenzstromes IΔn nicht übersteigen.

Höchste Präzision Der Auslösesensor der FehlerstromSchutzeinrichtung funktioniert derart genau, dass beispielsweise bei einem 63-A-Bemessungsstrom 63.030 A von 63.000 A unterschieden werden können, deren Differenz lediglich 0,47 ‰ beträgt. Moderne magnetische Auslöser benötigen dazu lediglich eine Leistung von 25 μVA. Selbst schwierige Umgebungsbedingungen wie –20 … +40 °C in einem Baustromverteiler und häufige Transporte zwischen den Baustellen beeinträchtigen die Präzision von Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen nicht.

Die richtige Wahl Die je nach Anwendung sehr unterschiedlichen Anforderungen und die vielen Kriterien in den Produktnormen verlangen nach einer grossen Palette von Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen. Nur schon rein baulich unterscheidet man zwischen mobilen FI-Schaltern, «normalen» FISchaltern, FI-Schaltern integriert in Steckdosen und zwischen FI- oder Differenzstrom-Relais. Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen werden für die unterschiedlichsten Zwecke verwendet: Brandschutz, Personenschutz im Sinne eines Zusatzschutzes, Schutzeinrichtung für den Fehlerschutz. Sie unterscheiden sich weiter bezüglich der Fehlerstrom-Sensitivität, der Frequenz, des Bemessungsstroms und der Polzahl. Die wichtigsten Kriterien zur Unterscheidung der verschiedenen Typen von Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen sind in den Tabellen 1 und 2 zusammengefasst.

Serienschaltung Fehlerströme in Verbrauchsmitteln, welche an Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen des Typs «B» angeschlossen sind, können DC-Anteile enthalten, was eine Auslösung von Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen des Typs «A» verhindert. Aus diesem Grund dürfen FehlerstromSchutzeinrichtungen des Typs «B» nicht hinter Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen des Typs «A» angeordnet werden (Bild 2+3). Um die Selektivität von Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen zu gewährleisten, werden zeitlich verzögerte, d. h. selektive Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen eingesetzt. Es macht jedoch in einer Schaltgerätekombination kaum Sinn, Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen in Serie zu schalten. Die Serienschaltung von Fehlerstrom-Schutzeinrich-

A AC

IL IF

IF t

N PE

IL IF

IF t

N PE

IL IF

N PE

IL IF

N PE

L N

IL IF

IF t

L N

IL IF

IF t

IL IF

IF t

N PE

IL IF

N PE

L1 L2 N

IL IF

IF t

L1 L2 L3

IL IF

IF t

NIN 5.3.1.3.1.1 B + E, zeitliche Verläufe von Fehlerströmen.

Jetzt bestellen! knopf der Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen zu betätigen. Instandhaltungspläne in Betrieben sollen das periodische Testen von Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen ebenso vorschreiben.

Aus- und Weiterbildung

tungen erfüllt nur in jenen Fällen ihren Zweck, wo eine Leitung zwischen den verschiedenen Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen vorhanden ist.

Gelegentlich testen Alle Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen tragen eine Aufschrift, die einen regelmäs sigen Funktionstest empfiehlt. Die IEC (International Electrotechnical Commission) empfiehlt in einem technischen Bericht, diese Kontrolle durch Betätigen der Prüftaste alle 6 Monate durchzuführen (Dez. 2006, IEC TR 62350). Feldstudien haben gezeigt, dass bei regelmässig betätigten Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen kaum Ausfälle zu verzeichnen sind. Die Sommer-/Winterzeit-Umstellung ist ein solcher idealer Zeitpunkt, um den TestFehlerstrom-Sensitivität Typ AC wechselstromsensitiv Š Fehlerstrom-Sensitivität erkennt Typ AC sinusförmige (nur) wechselstromsensitiv Wechselfehler Š ströme erkennt (nur) 1sinusförmige 2 5.3.1.3.1.1 B+E Zeile –3 Wechselfehler siehe Bild 1 ströme Anwendung in der Schweiz nicht zugelassen 2 5.3.1.3.1.1 B+E Zeile 1 – 3 siehe Bild 1 Anwendung in der Schweiz nicht zugelassen

Tab 1

A pulsstromsensitiv Ü erkennt sinus A förmige Wechsel pulsstromsensitiv fehlerströme Üpulsierende und Gleichfehlerströme erkennt sinus förmige Zeile 1 –Wechsel 6 fehlerströme und pulsierende Verbraucher mit Gleichfehlerströme elektronischen Zeile 1 – 6im Bauteilen Netzteil (z.B. Waschmaschinen, Verbraucher mit EVG, Speisege elektronischen räte von elekt Bauteilen im ronischen Ver Netzteil (z.B. brauchsmitteln) Waschmaschinen, EVG, Speisege räte von elekt ronischen Ver brauchsmitteln)

Personen- und Brandschutz Um eine Stromversorgung mit möglichst hoher Verfügbarkeit und Betriebssicherheit zu gewährleisten, ist eine sinnvolle, praxisgerechte Aufteilung der Stromkreise auf mehrere FehlerstromSchutzeinrichtungen wichtig. Es geht dabei letztendlich immer um einen praxistauglichen Kompromiss zwischen den Anforderungen an den Personen- und Brandschutz einerseits und an die Betriebssicherheit andererseits (hohe Verfügbarkeit der Anlage). ❚

B allstromsensitiv ‹Ü erkennt Ströme wie Typ A und B DCAnteile und/oder hohe Frequenzen bis 2allstromsensitiv kHz und sind zugleich kurzzeitverzögert ‹Ü erkennt Ströme wie Typ A und DCAnteile Zeile 1 10 und/oder hohe Frequenzen bis 2 kHz und sind zugleich kurzzeitverzögert Photovoltaik und USVAnlagen, Antriebe mit FrequenzUmrichtern, medizinische Zeile 1 (z.B. 10 Röntgengeräte, CTAnlagen), Geräte Ladestationen von Akkumulatoren, Kräne usw. Um glatteund Gleichfehlerströme erken Photovoltaik USVAnlagen, Antriebe nen zu können, wird Spannungsversor mit FrequenzUmrichtern, medizinische gung Gerätebenötigt (z.B. Röntgengeräte, CTAnlagen), → für den GleichstromSensor nichtKräne Ladestationen von Akkumulatoren, spannungsunabhängig usw. Um glatte Gleichfehlerströme erken nen zu können, wird Spannungsversor gung benötigt → für den GleichstromSensor nicht spannungsunabhängig

Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen nach Art des Fehlerstromes. Auslösung Kriterien Typische Auslösezeit Auslösung StossstromKriterien festigkeit Typische Auslösezeit Verwendung Stossstromfestigkeit Anwendung Verwendung

Unverzögert 20 – 40 ms Unverzögert ≥1 kA

20 – 40 ms kleine Installatio ≥1 kA nen Wohnbauten / Haushalte kleine Installatio nen Wohnbauten / Haushalte

Anwendung

Tab 2

Selektiv Kurzzeitverzögert À z.B. õ ö um ca. 10 ms verzögert zeitlich verzögert 80 – 150 ms 30 – 50 ms Selektiv Kurzzeitverzögert ≥3 kA ≥5 kA À z.B. õ ö Durch die höhere Stossstromfestigkeit sinkt deutlich die um ca. 10 ms verzögert zeitlich verzögert Neigung zu Fehlauslösungen. 80 – 150 ms 30 – 50 ms Serienschaltung von Fehler umfassende Installa ≥3 kA in Gewerbe und stromSchutzeinrichtungen ≥5 kA tionen Durch die höhere Stossstromfestigkeit sinkt deutlich die Industrie Neigung zu Fehlauslösungen. feuergefährdete Bereiche, wo kurzzeitige impulsför Serienschaltung von Fehler umfassende Installa auch FehlerstromSchutzein mige Ableitströme bei stromSchutzeinrichtungen tionen in Gewerbe und richtungen für Personenschutz Kondensatoren, Schalt Industrie vorgeschrieben sind (z.B. netzteilen, Filtern usw. Holzbearbeitungsbetriebe, land feuergefährdete Bereiche, wo kurzzeitige impulsför wirtschaftliche Betriebsstätten) auch FehlerstromSchutzein mige Ableitströme bei richtungen für Personenschutz Kondensatoren, Schalt Umgebungen mit Überspannungen aufgrund von Blitzein vorgeschrieben sind (z.B. netzteilen, Filtern usw. schlägen Holzbearbeitungsbetriebe, land wirtschaftliche Betriebsstätten) Umgebungen mit Überspannungen aufgrund von Blitzein schlägen

Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen nach Art der Verzögerung.

Ernst Feldmann: NIN Know-how Ausgabe 2010, ISBN 3-905214-65-2, Umfang 238 Seiten, Format 177 x 238 mm, 550 g Preise: Fr. 48.– für Mitglieder; Fr. 64.– für Nichtmitglieder. Inkl. MwSt., exkl. Porto und Verpackung

Fachbuch NIN Know-how Das Ziel von Niederspannungs-Installationsnormen besteht darin, elektrische Installationen für Personen und Sachen möglichst sicher und risikoarm zu gestalten. Mit häufig gestellten Fragen aus der Praxis werden die Hintergründe der NIN 2010 beleuchtet, zusätzlich untermalt durch erläuternde Skizzen. Das Buch richtet sich an interessierte Elektrofachleute, ungeachtet, ob sie im Beruf, in der Aus- oder Weiterbildung stehen oder als Ausbildner an Einführungskursen, Berufs- und Fachschulen tätig sind.

Electrosuisse Normenverkauf Luppmenstrasse 1 CH-8320 Fehraltorf

2 Richtige Anordnung.

3 Unzulässige Anordnung.

Tel. 044 956 11 65 Fax 044 956 14 01 normenverkauf@electrosuisse.ch Elektrotechnik 1/11 I 65

Aus- und Weiterbildung

❚❚Fragen und Antworten zu NIN

NIN-Know-how 63 Mit dem Einhalten von Normen erfüllt man auch die gesetzlichen Anforderungen. Für Hausinstallationen decken die NIN diese Anforderungen ab. Da viele Installateure auch Schaltgerätekombinationen herstellen, sind in den NIN auch die wichtigsten Anforderungen an diese Erzeugnisse beschrieben, insbesondere für «Installationsverteiler». Und diesbezüglich treten auch oft Fragen auf, sei es für den Zusammenbau oder aber für die Platzierung. In dieser Ausgabe beantworten wir wiederum Fragen und Antworten zu diesem Thema. David Keller und Pius Nauer

Einsatz von Schaltgeräte kombinationen E30

Bei verschiedenen Herstellern findet man Schaltgerätekombinationen mit der Definition E30. Diese sind gegenüber «normalen» Schaltgerätekombinationen sehr teuer. Bei uns stellt sich nun die Frage, wo solche Kästen eingesetzt werden müssen. Gibt es gesetzliche Grundlagen, welche auf den Einbau von Schaltgerätekombinationen E30 hinweisen? (S.M. per E-Mail) In der NIN 4.2.2.2 und 4.2.2.3 finden wir Hinweise, wie eine Schaltgerätekombination montiert werden muss, wenn die Gefahr auf thermische Einflüsse nicht ausgeschlossen werden kann. In diesen Artikeln unterscheidet die NIN zwischen der Anordnung von Schaltgerätekombinationen hinsichtlich Brandgefahr einerseits und hinsichtlich der Anordnung in Fluchtwegen andererseits. Die erste Forderung, also die Anordnung hinsichtlich der Brandgefahr, kommt immer dann zur Anwendung, wenn eine Schaltgerätekombination auf oder in brennbarem Material montiert werden soll. Hier verlangt die Norm eine nichtbrennbare und wärmeisolierende Abtrennung zu den brennbaren Gebäudeteilen. Dies kann zum Beispiel durch eine Picalplatte von 10 mm Stärke realisiert werden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass man eine geschlossene Schaltgerätekombination wählt, welche die Eigenschaften nicht brennbar oder schwer brennbar aufweist. Die Abbildung 1A zeigt ein schlechtes Beispiel. Dieser ALU-Rahmen wurde direkt auf eine Holzwand montiert. Abbildung 1B zeigt die Lösung, wie sie die NIN vorsieht. Um das richtige Modell auszuwählen, empfiehlt sich, die Herstellerangaben genau abzuchecken. Gerade wenn Unterverteilungen Unterputz in Holz66 I Elektrotechnik 1/11

Anordnung und Montage von Schaltgerätekombinationen hinsichtlich Brandgefahr NIN 4.2.2.2 Nicht brennbare und wärmeisolierende Unterlage z.B 10mm Pical Brennbare Gebäudeteile

Hinten offener Installationsverteiler mit Alu- Rahmen

konstruktionen oder Hohlwände eingebaut werden, muss der Einlasskasten den Eigenschaften nicht oder schwer brennbar entsprechen. Einige Hersteller geben dies mit der Angabe der Glühdrahtprüfung an, zum Beispiel 850 °C. Wird nun in einem Fluchtweg eine Schaltgerätekombination installiert, so gilt nun eine Abtrennung gemäss NIN 4.2.2.3 von mindestens EI30. Fluchtwege sind in den Normen und Richtlinien der Vereinigung Kantonaler Feuerversicherungen geregelt, deren Auslegung bei den verschiedenen zuständigen kantonalen

Eingebaute Betriebsmittel

Brandschutzbehörden beachtet werden müssen. Wird nun also in einem definierten Fluchtweg eine Schaltgerä tekombination montiert, so kann ein entsprechendes Modell eines Herstellers verwendet werden, wenn die Angaben E30 mit dem Produkt übereinstimmen. Eine andere Variante gemäss NIN ist natürlich auch die Platzierung der Schaltgerätekombination in einer Nische aus nicht brennbaren Baustoffen und einer Türe, welche den Anforderungen EI30 entspricht. Beachten Sie dazu auch Abbildung 1C. (pn)

Nichtbrennbare Teile

Nichtbrennbare und wärmeisolierende Verkleidung min. EI 30

Brennbare Teile von Türen etc

Kurzschlusssichere Verlegung

Wo wird in den Normen gefordert, dass

ein Leitungsstück kurzschlusssicher verlegt werden muss? Was genau bedeutet kurzschlusssichere Verlegung und welche Anforderungen werden gestellt? (Sei es in der Installation oder im Schaltschrank.) (A.B. per E-Mail) Die Bezeichnung «kurzschlusssicher» meint, dass zum Beispiel auf einem Leitungsabschnitt eben kein Kurzschluss entstehen kann. Die praktischen Erfahrungen zeigen uns ja immer wieder: nichts ist unmöglich! So schlagen die Normen vor, dass man bestimmte Voraussetzungen erfüllen kann, bei deren Einhaltung man die Wahrscheinlichkeit eines Kurzschlusses auf ein Minimum verringern kann. Ganz sicher ist dieser Leitungsabschnitt nicht länger als 3 Meter. Dazu kommen nun mechanische Schutzmassnahmen. In der Installation zum Beispiel könnte man die Leitung in ein Stahlpanzerrohr verle-

gen oder einzeln in einen Metall- oder Kunststoffkanal. In Schaltgerätekombinationen schlägt die Norm vor, doppelt oder verstärkt isolierte Leiter zu verwenden, oder die normal isolierten Leiter einzeln in ein Kunststoffrohr einzuziehen. Sollte trotzdem ein Kurzschluss eintreten, so dürfen die Auswirkungen keinen Brand oder Verbrennungen verursachen. (dk)

Steckdoseninstallation mit Flachkabel

In der März-Ausgabe in Frage 8 haben Sie beschrieben, dass eine Steckdose 3xT13 oder 3xT23 nicht mehr an eine Drehstromgruppe 3LNPE angeschlossen werden darf. Da ich in naher Zukunft mit der Planung eines grösseren Büro- und Schulungsgebäudes beschäftigt bin, frage ich mich, ob die Installation in Brüstungskanälen und Erschliessung der Steckdosen mittels Flachkabeln 5 x 2,5 mm2 nicht mehr erlaubt ist. Welche Lösungen gibt es tatsächlich noch? (J. E. per E-Mail)

Leitungen ohne Kurzschlussschutz

Sammelschiene 400 A

Steuerleitung T-Litze 1,5 mm2 • Berührung mit scharfen Kanten ist zu verhindern. • Keine Gefahr der mechanischen Beschädigung (Verstärkte Isolierung, oder in Kunststoffrohre verlegt) • Höchstens 80 % der zulässigen Betriebstemperatur des Leiters • Maximal 3 Meter lang.

Die NIN verbietet die verbreitete Installationstechnik mit Flachkabeln in Brüstungskanälen nicht. Der von ihnen erwähnte Artikel in unserem NINKnow-how 54 bezieht sich lediglich auf den Anschluss einer einzelnen Steckdose. Das SEV info 3036a verbietet hier den Anschluss einer Mehrfachsteckdose an das Drehstromnetz, weil die vorhandenen Steckdosentypen eine Bemessungsspannung von 250 V und nicht 400 V aufweisen und weil auf dem Neutralleiter so ein grösserer Strom als der Bemessungsstrom der Steckdose fliessen kann. Somit darf also eine Drehstromgruppe für eine Steckdoseninstallation installiert werden, wenn pro Steckdose ausschliesslich ein Aussenleiter angeschlossen wird. Das Abschlaufen des Neutralleiters auf den einzelnen Steckdosen ist jedoch nicht erlaubt. Sehen sie sich dazu auch die Abbildung in NIN 5.2.6.2.3.1a B+E an. Besondere Beachtung ist jedoch der Tatsache zu schenken, dass in solchen Systemen der Neutralleiterstrom unter Umständen höher als der Aussenleiterstrom werden kann. Dies wird möglich, wenn sich die Oberschwingungsströme auf dem Neutralleiter addieren. Bei einer vernünftigen Unterteilung der Stromkreise, das heisst, genügend Gruppenleitungen zu installieren, ist die Installation bedenkenlos. Bei langen Flachbandinstallationen kann es auch Sinn machen, dass man eine 4-polige Überstrom-Schutzeinrichtung wählt und somit auch den Neutralleiter vor Überlast schützt. (pn)

Leitererwärmungen beim Kurzschluss

Aus verschiedenen Informationsquellen entnehme ich, dass bei einer Schleifen impedanzmessung ein Sicherheitsfaktor eingerechnet werden muss, um unter anderem der Widerstandserhöhung infolge Leitererwärmung Rechnung zu tragen. Wie gross ist denn dieser Einfluss? (M. K. per E-Mail) Die Leitererwärmung hängt von der Masse des Leiters, der Grösse des Stromes und der Zeiteinwirkung ab. Je grös ser die Masse (Querschnitt, Länge und Dichte) ist, desto mehr Energie braucht es, um den Leiter zu erwärmen. Der erwähnte Sicherheitsfaktor beinhaltet unter anderem diesen Effekt. In Abbildung 4 sehen Sie, wie stark ein Leiter in etwa erwärmt wird, wenn der entsprechende Strom während 10 Millisekunden fliesst. Diese Zeit entspricht einer Halbwelle bei 50 Hz. Alte Leitungsschutzschalter – sogenannte Nullpunktlöscher – haben in ungünstigen Fällen diese Zeit benöElektrotechnik 1/11 I 67

Aus- und Weiterbildung

Anordnung und Montage von Schaltgerätekombinationen hinsichtlich Fluchtweg NIN 4.2.2.3

Aus- und Weiterbildung

bei 130 A (Ansprechwert für einen LSC, 13A) während den 10 ms gerade um 0,2 %. Dies reduziert den Strom um ca. 0,25 A. Hier muss angemerkt werden, dass die grössere Unbekannte den Übergangswiderstand des Fehlers ausmacht. (dk)

Nachweis automatischer Abschaltung

Anmerkung: Starttemperatur 20°C, Temperaturkoeffizient 0.004 1/K. Bei modernen Leitungsschutzschaltern spricht der Magnetauslöser schon nach 2 bis 3 Millisekunden an. Die nachfolgende Leitererwärmung beeinflusst die Abschaltzeit nicht.

tigt, um den Stromkreis vollständig zu unterbrechen. Moderne Leitungsschutzschalter schaffen dies aber deutlich schneller. Im Gegensatz zu Schmelzsicherungen haben Leitungsschutzschalter einen Schlaganker, der nach dem Anstieg des Stromes beim Erreichen der Auslösegrenze wie eine Gewehrkugel herausschiesst. Bei Schmelzsicherungen bleibt die Auslösezeit von der Energie

abhängig. Das heisst die Erwärmung der Leiter hat einen grösseren Einfluss. Gerade wenn es um das Einhalten des Personenschutzes geht, kann das eine Rolle spielen. Besonders bei kleineren Kurzschlussströmen ist man dann oft unsicher. Wie aus der Grafik ersichtlich wird, spielt aber gerade bei kleinen Strömen die Erwärmung eine untergeordnete Rolle. Ein Leiter 1,5 mm2 erwärmt sich

Bei einer Schlusskontrolle haben wir uns ertappt, dass wir die automatische Abschaltzeit im Fehlerfall nicht durchgehend geprüft haben. Dort, wo eine Fehlerstrom-Schutzeinrichtung eingesetzt ist, haben wir diese mit dem Bemessungsdifferenzstrom geprüft und überall die Schutzleiterprüfung gemacht. Somit sind die Abschaltzeiten auch in Ordnung. Bei Stromkreisen, welche durch Leitungsschutzschalter geschützt sind, haben wir jedoch nicht bei jedem Betriebsmittel den so wichtigen Kurzschlussstrom gemessen. Zum Beispiel haben wir bei BeleuchtungsStromkreisen und bei Rolladen-Stromkreisen ohne Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen nur die Schutzleiterprüfung gemacht. Die Kurzschlussstrommessung würde bedeuten, dass wir sämtliche Leuchten demontieren müssten. Es ist uns bewusst, dass wir nur mit der Schutzleiterprüfung die automatische Abschaltung nicht nachgewiesen haben. Der Aufwand, alle Betriebsmittel zur Messung

«Der Handliche» EurotestCOMBO MI 3125B

Das Arbeitsheft dient dazu, auf einfache Art den umfangreichen Stoff der NIN des SEV zu erarbeiten. Zu den wichtigen Kapiteln der NIN und NIV sind konkrete Fragen gestellt, die der Lernende schriftlich oder anhand einer Skizze beantworten kann. Fragen und Antworten bilden zusammen eine überschaubare Kurzfassung zur NIN COMPACT 2010. Die Arbeitsblätter eignen sich daher auch gut als Vorbereitung für die Berufsprüfung.

Dieses Lehrmittel behandelt die für Elektroberufe massgebenden Gebiete der Telekommunikation wie Übertragungssysteme, Apparatekunde, Schutzmassnahmen, ISDN, xDSL, VoIP, PBX, Mobile, LAN, Wireless, Cable-TV, UKV, Homewiring. Die Richtlinien für die Installation von Telekommunikationsanlagen RIT vom VSEI werden erläutert. Lösungen, didaktische Animationen und Fotograﬁen aus der Praxis auf CD-ROM.

Muster und Bestellung: www.mueller-pe.ch oder pem@gmx.ch oder mit Abschnitt: ___ NIN-Arbeitsblätter, Schülerband, Auflage 13, 2009 Fr. 38.– ___ NIN-Arbeitsblätter, Lehrerband mit Lösungen, Auflage 13, 2009 Fr. 48.– ___ Telekommunikation, Schülerband, Auflage 9*, 2009 Fr. 38.– ___ Telekommunikation, Lehrerband mit Lösungen, Auflage 9*, 2009 Fr. 48.– ___ CD-ROM NIN-Arbeitsblätter; ___ CD-ROM Telekommunikation Fr. 70.– ___ Schablone für Mathematik, Elektrotechnik und Zeichnungsunterricht Fr. 25.– Name: Strasse:

PLZ/Ort:

Paul-Emile Müller, Hürstholzstr. 29, 8046 Zürich, Tel. 044 371 65 60, Fax 044 371 65 62

68 I Elektrotechnik 1/11

Prüfung allstromsensitiver RCDFI (Typ B) Gut/schlecht Bewertung mit rot/grüner LED-Anzeige Intuitiv bedienbarer NIV-Tester neuster Generation Robustes und ergonomisches Gehäuse Inkl. Software, optional mit SiNA-Messprüfprotokoll

Messgeräte • Systeme • Anlagen Zur Kontrolle und Optimierung des Verbrauches elektrischer Energie Brüelstrasse 47 CH-4312 Magden Telefon 061-845 91 45 Telefax 061- 845 91 40 E-Mail: elko@elko.ch Internet: www.elko.ch

Das einfachste ist natürlich, die Stromkreise mit einer Fehlerstrom-Schutzeinrichtung zu schützen. Hier kann dann nämlich auf die Messung des Kurzschlussstromes verzichtet werden, sofern die Querschnitte nicht übersichert sind. Rechnet man den Aufwand des Demontierens der Betriebsmittel für die Durchführung der Kurzschlussstrommessung mit ein, so wird wohl der Mehrpreis einer Fehlerstrom-Schutzeinrichtung schon bezahlt sein. In Stromkreisen, wo auf eine Fehler strom-Schutzeinrichtung verzichtet wird, muss der Nachweis der automatischen Abschaltung mit der Grösse des Kurzschlussstromes nachgewiesen werden. An der bestehenden Installation eine Messung durchzuführen ist dabei jedoch nur eine Möglichkeit. In der NIN 6.1.3.6.1.1 werden uns sämtliche Methoden, um die automatische Abschaltzeit im Fehlerfall nachzuweisen, aufgezeigt. Neben der Messung wird uns auch die Möglichkeit gegeben, den Kurzschlussstrom mittels einer Berechnung nachzuweisen – weiter

schreibt die NIN, dass der Nachweis auch durch die Verfügbarkeit des Schutzleiterwiderstandes erfolgen kann. In der Abbildung 5A werde ich auf die Variante mit der Berechnung eingehen. In diesem Beispiel wollen wir den Nachweis der automatischen Abschaltung für einen Kochherd erbringen. Es könnte sich aber anstelle des Kochherdes auch um eine Leuchte, einen Rolladen oder irgend ein anderes Verbrauchsmittel handeln, bei welchem eine Kurzschlussstrommessung sehr aufwendig ist. Als erstes muss der Schleifenwiderstand an der Speisestelle des Stromkreises bekannt sein. Dieser kann mit abgeglichenen Messleitungen mit einem Installationstester am Ausgang der Überstrom-Schutzeinrichtung erfolgen. Der zweite Schritt ist das Ermitteln der daran angeschlossenen Leitungslänge und des Querschnitts. Die Leitungslänge kann zum Beispiel aus den Plänen gemessen werden. Wichtig ist, dass auch Zuschläge für die Anschlüsse gemacht werden! Um die Abschaltzeit für alle Zweige des Stromkreises nachzuweisen, reicht es grundsätzlich aus, die längste Leitung zu berechnen. Nun wird der gemessene Schleifenwiderstand mit dem Widerstand der Leitung addiert und daraus der Kurzschlussstrom berechnet. Um auch eventuelle Fehler oder Übergangswiderstände,

zum Beispiel von Leiterverbindungen, zu berücksichtigen, setzte ich den Korrekturfaktor 0,66 ein. In unserem Beispiel von Abbildung 5A können wir nun sehen, dass die automatische Abschaltung im Fehlerfall von 0,4 s mit dem Leitungsschutzschalter B16A eingehalten ist. Wichtig ist nun aber, dass wir die Schutzleiterprüfung an jedem Verbrauchsmittel seriös durchführen. Ist die Schutzleiterverbindung nicht in Ordnung, nützt die ganze Berechnung nichts und die Abschaltzeit kann nicht eingehalten werden. Die Möglichkeit, mit dem Schutzleiterwiderstand die automatische Abschaltzeit nachzuweisen, funktioniert ähnlich. Hier wird die Berechnung einfach durch die Niederohmmessung ersetzt. In Abbildung 5B wollen wir noch einmal die automatische Abschaltzeit am Kochherd überprüfen. Die erste Messung ist wiederum die Messung des Schleifenwiderstandes an der Überstrom-Schutzeinrichtung. Dann machen wir eine Niederohmmessung zwischen dem Schutzleiter des Kochherdes und dem Schutzleiter an der Speisestelle des Stromkreises. Ganz wichtig ist hier, die Messleitungen abzugleichen, da diese natürlich sehr lang werden können und somit einen grossen Widerstand aufweisen. Dass Messergebnis der Niederohmmessung mit 2 multipliziert ergibt nun den

Aus- und Weiterbildung

zu demontieren, ist jedoch einfach zu gross. Wir wollen eine einwandfreie Installation hinterlassen. Gibt es einfachere Methoden, um die Abschaltzeiten nachzuweisen, ohne dass alles demontiert werden muss? (A.H. per E-Mail)

Unterfordert? Mit den praxisorientierten Aus- und Weiterbildungen der STFW bestimmt nicht mehr. Schaffen Sie die optimalen

Voraussetzungen für Ihre berufliche Zukunft.

TECHNIKER/-IN, ELEKTROTECHNIK > dipl. Höhere Fachschule, April 2011 bis April 2014

TECHNIKER/-IN, KOMMUNIKATIONSTECHNIK > dipl. Höhere Fachschule, April 2011 bis April 2014

GEBÄUDEAUTOMATIKER/-IN

> mit suissetec-Zertifikat, April 2011 bis Juni 2012 Informationsveranstaltungen Elektrotechnik/Telematik/Informatik, Mittwoch, 23. Februar 2011, 18.30 bis 20 Uhr Gebäudeautomatiker/-in, Dienstag, 1. März 2011, 18.30 bis 20 Uhr stfw_inserat_eti_elektrotechnik_184_63_01_2011.indd 1

Schlosstalstrasse 139 8408 Winter thur Telefon 052 260 28 00 info@stf w.ch w w w.stf w.ch

09.12.10 12:44

Höhere Fachschule (eidg. anerkannt)

Höhere Berufsbildung

Dipl. Techniker/in HF

Vorbereitungsschulen auf eidg. Berufs- und Höhere Fachprüfungen

Elektrotechnik (Techn. Informatik, Elektronik, Energie)

Gebäudetechnik Neu! Logistik

Nachdiplomstudien HF NDS Betriebswirtschaftslehre für Führungskräfte: (Managementkompetenz) NDK Projektleiter Gebäudeautomation

Elektro-Installateur/in Elektro-Projektleiter/in Elektro-Sicherheitsberater/in Praxisprüfung gemäss NIV2002 Instandhaltungsfachmann Neu! Logistikfachmann

Kursbeginn: April/Oktober Kursorte: Zürich Bern Basel Aarau Sargans Sursee Freienbach/SZ Winterthur Zug

ISO 9001:2000 • eduQua

Die IBZ Schulen bilden Sie weiter.

IBZ Schulen für Technik Informatik Wirtschaft Telefon 056 460 88 88 E-Mail ibz@ibz.ch, www.ibz.ch

Elektrotechnik 1/11 I 69

Leiterisolierungen innerhalb Schaltgerätekombinationen

Überprüfung automatische Abschaltzeit

Berechnung der Fehlerschleifenimpedanz 2    7m  0,0175 Ωmm  2   lρ 2    m RS  RS1     0,4Ω     0,563Ω 2  A  1,5mm    

5x1,5mm2 7m

Aus- und Weiterbildung

massgebenden Leitungswiderstand des Stromkreises, welchen wir mit dem Resultat der Schleifenmessung an der Überstrom-Schutzeinrichtung addieren müssen. Damit können wir wiederum den Kurzschlussstrom berechnen. Um die Kontrolle von zum Beispiel mehreren Leuchten oder anderen Verbrauchsmitteln effizienter zu gestalten, ist es von Vorteil, wenn man zuerst den maximalen Schutzleiterwiderstand berechnet. Siehe dazu Abbildung 5C. Die Berechnung ergibt einen maximalen Widerstand von 0,75 w. Nun kann mit der Niederohmmessung jedes Verbrauchsmittel geprüft werden, ob dieser Schutzleiterwiderstandswert eingehalten ist. Der Vorteil ist, dass durch die Niederohmmessung die Schutzleiterprüfung auch bereits erledigt ist. (pn)

U 230V IK  N   408,28A RS 0,563Ω

IKmin  0,66  408,28A  269,7A 10000 3

10000 3

B16

0.4Ω

5X16A=80A

Beim Verdrahten von Schaltgerätekombina tionen verlegen wir die einfach isolierten Lei ter für die Steuerstromkreise innerhalb von Verdrahtungskanälen und diejenigen für die Leistungsstromkreise offen. Nun sind wir nicht sicher, ob diese Drähte das Alu miniumgehäuse der SK berühren dürfen, oder nicht? (G. G. per E-Mail) Diese von Ihnen beschrieben Art der Verlegung entspricht einer weit verbreiteten Praxis. Gerade die offene Verlegung von Leistungsstromkreisen ermöglicht eine höhere Strombelastbarkeit, als wenn diese in Verdrahtungskanäle zusammen mit allen anderen Stromkreisen hineingezwängt werden. Einfach isolierte Leiter dürfen nicht an blanken, aktiven Teilen anderen Potenzials oder scharfen Kanten anliegen, sie müssen in geeigneter Weise befestigt sein. So verlangt es die Norm. Die leitenden Gehäuseteile gehören nicht zu den aktiven Teilen. Wenn die Schaltgerätekombination in Schutzklasse I (automatische Abschaltung der Stromversorgung) ausgeführt wird, so müssen die Körper mit dem Schutzleiter sicher und dauerhaft verbunden werden. Bei einem Isolationsfehler und dem folgenden Körperschluss kann ein Störlichtbogen entstehen, welcher Schäden in der Verteilung verursacht. Um dieses Risiko zu verringern, ist es sicher sinnvoll, dafür zu sorgen, dass eben einfach isolierte Leiter auch das Gehäuse nicht berühren. Wenn Schutzklasse II angewendet wird (Sonderisolation), so dürfen aber einfach isolierte Leiter auf keinen Fall leitende Teile der Gehäuse berühren. Bei kleineren Verteilern wird dazu meistens ein Gehäuse aus Isolierstoff verwendet. (dk) ❚

70 I Elektrotechnik 1/11

Überprüfung automatische Abschaltzeit

Berechnung mit Schutzleiterwiderstand

0.082Ω R

IK 

UN 230V   408,28A RS  RPE  2 0,4Ω  0,082  2

0.4Ω R

IKmin  0,66  408,28A  269,7A 10000 3

10000 3

B16

5X16A=80A

Überprüfung automatische Abschaltzeit

Berechnung mit Schutzleiterwiderstand

0.75 R

Maximaler Schutzleiterwiderstand, damit die automatische Abschaltung noch erfüllt ist.

0.4 R

10000 3

B16

5X16A=80A

david.keller@elektrotechnik.ch pius.nauer@elektrotechnik.ch

extra 2011

extra

Energie • Automation • Gebäudetechnik 2009

Gemeinschaftsausgabe von Elektrotechnik ET und HK-Gebäudetechnik Unsere Leser sind die relevanten Entscheidungsträger in der Haus-, Gebäudetechnik- und Elektrotechnikbranche, Anwender und Installateure, Lieferanten und Hersteller, Ingenieure und Planer.

Themen

Gebäudeautomation, Raumautomation, Installationstechnik • Wärmeerzeugung, Energieerzeugung, Energieverteilung, Energieeffizienz • Photovoltaik • Lichttechnik, LED • Facility-Management • Sicherheitstechnik, Zutrittskontrolle, Videoüberwachung • Netzwerktechnik, FTTH • Tür-/Torantriebe Aus-/Weiterbildung

Weitere Infos

Auflage: 16 000 Exemplare (8. Ausgabe) Anzeigenschluss: 1. Juni 2011 Erscheinungstag: 24. Juni 2011 Kontakt: Thomas Stark Telefon: 058 200 56 27 thomas.stark@azmedien.ch

Elektrotechnik 1/11 I 71

Aus- und Weiterbildung

HK-Gebäudetechnik und Elektrotechnik ET Nr. 7/2009

Energie und Automation in der Gebäudetechnik

Extra Energie • Automation • Gebäudetechnik

Die Kombination Nr. 1 der Haus- & Gebäudetechnik

Brain Food Werkstoffe aller Art werden in der alltäglichen Arbeit verarbeitet. Ihre Eigenschaften zeichnen sie aus und geben auch den Gebrauchsrahmen vor. Der angehende Fachmann pflegt den richtigen Umgang mit den Stoffen. Er weiss mehr als ein Heimwerker. Dies erfordert einige grundlegende Kenntnisse über Material und Handhabung, von der Herstellung bis zur Entsorgung. Rico De Boni, Marcel Schöb

Aufgabe 271

Installationspraxis

Welche Werte gelten für Kupfer? • spezifischer Widerstand • elektrische Leitfähigkeit • Dichte • Schmelzpunkt

Die nachfolgenden Fragen gehören zu den folgenden Leistungszielen im Bil dungsplan des Elektroinstallateurs EFZ:

stoffe der folgenden Gruppen und wel che Kunststoffe gehören dazu? • Thermoplaste • Duroplaste • Elastomere

Aufgabe 277 Aufgabe 272

Die Eigenschaften, die auf die verschie denen Kabelisolationen zutreffen, sind anzukreuzen.

Wie heisst die Legierung aus: • Kupfer und Zink? • Kupfer und Zinn? • Wo sind diese Werkstoffe anzutreffen?

Bildungsplan L2/2.1.2: • Die Lernenden setzen die Werkstoffe entsprechend dem Verwendungszweck umweltschonend ein. • Die Lernenden erläutern die mecha nischen, elektrischen, thermischen, chemischen und ökologischen Eigen schaften von berufsbezogenen Werk stoffen und deren Verwendung.

Aufgabe 278

Aufgabe 273 Die abgebildeten Materialien sind zu bezeichnen und der verwendete Werk stoff ist anzugeben.

Bildungsplan L1/2.1.4: Die Lernenden treffen Vorsichtsmass nahmen beim Umgang mit Gefahren stoffen.

Aufgabe 274

Bildungsplan: L1/2.1.5: Die Lernenden entsorgen Elektroge räte, Werkstoffe, Chemikalien und Gifte entsprechend den Weisungen und Vor schriften.

In den verschiedenen Materialbeschrei bungen sind die folgenden Werkstoffe aufgelistet. Wo sind solche Stoffe zu fin den? Welche Eigenschaften weisen diese auf? • Acryl • INOX • Polystyrol • AlMgSi0,5 • AlMg2 • Polyamid

Durch was unterscheiden sich «Eisen» und «Stahl»?

Aufgabe 275

Aufgabe 270 Ordnen Sie die Stoffe anhand ihrer elek trischen Leitfähigkeit (1. = beste): • Aluminium • Kupfer • Eisen • Silber • Blei

Aufgabe 276 Welche Eigenschaften haben Kunst

Aufgabe 279 Werkstoffe werden gemäss VKF in Brennbarkeitsklassen eingeteilt. Wie werden die folgenden Brennbarkeits grade definiert und welche Materialien gehören dazu? • Leicht brennbar • Schwer brennbar • Nicht brennbar

Aufgabe 280 Für Kabelisolationen werden auch «ver netzte» Kunststoffe eingesetzt. Sie sind bekannt unter den Bezeichnungen Ra dox®, XLPE usw. a) Wie entstehen diese Isolationen? b) Welche Vorteile bringen sie?

Aufgabe 277

är m eb es tä nd fle ig xi be 90 l

Aufgabe 273

Neben den künstlichen Isolierstoffen gibt es auch Isolierstoffe, die auf Natur stoffen basieren. • a) Um welche Stoffe handelt es sich? • b) Welche Eigenschaften haben sie gemeinsam?

°C kä lte be st än ha di lo g ge nf re i w är m eb es tä fü nd rn ig as >9 se 0° U C m fü g rr eb au un en g Be t ri eb

gesponsort durch BKW FMB Energie AG

Aus- und Weiterbildung

❚❚Kopftraining für Lernende und Fachleute

Kabel

TT N1 VV-U

Kabel

GKN Ceander

Kabel

TD H05 VV-F

Kabel

TT FE0 N1 EZ1-U

Silikonkabel H05 SJ-K

72 I Elektrotechnik 1/11

Kabel

Gd H07 RR-F

Kabel

PUR N07 BQ-F

Wenn unterschiedliche Werkstoffe fest miteinander verbunden werden, können Probleme entstehen. • a) Welcher Art sind diese und was bewirken sie? • b) Welche Kombinationen sind problematisch?

Kontaktmaterialien müssen hohe Belastungen aushalten. Welche Werkstoffe werden dazu verwendet?

Aufgabe 283 Welche Werkstoffe werden als Erder eingesetzt: • im Erdboden? • im Betonfundament?

Aufgabe 284 Kabelbahnen gibts in den Ausführungen: • bandverzinkt • tauchfeuerverzinkt • Inox/V4A • GFK Nennen Sie die Vorteile dieser Ausführungen und die besonderen Anwendungen.

Aufgabe 285 Bei Installationen werden immer wieder Holzplatten angetroffen. Welche Arten zeigen die Abbildungen?

C C

Aufgabe 285

Aufgabe 286

Aufgabe 282

A A

B B

D D

Aufgabe 286 Auf den Produkten sind Kennzeichen angebracht. Welche Massnahmen sind beim Gebrauch und bei der Lagerung zu beachten?

Aufgabe 289

Elektroplanung

Aufgabe 290 Was ist der wesentliche Vorteil einer Objektgliederung innerhalb einer Kostenkontrolle eines Projektes?

Aufgabe 287 Viele Stoffe müssen fachgerecht entsorgt werden. Stoffe, die nicht im Kehricht entsorgt werden dürfen, sind mit «E» zu bezeichnen, alle Stoffe die über die Baumulde oder den normalen Kehricht entsorgt werden, sind mit «K» zu bezeichnen: • Leuchtstofflampen • Glühlampen • Kupferdraht isoliert • Karton • Energiesparlampen • Batterien • defekte Sicherungen • Leuchten mit VG • alte Kochherde • Gipsreste • Kunststoffverpackungen

Aufgabe 291 Was versteht man unter dem Begriff «Technische Bearbeitung» im Zusammenhang mit der Leistungserbringung des Elektrounternehmers?

Aufgabe 292 Welche Arten bzw. Teile der Technischen Bearbeitung kennen Sie?

Aufgabe 293 Die TB-A und TB-B werden je nach Projekt durch einen Elektroingenieur bzw. ein Planungsbüro ausgeführt (separater Auftrag). Warum muss die TB-C immer durch den Elektroinstallateur ausgeführt werden?

Aufgabe 294 Aufgabe 288 Verschiedene Produkte werden im Verkauf mit einer vorgezogenen Recyclinggebühr (VrG) belastet. Welche Produkte betrifft dies?

Aufgabe 289 In Katalogen und Materialbeschreibungen für Elektroprodukte wird die Bezeichnung «RoHS konform» verwendet. Was bedeutet dies?

Wie wird die TB-C durch den Elektroinstallateur gegenüber dem Kunden verrechnet? Antworten zu den Aufgaben 270 bis 294 erscheinen mit der Veröffentlichung von ET 02/11 (ab ca. 23.2.) auf www.elektrotechnik.ch Die Antworten zu den Aufgaben 251 bis 269 finden Sie jetzt im Dossier Brain Food auf www.elektrotechnik.ch

Mit Brain Food ﬁt für Strom Bei der BKW-Gruppe machen sich jeden Tag rund 2 700 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter für den täglichen Strombedarf von über 1 Million Menschen stark. Die BKW fördert Bildung und bietet umfangreiche Möglichkeiten – zur Weiterbildung, zur persönlichen Entwicklung und zum individuellen Fortschritt. Machen Sie sich fit für Strom und bringen Sie Ihre Energie in unser Unternehmen ein. Informieren Sie sich unter www.bkw-fmb.ch/jobs

Elektrotechnik 1/11 I 73 BKW FMB Energie AG

Aus- und Weiterbildung

Aufgabe 281

Produkteanzeigen

❚❚Panel-PC mit LED-Backlight

Die von Spectra angebotenen AFOLUX Panel-PC sind eine Serie preisgünstiger Panel-PC mit kompletter Ausstattung für semi-industrielle Anwendungen. Diese Produkte werden jetzt mit der energiesparenden LED-Hintergrundbeleuchtung angeboten. Ein besonderer Vorteil dieser neuen Technologie ist die im Vergleich zu herkömmlichen CCFL-Backlights gleichmässigere Ausleuchtung des Displays. Die einzelnen LED sind gitterförmig im LCD-Display angeordnet und werden selek-

tiv betrieben. Diese selektive Aktivierung erzeugt einerseits in den hellen Bildbereichen ein äusserst brillantes Licht, andererseits werden die dunklen Bereiche komplett gedimmt. Dadurch wird der Stromverbrauch deutlich reduziert. Weitere Vorteile sind verbesserter Kontrast, perfekte Schärfe und lebendigere Farben. Die Modelle sind lüfterlos und sind mit Wireless LAN, Lautsprecher, 2 × RS-232, 2 × USB 2.0, 2 × LAN, 1 × Bluetooth ausgestattet. Spectra (Schweiz) AG 8132 Egg ZH Tel. 043 277 10 50 info@spectra.ch www.spectra.ch

❚❚Distanz messende Sensoren

Als Pionier bei der Miniaturisierung bietet Baumer auch im Portfolio der messenden Sensoren die kleinsten und gleichzeitig leistungsfähigsten Sensoren. Die sehr kompakten induktiven, optischen sowie Ultraschall- Sensoren verfügen über grosse Messbereiche und messen bei kurzer Ansprechzeit mit hoher Präzision. Sie sind ideal für anspruchsvolle Applikationen mit beengten Platzverhältnissen. Der Induktivsensor IWFM 08 kann dank seiner kompakten Aussenmassen von lediglich 8 × 16 ×

4,7 mm besonders einfach in jede Anlage integriert werden. Bei den optischen Sensoren hat Baumer mit dem OADM 12 den kleinsten auf dem Markt erhältlichen Laser-Distanzsensor mit integrierter Auswerteelektronik im Angebot. Er misst farb- und materialunabhängig über eine Messdistanz von bis zu 120 mm mit 2 μm Auflösung. Ebenfalls der kleinste auf dem Markt erhältliche Sensor seiner Art ist der Ultraschall-Sensor UNDK 10. Die sehr schmale Schallkeule ermöglicht Füllstandsmessungen auch in Behältern mit kleinen Öffnungen bis zu einer Mess distanz von 200 mm. Baumer Electric AG 8500 Frauenfeld Tel. 052 728 13 13 sales.ch@baumer.com www.baumer.com

❚❚Sicherer Überspannungsschutz für Gleichstromkreise Eine sichere Ausleuchtung z. B. bei Stromausfall ist wichtig, ob im Bürohaus, in der Industrie oder im Stadion. Dafür sorgen Sicherheitsbeleuchtungssysteme, die oft über LON oder Internet verbunden sind und zentral bedient oder überwacht werden können. Sollten aufgrund von Blitzen oder Schalthandlungen Überspannungen in Bus- oder Energieleitungen induziert werden, so kann es u. a. zum Ausfall der Sicherheitsbeleuchtung kommen. Ein Blitz- und Überspannungsschutz ist deshalb auch hier unabdingbar. Systeme wie Sicherheitsbeleuchtungen und Notstromversorgungen sind DC-Systeme, deshalb ist es wichtig, dass Überspannungsschutzgeräte wie die der DEHNsecure-Produktfa74 I Elektrotechnik 1/11

milie zum Einsatz kommen, da diese speziell für DC-Anwendungen konzipiert sind. So ist der interne Aufbau der DEHNsecure-Funkenstrecke ideal auf die Anwendung in Gleichstromkreisen abgestimmt. DC-Netzfolgeströme werden durch das verwendete Gerätekonzept bereits in deren Entstehungsphase verhindert. Durch diese neue Gerätereihe kann nunmehr ein vollständiges Blitzschutzzonenkonzept unter Einbeziehung der zonenübergreifenden DC-Leitungen umgesetzt werden. Anwendungsgebiete für DEHNsecure sind neben Sicherheitsbeleuchtungs systemen und Notstromversorgungen auch DC-Netze zur direkten Speisung von Gleichstromantrieben, Steuerstromkreisen und batteriebetriebenen Versorgungsnetze aller Art. Die modularen Geräte der Produktfamilie DEHNsecure sind koordinierte Blitzstrom

ableiter im funktionalen Ableiterdesign. Ohne zusätzliche Leitungslängen oder Entkopplungsspulen ist eine energetische Koordination mit den Typ-2Überspannungs-Ableitern der DEHNguard-Familie gegeben. Die DEHNsecure-Geräte verkörpern Leistungsfähigkeit und Anwenderfreundlichkeit in prägnanter Form. Ihre elektrischen Parameter wurden für die höchsten Anforderungen innerhalb eines Blitz- und Überspannungs-Schutzsystems ausgelegt. Das vibrationssichere Modulverriegelungssystem ist einzigartig. Egal, ob es sich um Erschütterungen und Vibrationen aus dem Transport und der Anwendung handelt, oder ob es die enormen mechanischen Impulsbelastungen sind, die während eines Ableitvorgangs auftreten können, das Modulverriegelungssystem sorgt für sicheren Halt zwischen Basisteil und Schutzmodul. Und dennoch kann im Bedarfsfall der

Schutzmodulwechsel einfach und ohne Hilfswerkzeug erfolgen. Hierzu dient die anwenderfreundliche Modulentriegelungstaste. Beim Schutzmodulwechsel ist eine Fehlbestückung unmöglich, weil eine mechanische Kodierung dies verhindert. Durch die Anwendung von Doppelklemmen für den Leiteranschluss lässt sich die bevorzugte V-Verdrahtung der Ableiter bis zu einem Nennstrom von 125 A platzund kostensparend umsetzen. Die betriebsstromfreie Funktions-/Defektanzeige des DEHNsecure gibt sofort Auskunft über die Betriebsbereitschaft des Gerätes. Neben der standardmässigen Sichtanzeige mit grün-roter Farbmarkierung stehen dem Anwender mit der Gerätevariante DEHNsecure ... FM-Geräte mit zusätzlichem Fernmeldeausgang zur Verfügung. elvatec ag 8852 Altendorf Tel. 055 451 06 46

Mit dem Low-Cost Störmelder von SSM-530 von Spectra können per SMS Zustandsän derungen an den digitalen Ein gängen des Geräts an ein Mo biltelefon gemeldet oder die digitalen Ausgänge des Sys tems geschaltet werden. Die Zustandsmeldungen, die vom SSM-530 per SMS gesendet werden, enthalten Datum- und Zeitinformationen, sodass das Ereignis vom Empfänger der Meldung zeitlich genau zuge ordnet werden kann. Typische Anwendungen für den SSM530 sind Störungsmeldungen in der Gebäudeautomatisie rung, Schaltvorgänge aufgrund

bestimmter Ereignis se bei Heizungs-, Klima- und Kühlan lagen oder Alarmmel dungen bei Maschi nen und Anlagen, die ohne Überwachungs personal vor Ort be trieben werden. Der SSM-530 verfügt über 10 digitale Ein- und 2 di gitale Ausgänge sowie 2 seriel le RS-232 Schnittstellen. Gewisse Eingänge lassen sich auch als Zählereingänge ver wenden. Mit den seriellen Schnittstellen können SMS Messages (bis 140 Zeichen) an angeschlossene Geräte weiter geleitet bzw. ASCII-Zeichen ketten empfangen werden. Das SSM-530 verfügt über ein Tri-Band GSM/GPRS Modul. Spectra (Schweiz) AG 8132 Egg ZH Tel. 043 277 10 50 info@spectra.ch www.spectra.ch

❚❚All-in-One Digital-Recorder Mit All-in-One DigitalRecordern wie dem Mona cor DMR-1904LCD für die Videoüberwachung er obert eine neue Geräte klasse den Markt. Durch die Integration des Recor ders in einen 48-cm/16:10-Monitor (19"), ver ringern sich Platzbedarf und Montageaufwand er heblich, ohne auf Funktio nen verzichten zu müssen. Neben der lokalen Betrachtung der Kamerabilder auf dem Mo nitor, bietet der DMR1904LCD die Möglichkeit, über eine Netzwerkverbindung auf die Bilddaten zuzugreifen. Selbst über ein Smartphone ist der Zugriff auf den Recorder möglich. Die eingesetzte H.264-Komprimierung steigert die Bildqualität bei Internet übertragungen und erhöht gleichzeitig die maximale Auf zeichnungszeit durch optimale Ausnutzung der Festplattenka pazität, die auf maximal 1 Ter

Produkteanzeigen

❚❚Intelligenter GSM-Störmel-

rabyte ausgebaut werden kann. Der Monacor DMR-1904LCD ist für den Anschluss von 4 Überwachungskameras ausge legt, deren Signale er als Pen taplex-Recorder nutzbar macht (Live, Aufnahme, Wiedergabe, Backup und Netzwerkzugriff sind gleichzeitig möglich). Monacor Schweiz AG 6343 Rotkreuz Tel. 041 799 72 50 info@monacor.ch www.monacor.ch

❚❚Virtueller Portier mit Interaktion

❚❚Mit der Box durch die Wand!

In vielen Firmen wird der Empfang temporär bedient. Die übliche Situation: In einer Ecke oder an der Wand finden Kun den und Lieferanten ein Tele fon mit interner Nummer. Viel besser ist da der interaktive vir tuelle Portier, der gleichzeitig die Kontaktperson findet, die interne Telefonverbindung wählt, die Webcam einschaltet, die Zutrittskontolle auslöst, «Guten Tag» wünscht und mit einem freundlichen Gesicht zum Eingeben der Anmelde daten über den Touchscreen oder die Tastatur auffordert. Die Antwort kommt in kurzer Zeit und während des Wartens auf die abholende Person, prä sentiert sich dem Wartenden das neue Firmenvideo im Bild schirm. Das hinterlässt einen guten Eindruck und zeigt Kom petenz. Der interaktive virtuelle Portier ermöglicht den erwei terten Einsatz von Empfangs personal in die Administration, Buchhaltung, Warenverteilung

Die Zeiten, in denen für die Ewigkeit gebaut wurde, sind längst vorbei. Der schnelle Wandel von Markt und Tech nologie verlangt ständige Infra struktur-Anpassungen und da mit gebäudetechnische Verän derungen. Die Brandabschot tung zwischen den Räumen muss in öffentlichen Bauten da bei jedoch stets gewährleistet bleiben. Betroffene kennen es: Für jede zusätzliche Leitung muss der herkömmliche Brand schott mit Gewalt geöffnet und nach der Installation des zusätz lichen Kabels wieder versiegelt werden. Die Neuversiegelung durch den Fachmann verur sacht dabei oft höhere Kosten als die zusätzlich verlegte Lei tung! Die Lösung heisst EZPath by Cablofil: Die Box ist nach der Montage ein perfekter Brandschott, kann voll belegt werden oder auch als Reserve leer stehen. Alle denkbaren Lei tungen können nun installiert oder deinstalliert werden, ohne

usw. ohne Mehrbelastung der Personalkosten. Das anonyme Telefon wird ersetzt durch ein modernes Terminal mit Bild schirm, Tastatur, Webcam, Tele fonhörer, Karten- bzw. Badge leser und Drucker. Der virtuelle Portier macht gleichzeitig auch die Präsenzkontrolle und Zeit erfassung von Mitarbeitern. DECATRON AG 8604 Volketswil Tel. 044 947 26 26 decatron@decatron.ch www.decatron.ch

die Funktionstüchtigkeit des EZ-Path by Cablofil zu beein trächtigen. Dabei werden die Standards der gängigen Nor men VKF, S90, EN 1366-3/UL erfüllt. Das Beste: EZ-Path by Cablofil ist vom Techniker innerhalb weniger Minuten installiert.

Legrand (Schweiz) AG 5242 Birr Tel. 056 464 67 67 www.cablofil.ch info@legrand.ch Elektrotechnik 1/11 I 75

Veranstaltungen

Weiterbildung

Informationstagung für Betriebselektriker

VSEI-Seminare:

• 2.3.2011, Forum Fribourg • 9.3.2011, Kongresshaus Zürich • 10.3.2011, Kongresshaus Zürich • 22.3.2011, Beaulieu Lausanne • 29.3.2011, Kongresshaus Zürich • 30.3.2011, Kongresshaus Zürich • 15.3.2011, Kursaal Bern • 5.4.2011, Messe Basel • 22.11.2011, Palazzo FEVI Lugano www.electrosuisse.ch, info@electrosuisse.ch

NPK-Basis (9.00–16.45 Uhr)

• 2.03.11, Effretikon • 14.04.11, Egerkingen • 23.06.11, Horw

NPK-Anwendung (9.00 –16.45 Uhr)

• 16.03.11, Effretikon • 5.05.11, Egerkingen • 30.06.11, Horw

NPK-Ausmass (9.00 –17.00 Uhr)

easyFairs Automation easyFairs Elektronik

• 12.04.11, Zürich

easyFairs Maintenance

• 26.01.11, Rorschach (N-209) • 01.02.11, Bettlach (N-210) • 02.02.11, Gwatt (N-211) • 03.02.11, Naters (N-212) • 08.02.11, Aarau (N-213)

6. Schweizer Haustech Planertag

• 22.02.11, Zürich (PV-14)

• 26.–27.1.2011, Eulachhalle Winterthur www.easyfairs.com/automationschweiz • Branchentreff für Instandhaltung und Facility Management • 9.–10.2.2011, Messe Zürich wwww.easyfairs.com/maintenanceschweiz • Gebäudetechnik 2020 – Steht der Branche ein grundlegender Wandel bevor? • 24.2.2011, Kongresshaus Zürich www.haustech-planertag.ch

Schweizer Minergie-Messe

• Die Messe für mehr Wohnkomfort und energieeffizientes Bauen • 10.–13.3.2011, Messehalle Luzern www.fachmessen.ch

7. Planerseminar HSLU

NPK Was ist neu 2011? (3 Std.)

Pauschalvertrag (16.00 –18.00 Uhr) SIA 118 für Praktiker (13.45 –16.45 Uhr)

• 30.03.11, Zürich SIA-5

Asbest (9.00 –16.30 Uhr)

• 10.02.11, St. Gallen (Asbest-20) • 23.02.11, Bern (Asbest-24) • 04.03.11, Horw (Asbest-21) • 06.04.11, Effretikon (Asbest-23)

Verkaufen leicht gemacht (2 Tage, 9.00 –16.45 Uhr)

• 22.3.2011, HSLU Horw www.haslu.ch/planerseminar

• 24.03./13.04.11, Horw (VT-6)

Innovationsforum EVU

• 08.–10.03.11 und 30.–31.03.11, Prüfung 16.05.11, Zürich/Fehr altorf (Bli-19) • 07.–09.09.11 und 27.–28.09.11, Prüfung 14.11.11, Zürich/Fehr altorf (Bli-20)

• Smart Metering, Smart Grids, E-Mobility, Virtuelle Kraftwerke • 5.–6.4.2011, Fachtagung, 7.4. Workshop, Zürich www.vereon.ch

Energissima

• Erneuerbare Energien, Energieeffizienz, Umweltprävention/ -sanierung, nachhaltige Entwicklung • 13.–16.4.2011, Forum Fribourg www.energissima.ch

Instandhaltung von elektrischen Anlagen

• 25.8.2011, Kongresshaus Zürich • 6.9.2011, Messe Basel • 30.8.2011, Kursaal Bern • 9.11.2011, Beaulieu Lausanne www.electrosuisse.ch, info@electrosuisse.ch

Sindex 2012 massgebend in Technologie

• Dienstleistungen und Produkte aus den Bereichen der Automa tion, Elektronik und Elektrotechnik • 4.–6.9.2012, BEA bern expo www.beaexpo.ch

Forum für Elektrofachleute

• 1.11.2011, Kursaal Bern • 5.12.2011, Kongresshaus Zürich • 15.11.2011, Forum im Ried Landquart www.electrosuisse.ch, info@electrosuisse.ch

76 I Elektrotechnik 1/11

Blitzschutzseminar (5 Tage, 8.30 –17.30 Uhr)

FTTH-Seminare (Kurse Theorie Deutsch, 8.30 –16.30 Uhr)

• 21.2.11, EBZ-Effretikon (T18) • 23.2.11, Hotel Arte, Olten (T19) • 24.2.11, Hotel Arte, Olten (T20) • 27.4.11, Hotel Allresto, Bern (T21)

FTTH-Seminare (Kurse Praxis Deutsch, 8.30 –16.30 Uhr)

• 15./16.3.11, Diamond SA, Port/Biel (P25a) • 15./16.3.11, Dätwyler Cables, Altdorf (P25b) • 30./31.3.11, Kuster Netcom AG, Mönchaltorf (P26) • 12./13.4.11, Huber + Suhner AG, Herisau (P27a) • 12./13.4.11, Reichle & De Massari, Wetzikon (P27b) • 3./4.5.11, ZidaTech AG, Hägendorf (P28a) • 3./4.5.11, Diamond AG, bei Feller, Horgen (P28b) • 24./25.5.11, Kuster Netcom AG, Mönchaltorf (P29) • 26./27.5.11, Dätwyler Cables, Altdorf (P30) • 7./8.6.11, Huber + Suhner AG, Herisau (P31a) • 7./8.6.11, Reichle & De Massari, Wetzikon (P31b)

FTTH-Seminare (Kurse Theorie Französisch, 8.30 –16.30 Uhr)

• 5.5.11, BKS Kabel-Service SA,Yverdon-les-Bains (Tf10)

FTTH-Seminare (Kurse Praxis Französisch, 8.30 –16.30 Uhr)

• 2./3.2.11, BKS Kabel-Service SA, Yverdon-les-Bains (Pf15)

www

• 1./2.3.11, Diamond SA, bei CIFER, Penthalaz (Pf16) • 22./23.3.11, Diamond SA, bei CIFER, Penthalaz (Pf17) • 5./6.4.11, Diamond SA, Port/Biel (Pf18) • 17./18.5.11, BKS Kabel-Service SA, Yverdon-les-Bains (Pf19) • 15./16.6.11, BKS Kabel-Service SA, Yverdon-les-Bains (Pf20)

FTTH-Seminare (Kurse Theorie Italienisch, 8.30 –16.30 Uhr)

• 27.1.11, Diamond SA, Losone (Ti4)

FTTH-Seminare (Kurse Praxis Italienisch, 8.30 –16.30 Uhr)

• 10./11.2.11, Diamond SA, Losone (Pi5) • 11./12.4.11, Diamond SA, Losone (Pi6) www.vsei.ch, Tel. 044 444 17 25

Zeigen Sie was Sie können... ...auf Ihrem Marktplatz für EMV!

Schweizerische Technische Fachschule Winterthur (STFW)

• 23.2.2011 Infoveranstaltung Elektrotechnik, Telematik, Informatik (18.30–20 Uhr) www.stfw.ch, Tel. 052 260 28 00

electrosuisse: EN 61439-1 Niederspannungs-Schaltgerätekombinationen

• 9.–10.11.2011, Fehraltorf

Prüfungsvorbereitung Art. 14/15

• 14.–15.11.2011, Fehraltorf

Bewilligung für Installationsarbeiten an besonderen Anlagen nach Art. 14/15

EMV 2011 Stuttgart

• 7., 8., 13., 14., 15.12.2011, Fehraltorf www.electrosuisse.ch, info@electrosuisse.ch

CRB-Standards Praxis

• Einführung in die Erstellung präziser und rechtssicherer Leistungsverzeichnisse mit dem Normpositionen-Katalog NPK • 2., 9., 16., 23.2.2011, Bern, Hochbau (13.30–17.00 Uhr)

CRB-Standards Extras

• Anwendung und Vertiefung des neuen Baukostenplans Hochbau eBKP-H • 12., 19., 26.1.2011, Basel (13.30–17.00 Uhr) • 26.1., 2.2., 9.2.2011, Zürich (13.30–17.00 Uhr)

Meimo AG Schulung 2011: ProLine Schulung Basic (8.30–17.00 Uhr)

• 10.2., 15.2., 1.3., 10.3., 24.3.2011

Elero-Antriebsschulung (8.30 –17.00 Uhr)

• 1.2., 24.2., 15.3., 29.3.2011

Internationale Messe

mit Workshops

für Elektromagnetische Verträglichkeit

15.- 17. März 2011 Messe Stuttgart

Workshop ProLine 2 (8.30 –17.00 Uhr)

• 3.2., 8.2., 17.2., 22.2., 3.3., 8.3., 17.3., 22.3.2011 www.meimo.ch, info@meimo.ch

EM ELECTROCONTROL AG

• 24.2.11, Elektro-Forum 2011 (Highlight 2011), BEA bern expo www.electrocontrol.ch

Gebäudeautomation mit Wago

• KNX IP-Komponenten, CoDeSys V2.3, BacNet u. a. • Diverse Kurse in Domdidier www.wago.ch, infoswitzerland@wago.com

Aktuelle Veranstaltungsagenda auf www.elektrotechnik.ch

Weitere Informationen unter 0711-61946-0 oder emv@mesago.com

Elektrotechnik 1/11 I 77

Veranstaltungen

e-emv.com

Mit über 500 Mitarbeitenden und etwa 140 Lernenden bietet der Geschäftsbereich Eltop innerhalb des Energieunternehmens EKZ umfangreiche Elektrodienstleistungen für Privat- und Geschäftskunden im Wirtschaftsraum Zürich an.

Für den expandierenden Bereich Weiterbildung suchen wir einen

Dipl. Elektroinstallateur Ihr Aufgabenbereich – Erteilen von Kursen intern und extern bei Kunden – A-jour-Halten der Schulungsunterlagen – Betreuen und Weiterentwickeln von Schulungsprojekten Ihr Proﬁl – Dipl. Elektroinstallateur oder in Vorbereitung – Berufspraxis und fachspeziﬁsche Weiterbildung – Gute mündliche und schriftliche Ausdrucksfähigkeit – Freude am praxisorientierten Unterrichten Wir bieten – Interessante, herausfordernde Tätigkeit im Umfeld Mensch und Technik – Sorgfältige Einführung – Kontinuierliche Weiterbildung Eintritt per sofort oder nach Vereinbarung. Ihre vollständigen Bewerbungsunterlagen senden Sie bitte an; Electrosuisse, z.Hd. Frau V. Furrer, Luppmenstrasse 1, 8320 Fehraltorf SEV Verband für Elektro-, Energie- und Informationstechnik

Regional führendes Elektro-Unternehmen in den Bereichen Elektroinstallationen und Telekommunikation mit fünfzehn meist langjährigen Mitarbeitern sucht

Projektleiter Elektroinstallationen Sie übernehmen die Gesamtverantwortung für Installations-Projekte, kümmern sich um einen reibungslosen Ablauf in Bezug auf Qualität, Kosten, Zeit und Personaleinsatz. Sie pflegen Kontakte mit Kunden und sorgen für deren Zufriedenheit Ihr Profil: Gelernter Elektromonteur mit Abschluss als Sicherheitsberater/Projektleiter oder als eidg. dipl. Elektro-Installateur (evtl. zur Zeit in Ausbildung) Wir bieten: Dauerstelle mit fortschrittlichen Anstellungsbedingungen, angenehmes Arbeitsklima in kleinerem Team, sorgfältige Einführung und abwechslungsreiche, interessante Arbeit, umfangreiche Aus- und Weiterbildung Auf Ihre vollständigen Bewerbungsunterlagen freut sich Walter Haller und erteilt Ihnen gerne weitere Auskünfte. Elektro Haller AG Hauptstrasse 41 5742 Kölliken 062 737 10 10

www.eh-ag.ch

w.haller@eh-ag.ch

Für die Eltop-Filiale in Seuzach suchen wir eine marktorientierte und führungserfahrene Persönlichkeit als

Leiter Elektroinstallationen Als unternehmerisch denkender Praktiker leiten Sie diese Filiale mit Wachstumspotenzial, pflegen bestehende Kundenbeziehungen und akquirieren neue Kunden und Projekte. Sie koordinieren sämtliche Prozesse und sind für eine reibungslose und effiziente Auftragsabwicklung ebenso verantwortlich wie für die Erreichung der Filialziele. Als dienstleistungsorientierte Persönlichkeit motivieren Sie die Mitarbeitenden, begeistern unsere Kunden und verstehen es, ihre Bedürfnisse zu erfassen und ihnen die passenden Lösungen anzubieten. Idealerweise haben Sie sich zum eidg. dipl. Elektroinstallateur oder zum ElektroSicherheitsberater/Projektleiter mit Fachausweis weitergebildet und haben bereits Erfahrungen in vergleichbarer Position sammeln können. Sie sind eine leistungsorientierte Persönlichkeit mit kommunikativen Fähigkeiten und Verhandlungsgeschick. Ausserdem verfügen Sie über eine hohe Führungskompetenz und eine ausgeprägte unternehmerische Handlungsweise. Wir bieten Ihnen eine abwechslungsreiche und herausfordernde Tätigkeit mit guten Anstellungsbedingungen. Ein kollegiales und engagiertes Team freut sich auf Sie. Interessiert? Jürg Schefer, Leiter Marktgebiet, Tel. 058 359 44 80, gibt Ihnen gerne weitere Informationen. Wir freuen uns auf Ihre Online-Bewerbung unter www.ekz.ch/jobs Ihre schriftlichen Unterlagen senden Sie an: Elektrizitätswerke des Kantons Zürich Silvano Benvegnù, Bereichspersonalleiter Dreikönigstrasse 18, 8022 Zürich

Information Innovation Aktualität

www.elektrotechnik.ch

Electrosuisse bietet als führende Fachorganisation im Bereich der Elektrotechnik Dienstleistungen für Unternehmen aus der gesamten Elektrobranche an.

ISSN 1015-3926 61. Jahrgang 2010 Druckauflage: 7000 Exemplare Auflage: 5288 WEMF 2009 Kontakt Alle Mitarbeiter erreichen Sie unter vorname.name@azmedien.ch Herausgeberin AZ Fachverlage AG Neumattstrasse 1 5001 Aarau Tel. +41 (0)58 200 56 50 Fax +41 (0)58 200 56 51 Geschäftsführer Dietrich Berg Leiterin Zeitschriften Ratna Irzan Redaktion Elektrotechnik, Neumattstrasse 1, Postfach, CH-5001 Aarau redaktion@elektrotechnik.ch Chefredaktor Hansjörg Wigger, Tel. +41 (0)58 200 56 34 Raymond Kleger, Tel. +41 (0)52 765 22 53

ABB Schweiz AG 31 ARNOLD Engineering und Beratung 55 Arocom AG 3 Baumer Electric AG 74 BKW FMB Energie AG 9, 22, 73 Brelag Systems GmbH 13, 32, 70 Büchel Blech AG 63 Bugnard SA 27 CTA Energy Systems AG 62 DECATRON AG 75 Demelectric AG 11 DISA Elektro AG 53, 54 Electrosuisse SEV 65 Elektro-Material AG 7 Elektron AG 2. US Elko-Systeme AG 68 elvatec ag 35, 74 Fluke (Switzerland) GmbH 33 GMC-Instruments Schweiz AG 14 Hager AG 2 HS TECHNICS AG 61 IBZ Schulen 69 Legrand (Schweiz) AG 75 Mesago Messe Frankfurt GmbH 77

Monacor Schweiz AG Müller Paul-Emile Olaer (Schweiz) AG Osram AG Otto Fischer AG PHOENIX CONTACT AG Plica AG puag ag se Lightmanagement AG Spectra (Schweiz) AG Steinel Vertrieb GmbH 25, STF Schweizerische Techn. Systec Therm AG Theben HTS AG WAGO CONTACT SA Weidmüller Schweiz AG

75 68 55 42 3. US 4 23 5 47 74, 75 1. US 69 43 10 4. US 37

Stellenmarkt

Messen EMV 2011 Stuttgart

Beilagen WAGO Contact

Ständige redaktionelle Mitarbeiter: Rico De Boni, David Keller, Pius Nauer, Hans R. Ris, Marcel Schöb, Erich Schwaninger, Rüdiger Sellin COPYRIGHT Mit der Annahme von Manuskripten durch die Redaktion und der AutorHonorierung durch den Verlag erwirbt der Verlag das Copyright und insbesondere alle Rechte zur Übersetzung und Veröffentlichung der entsprechenden Beiträge in anderen verlagseigenen Zeitschriften sowie zur Herausgabe von Sonderdrucken. Für unverlangt eingesandte Text- und Bildunterlagen übernimmt die Redaktion keine Gewähr. Produkte und Highlights sind kostenpflichtig. Nachdruck, auch auszugsweise, nicht gestattet. Leitung Werbemarkt Jürg Rykart, Tel. +41 (0)58 200 56 04 Anzeigen Thomas Stark, Tel. +41 (0)58 200 56 27 Ursula Aebi, Tel. +41 (0)58 200 56 12 Leitung Lesemarkt/Online Peter Jauch Aboverwaltung abo@elektrotechnik.ch, Tel. +41 (0)58 200 55 68 Preise Jahresabo Fr. 119.–, 2-Jahres-Abo Fr. 208.– (inkl. 2,4% MwSt.) Layout/Produktion Peter Weber

a 2011

Im Text erwähnte Firmen ABB Schweiz AG 5, 6, 15, 22 Arbon Energie AG 21 Beniwood AG 9 Bundesamt für Energie 10, 20 Cecoflex 14 Cisco Systems GmbH 23 EBS Elektrizitätswerk Bezirk Schwyz 11 EKZ 11 Electrosuisse SEV 10, 65 Elektro-Material AG 8 Elektron AG 44 Empa 57 Erlenhof Energie AG 9 ETH Zürich 12 EWZ 48, 59 Feller AG 14 Gloor Engineering 15 Grossauer Elektro-Handels AG 7 Hager AG 12 Hefti, Hess, Martignoni Zürich AG 43 Hochschule Luzern 12

Holcim Schweiz Holzwerk Lehmann AG Nanotek Instruments Osram Otto Fischer AG Philips AG Reichle & DeMassari AG Sattel Hockstückli AG Schurter AG Siemens AG Siemens Schweiz AG St. Gallisch-Appenzellische Kraftwerke AG Suva VDE VDI VSEI Weber AG WEEE Forum Zumtobel Licht AG ZVEI

5 9 58 42, 47 14 44, 46 14 11 15 50 21, 42, 47 9 6 53 46 8 12 13 43 9

Druck Vogt-Schild Druck AG, 4552 Derendingen

Namhafte Beteiligungen nach Art. 322 Abs. 2 StGB: Aargauer Zeitung AG, AZ Anzeiger AG, AZ Crossmedia AG, AZ Fachverlage AG, AZ Management Services AG, AZ Vertriebs AG, Media Factory AG , Basellandschaftliche Zeitung AG, Berner Landbote AG, Mittelland Zeitungsdruck AG, Radio Argovia AG, Radio 32 AG, Radio 32 Werbe AG, Solothurner Zeitung AG, Tele M1 AG, TMT Productions AG, Vogt- Schild Anzeiger AG, Vogt-Schild Druck AG, Vogt-Schild Vertriebs GmbH, Weiss Medien AG.

Monatsausgabe ET 2 23. 2. 2011

Anzeigenschluss 3. 2. 2011

Redaktionsschluss 24. 1. 2011

ET 3 23. 3. 2011

Anzeigenschluss 3. 3. 2011

Redaktionsschluss 21. 2. 2011

n in der Gebäudetechnik

HK-Gebäudetechnik und Elektrotechnik ET Nr. 7/2009

Ein Produkt der Verleger: Peter Wanner CEO: Christoph Bauer www.azmedien.ch

Extra Energie • Automation • Gebäudetechnik

Haus- & Gebäudetechnik

extra

Energie • Automation • Gebäudetechnik 2009

Elektrotechnik 1/11 I 79

Impressum

Unsere Inserenten

Impressum

Vorschau

Vorschau Elektrotechnik 2/11 PIR & Co. helfen Energie sparen

In der Schweiz sind Bewegungs- und Präsenzmelder in öffentlichen Gebäuden, Geschäftshäusern aber auch im privaten Bereich längstens etabliert. Sie nimmt damit in Europa eine Vorreiterrolle ein. Allerdings kennen bei Weitem nicht alle die Funktionsweise von Bewegungs- und Präsenzmeldern, deren Eigenschaften und Einsatzbereiche. ET gibt Antworten und beschreibt neueste Techniken (Bild 1).

Isolation durch Schrumpfen

Der Einsatz von wärmeschrumpfenden Kunststoffen hat auch in der Elektroinstallation seinen festen Platz. Die einfache Anwendung, verbunden mit hoher Isolationsfestigkeit, macht den Einsatz von Schrumpfprodukten in vielen Bereichen interessant. Schrumpfen ergänzt Isolationen und dichtet Einführungen ab (Bild 2).

Funk ist kein Thema und Kupfer geht nicht

Der private individuelle Videokonsum über Internet wird den Bandbreitenbedarf weiter exponentiell ansteigen lassen. Google TV wird im Laufe 2011 weltweit verfügbar sein und Google vom Internet auf die TV-Bildschirme holen. In Wohnungen sind Netzwerkanschlüsse in jedem Raum gefordert. Swisspro und Casacom stellen ein System vor, das mit bestehenden Elektroinstallationen und einer optischen Kabelinstallation Gigabit-Ethernet in wenigen Minuten erlaubt (Bild 3).

Nachhaltige Telekommunikation

Der ständig wachsende Datenverkehr bedingt neue Anschlussnetze (etwa FTTH) ebenso wie leistungsfähige Kernnetze. Wie kann man trotzdem einen weiteren Anstieg des Stromverbrauchs verhindern? Und wie kann eine nachhaltige Nutzung der Infrastruktur dazu beitragen, begrenzte Ressourcen zu schonen und den Menschen ihr Leben zu vereinfachen?

…und viele weitere aktuelle Artikel zu Themen rund um die Elektrotechnik, Gebäudetechnik, Automation und Telematik

Veranstaltungshinweise

Aktuelle Veranstaltungen finden Sie auf www.elektrotechnik.ch, in den Rubriken Veranstaltungen und Agenda.

Kurbeln Sie noch oder steuern Sie schon? Die neue DOMINOSWISS-Funkstorensteuerung von BRELAG glänzt durch ihre elegante Ästhetik, die perfekte Integration in das EDIZIOdue-Schalterdesign und die zahlreichen technischen Highlights. Mit 8-Kanal-Sender im EDIZIO-Format und Integrationsmöglichkeiten in ein BUS-System, z.B. KNX. 100% Swiss Made.

brelag

www.

.com

Telefon: +41 (0)56 485 90 80 · Email: info@brelag.com

80 I Elektrotechnik 1/11

ein Produkt von

nders! inmal a e is n erleb Ein Kino März allen, im G t. S • In ai n, im M • In Ber Juni ich, im r ü Z In • Event unserem n a ie S . Erleben tworking» Live e N «Home

Perfektes Home Networking realisieren Was ist Home Networking und was kann es? Auf über 80 Seiten werden drei Verkabelungssysteme vorgestellt. Mit umfassendem Produktsortiment und Installationsvorschlägen. Bestellen Sie das kostenlose Werk gleich jetzt! E-No 996 012 000

Jetzt informieren: Informer maintenant:

www.ottofischer.ch/homenetworking Otto Fischer AG | Elektrogrosshandel Aargauerstrasse 2 | Postfach | 8010 Zürich

www.ottofischer.ch Telefon 044 276 76 76 | Fax 044 276 76 86

FernwirklĂśsungen kompakt und sicher

î &#x2026;