Electrotechnik 04/2014

Heft 4 | April 2014 WWW.ELEKTROTECHNIK.CH ELEKTROTECHNIK AUTOMATION, TELEMATIK GEBÄUDETECHNIK

Fassadenstrahler der Extraklasse E-Core LED Floodlight 3000 / 5500

14

Modulare USV-Technik

54

Neue Standards für optische Anschlussnetze

24

Batterien: Es gibt noch viel zu tun

58

NIN-Know-how, Leserfragen Teil 99

HomeMatic: Übernimmt vielseitige Steuerungsaufgaben im Zuhause HomeMatic Zentrale CCU2 Zentrale Steuer- und Konfigurationseinheit › Konfiguration und Bedienung aller HomeMatic-Komponenten › Einfach und intuitiv bedienbar › Über Internet und Smartphone steuerbar › Verwaltet bis zu 500 Kanäle › Micro-SD-Kartenslot zur Speichererweiterung für eigene Programme › Z.B. zeitgesteuerte Jalousie-Steuerung per Mausklick konfigurieren

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Editorial

ET-Wettbewerb April 2014

Batterieforschung Liebe Leserin, lieber Leser Forscher beschäftigen sich intensiv mit neuen Speichertechnologien, denn für das Energiesystem der Zukunft sind leistungsfähige und bezahlbare Speicher enorm wichtig. Speicher können die produzierte Energie lagern und sie bei Bedarf wieder abgeben. Sie können damit die Produktionsschwankungen aus erneuerbaren Energiequellen wie Sonne und Wind ausgleichen und sorgen für eine stabile Lastverteilung im Stromnetz (Artikel Seite 24).

Mit tendenziell sinkenden Einspeisevergütungen für Photovoltaikanlagen nimmt die Attraktivität des Eigenverbrauchs zu und somit sind auch Speicherlösungen zunehmend gefragt.

Neu dürfen Besitzer von PV-Anlagen den produzierten Strom direkt nutzen, ohne ihn ins Netz einspeisen zu müssen. Bisher wurde dem Anlagenbesitzer oft nur die Produktionskosten erstattet und er musste den Strom teuer zurückkaufen (inklusive Netzkosten). PV-Anlagen lassen sich mit geringem Aufwand so erweitern, dass der mittags produzierte Strom in einer Batterie zwischengespeichert und später verbraucht werden kann. Eine solche Lösung hat auch der Energieforscher Daniele Ganser in seinem Einfamilienhaus installiert (Artikel Seite 32).

Ungenügende Leistungsfähigkeit und hohe Kosten für Batterien sind Gründe, weshalb in der Schweiz noch wenige Elektrofahrzeuge ins Rollen gebracht wurden. Die Zahl der neu immatrikulierten Elektrofahrzeuge in der Schweiz hat sich zwischen 2012 und 2013 zwar verdoppelt, ihr Anteil an den insgesamt in Verkehr gesetzten Personenwagen ist jedoch weiterhin gering (Artikel Seite 48). Anders in China, wo Elektrofahrzeuge zu den stark aufstrebenden Branchen gehören. Die Internationale Energieagentur IEA rechnet bis 2020 mit rund 24 Millionen Elektroautos – mit dem grössten Wachstum in China, den USA und Japan (Artikel Seite 47).

Damit verbunden ist die Ausrüstung von Stromtankstellen. Experten rechnen, dass sich damit in den nächsten fünf bis zehn Jahren weltweit ein Multimilliardengeschäft entwickelt. Das sind gute Aussichten auch für Schweizer Anbieter und Elektroinstallateure.

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Hansjörg Wigger, Chefredaktor Elektrotechnik 4/14 | 1

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Editorial

Inhaltsverzeichnis

Inhalt 40 Lichtlösungen erstellen, steuern

1 Batterieforschung

und überwachen

41 Gebrauchtwagen ins richtige Licht

Wirtschaft und Verbände

rücken

4 High-Tech im Alpenmassiv 6 Fairer Wettbewerb bedarf Aufsicht 6 Zum Titelbild:

Elektromobilität 42 Schnellladestationen

LED-Fassadenstrahler

8 Gebäudetechnik treibt

für Linienbusse

46 Intelligentes Stromnetz

die Energiewende

für Elektro-Fuhrpark

12 Diplomanden der HSR 12 Reflexion AG fusioniert mit

47 Grösstes Schnellladenetz der Welt

Amstein + Walthert AG

48 Geringer Anteil von Elektrofahr-

Installations- & Gebäudetechnik

48 eco2friendly-Magazin zeigt Elek-

in China zeugen in der Schweiz tromobilität in Fahrt

14 USV mit 19"-Technik 18 PowerValue 11RT: 19 20 21 22

Neue einphasige USV USV-Anlage von CTA Energy Impulse für die Elektrobranche NOXnet: Steuern mit App LegiStop von Brelag

Maschinen & Geräte 50 Aderendhülsen crimpen

Telematik & Multimedia 53 Fachhochschulzentrum nutzt leistungsfähiges Verkabelungssystem

Modulare USV-Technik Seiten 14 bis 19: im Bild Powerys Premium modular von 10–100 kW von Sicotec.

53 Kleinzellen-Lösung für die Mobil-

Automation & Elektronik 24 Es gibt noch viel zu tun 28 Die Sonne zähmen 32 «Wichtig ist, die produzierte

funkversorgung in Gebäuden

54 Neue Standards verbessern optische Anschlussnetze

Aus- und Weiterbildung

Energie zu lagern»

34 Batterietest EKZ: Wirtschaftlichkeit ist entscheidend

Licht & Leuchten 36 Wellenlänge 37 Onlog AG ausgezeichnet mit

58 62 64 66 70

NIN-Know-how 99 Brain Food Leitungen Teil 5 Was ist neu im NPK 2014?

Einheitliche Ausschreibung für die Gebäudeautomation

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38 Hellere LED-Lampen

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Wirtschaft & Verbände

Meilenstein bei den Bauarbeiten im Pumpspeicherkraftwerk Nant de Drance

High-Tech im Alpenmassiv Das Pumpspeicherkraftwerk Nant de Drance ist eine der grössten Baustellen der Schweiz. Es liegt zwischen Martigny (CH) und Chamonix (F) in der Nähe des Mont Blanc-Massivs und verfügt über das zweitgrösste Staubecken der Schweiz. Pumpspeicherkraftwerke spielen in der Energiestrategie des Bundesrates ein zentrale Rolle, da sie Regelenergie für den Ausgleich von Stromproduktion und -verbrauch bereitstellen.

Das ist besonders wichtig angesichts der wachsenden, unregelmässigen Stromproduktion aus neuen erneuerbaren Energien.

tion an erneuerbarer Energie. Nur so kann auch das vielbemühte Bild der Alpen als Batterie Europas Realität werden», erklärte Bundesrätin Leuthard.

Dieses Kraftwerk zeige, wie wichtig eine Verbindung mit Europa und wie unerlässlich unser Zugang zum europäischen Markt sei. «Nant de Drance ist aber auch ein wichtiger Teil der nationalen Energiestrategie 2050. Nant de Drance zeigt, dass man trotz der aktuell kritischen Lage auf dem Strommarkt investieren soll», so Bundesrätin Leuthard weiter.

Mit ihren imposanten Dimensionen – 194 Meter lang, 32 Meter breit und 52 Meter hoch – stellt die MaschinenDie Ausbrucharbeiten der imposanten Maschinenkaverne in Nant de Drance.

(Bild Valais Promotion, François Perraudin)

Eine wichtige Etappe bei den Bauarbeiten des Pumpspeicherkraftwerks Nant de Drance wurde abgeschlossen. Der Ausbruch der imposanten Maschinenkaverne wurde kürzlich feierlich in Anwesenheit von Bundesrätin Doris Leuthard und Vertretern des Bundes, der Kantone und der Gemeinden sowie den Partnern des Projekts Alpiq, SBB, IWB und FMV (Forces Motrices Valaisannes) beendet. «Langfristig braucht es Speichermöglichkeiten und Regelreserven für die wachsende volatile Produk4 | Elektrotechnik 4/14

kaverne eine der grössten unterirdischen Bauten Europas dar. Sie befindet sich 600 Meter tief im Fels zwischen den beiden Stauseen Emosson und Vieux-Emosson. Für den Zugang zur Kaverne wurde ab Châtelard ein 5,6 Kilometer langer Verbindungstunnel gebaut. Die Ausbrucharbeiten für die Maschinenkaverne haben im September 2011 begonnen und konnten nun zweieinhalb Jahre nach der ersten Sprengung abgeschlossen werden.

Durch Sprengungen wurden insgesamt 400 000 Kubikmeter Fels mit einem Gewicht von rund 630 000 Tonnen ausgebrochen und bis zum Lager in Châtelard transportiert.

Produktion und Speicherung von Strom in grossen Mengen Die Maschinenkaverne bildet das Herzstück des künftigen Kraftwerks. Hier werden die sechs Pumpturbinengruppen installiert. Mit einer Gesamtleistung von 900 MW ermöglichen diese, je nach Bedarf innert kürzester Zeit grosse Mengen an Strom zu produzieren oder zu speichern. Bei hoher Stromnachfrage wird das im oberen Stausee Vieux-Emosson gespeicherte Wasser zur Stromerzeugung in die

Speicherbatterien für die Schweiz Der Umbau der Stromversorgung mit zunehmend unregelmässiger und dezentraler Einspeisung führt zu einem europaweit erhöhten Speicherbedarf. Pumpspeicherkraftwerke erlauben es, spontane Über- oder Unterproduktionen aus Wind- und Solarenergie kurzfristig auszugleichen und den Strom bei Bedarf auch über Tage und Wochen zwischenzulagern. Entscheidend für die Flexibilität der Werke ist die Grösse der vorhandenen Speicherseen. Zurzeit sind in der Schweiz mehrere Pumpspeicherkraftwerke in Bau, darunter Nant de Drance (siehe ET 8/2011 Seite 13). Der Bundesrat geht davon aus, dass die Pumpspei-

cherleistung in der Schweiz von heute 1700 MW bis 2020 auf rund 4000 MW ausgebaut werden kann. Das wäre aber nur ein Bruchteil der für den europaweiten Ausgleich von Wind- und Sonnenstrom nötigen Kapazität. Mit der teilweisen Umfunktionierung der Pumpspeicherkraftwerke von Spitzenstromlieferanten zu Garanten der Energiewende verändert sich auch ihre Geschäftsbasis.

Die konkreten Auswirkungen dieser Verlagerung sind heute allerdings noch nicht genau abzuschätzen. Sie hängen auch von den künftigen energiepolitischen Rahmenbedingungen ab.

Wirtschaft & Verbände

Die nächsten wichtigen Etappen des Jahres 2014 bestehen in der Anlieferung der Elemente der ersten Stahlrohrleitungen, der Fertigstellung des zweiten Vertikalschachts und der Weiterführung der Arbeiten zur Erhöhung der Staumauer Vieux-Emosson. Zudem kann nun die Montage der Maschinen in der Kaverne beginnen. www.alpiq.com www.abb.ch Nant de Drance: Ausbau zum Pumpspeicherwerk.

(Bild: ABB Schweiz)

Effiziente Schaltertechnik Maschinenkaverne geleitet. Umgekehrt wird das Wasser bei geringem Strombedarf aus dem unteren Stausee Emosson zurück in den oberen See gepumpt, wodurch Elektrizität gespeichert werden kann.

Die Inbetriebnahme des Kraftwerks wird ab 2018 etappenweise erfolgen.

Die Aktionäre von Nant de Drance – Alpiq (39 %), SBB (36 %), IWB (15 %) und FMV (10 %) – investieren rund 1,9 Milliarden Franken in den Bau des Kraftwerks. Michael Wider, Verwaltungsratspräsident von Nant de Drance

Mittwoch, 14. Mai 2014 Donnerstag, 15. Mai 2014

SA, betont: «Das künftige Kraftwerk vereint einzigartige Spitzentechnologie und wird in der Lage sein, in weniger als 10 Minuten aus dem Volllast-Pumpbetrieb in den Volllast-Turbinenbetrieb zu wechseln. Dank dieser hohen Flexibilität wird das Pumpspeicherkraftwerk in Zukunft eine wichtige Stellung auf den Schweizer und internationalen Strommärkten einnehmen, auch wenn heute noch nicht alle Rahmenbedingungen zur wirtschaftlichen Anerkennung von Pumpspeicherkraftwerken auf ihrem Referenzmarkt vorhanden sind.»

ABB Schweiz rüstet das Pumpspeicherwerk Nant de Drance mit einem innovativen Hochstromsystem aus. Das äusserst leistungsstarke und zuverlässige Hochstromsystem besteht aus sechs ABBGeneratorschaltern sowie den entsprechenden Stromableitungen. Bis zu 2000-mal im Jahr muss das Hochstromsystem Schaltvorgänge durchführen, um den Wechsel vom Pump- in den Generatorbetrieb zu ermöglichen. Dabei wird das System hohen mechanischen und elektrischen Beanspruchungen ausgesetzt.

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Fairer Wettbewerb bedarf Aufsicht

(Bild: emc.testcenter.zürich.ag/emitec/swissT.net)

Rund 90 Teilnehmer besuchten die EMV-Fachtagung der swissT.net in Bern. Philippe Horisberger, Abteilungschef für Anlagen und Frequenzmanagement, unterstrich die Bedeutung der Marktüberwachung. Diese soll nicht nur Störungen vermeiden, insbesondere durch Funkanwendungen, sondern Konsumenten schützen und einen fairen Wettbewerb garantieren. Letzteres vor allem deshalb, weil Hersteller und Anbieter, die sich nicht an die strengen EMV-Richtlinien halten, ihre Produkte und Waren deutlich günstiger als der Wettbewerb anbieten könnten.

Lucio Cocciantelli vom BAKOM informierte über die gesetzlichen Grundla-

gen der EMV, die in der Verordnung zur elektromagnetischen Verträglichkeit geregelt seien.

Die allermeisten Anlagen und Geräte unterliegen dabei strengen Grenzwerten, wobei es aber auch Anwendungen gibt, in denen elektromagnetische Strahlung toleriert beziehungsweise ausdrücklich erlaubt ist, zum Beispiel in Funkanlagen.

Die elektromagnetische Verträglichkeit sei Teil der bilateralen Verträge zwischen der Schweiz und der EU und wird mit der europäischen Richtlinie 2004/108/EG in die schweizerische Gesetzgebung umgesetzt. Diese beschreibt, wie Geräte sowie bewegliche und ortsfeste Anlagen zu konstruieren sind, sodass von diesen keine Störungen ausgehen. Die von den europäischen Normungsgremien Cenelec/ETSI übersetzten grundlegenden Anforderungen in technische Parameter sind im Schweizer Bundesblatt beschrieben.

Behindern diese Normen und Vorgaben nicht den technischen Fortschritt und Innovationen? In solchen Fällen greife die Konformitätsvermutung, wobei Neuentwicklungen von der Norm oder aber zumindest von Teilen dieser abgedeckt sein müssen. «Wenn diese zum Beispiel bei 300 MHz endet, ihr

Gerät aber im GHz-Bereich arbeitet, genügt die Anwendung dieser Norm nicht, um die Konformität zu vermuten», erklärt Lucio Cocciantelli. Allerdings sei diese Konformitätsvermutung kein Freibrief für den Hersteller einer Anlage oder eines Gerätes. Durch ein geeignetes Konformitätsbewertungsverfahren muss er nämlich die Konformität seines Produktes beweisen. Festzuhalten ist dieses in den technischen Unterlagen, zu denen das Pflichtenheft sowie Prüfberichte gehören. Bei Letzterem braucht es zudem eine Dokumentation der Prüfmethode und des Prüfverfahrens. Diese Nachweise müssen übrigens nicht zwingend durch eine zertifizierte Prüfstelle erbracht werden. «Sie können diese Messungen auch selbst durchführen», betonte Lucio Cocciantelli.

Wie hat sich der verantwortungsvolle Hersteller aber zu verhalten, wenn Bauteile, die er in seinen Geräten verbaut, abgekündigt werden? Es reiche nicht, das abgekündigte Bauteil einfach durch ein neues zu ersetzen. «Der Hersteller ist dafür verantwortlich, dass seine Produkte EMV-konform sind.» Sei das nicht der Fall, könne das sehr kostspielig werden. «Die Massnahmen reichen vom provisorischen Verkaufsverbot über ein Verkaufsverbot mit Rückruf der an den Handel ausgelieferten Geräte bis hin zum Verkaufsverbot mit Rückruf aller verkauften Geräte», so Cocciantelli. www.swissT.net

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6 | Elektrotechnik 4/14

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9. Haustech-Planertag, Zürich

Gebäudetechnik treibt die Energiewende Kann die Gebäudetechnik einen Beitrag zur Umsetzung der Energiewende leisten? Welche Bedeutung kommt ihr bei möglichen Massnahmen zu?

Mit solchen Fragen haben sich die Teilnehmenden des Haustech-Planertags in Zürich beschäftigt. Und mit einem klaren Bekenntnis zur aktiven Partizipation an der Energiewende haben sie den Tag beendet.

Jürg Wellstein * Mit einem «Ja» sind sie nach Hause gegangen. Rund 450 Teilnehmende des Schweizer Haustech-Planertags, wurden überzeugt, dass die Gebäudetechnik einen wichtigen Beitrag zur Umsetzung der Energiewende leistet. Das Tagungsmotto vom 25. Februar hätte man als Frage, als Bestätigung, als Forderung oder sogar als Aufruf verstehen können. So klar am Ende die Zustimmung war, so divergierend zeigten sich die detaillierten Ansichten und Meinungen der 11 Referenten. Es wurde zu

* Jürg Wellstein, Fachjournalist SFJ

einem schillernden Spektrum von Einschätzungen, Ideen und möglichen Schritten auf dem Weg in die Gebäudetechnik-Zukunft.

Halten wir zunächst fest: Die Energiewende löst als Begriff eine bunte Vielfalt an Gedanken aus und stellt gängige Begrifflichkeiten infrage. Wo stehen wir im Gebäudebereich heute?

Wohin soll sich das Haus der Zukunft hinwenden? Welchen Stellenwert hat dabei die verwendete Technik? Sprechen wir in der Energiewelt nur von einer Richtungskorrektur oder eher von Umkehr aus der Sackgasse?

Der Gebäudebereich wurde bereits vor Jahren als wichtiger Energiekonsument identifiziert und deshalb einem Verbesserungsprozess unterzogen.

Grosses Interesse an der Gebäudetechnik am Haustech-Planertag 2014.

8 | Elektrotechnik 4/14

Lorenz Bösch, Generalssekretär a. i. der Konferenz der kantonalen Energiedirektoren (EnDK), wies darauf hin, dass die Mustervorschriften der Kantone im Energiebereich (MuKEn) bereits 1992 eingeführt wurden, dieser Effizienzweg nun 22 Jahre erfolgreich begangen wird und demnächst – mit der MuKEn 2014 – zum nahezu NullEnergie-Haus im Neubau führt. Die bisherigen Massnahmen haben sämtliche Gewerke betroffen. Die Gebäudetechnik hat dabei einen äusserst wichtigen Part gespielt. Für Lorenz Bösch sind die Hemmnisse im Gebäudebestand u. a. bei der mehrheitlich privaten Eigentümerstruktur und den damit verbundenen finanziellen Herausforderungen zu suchen. Gleichzeitig braucht es für eine verstärkte Sanierung auch genügend Fachleute und Handwerker mit soliden Fähigkeiten.

Die in Arbeit befindlichen MuKEn 2014 werden im Neubaubereich erneuerbare Energien zur Wärmeversorgung verlangen und bei bestehenden Gebäuden bis 2020 einen Ersatz von Elektroheizungen und -boilern fordern. In Dis-

D34

kussion ist ein Teil-Obligatorium eines GEAK, beispielsweise bei einer Handänderung. In diesem Jahr wird mit der Verabschiedung der Mustervorschriften gerechnet.

Technische Lösungen sind vorhanden Der Gebäudebereich, der für rund 40 Prozent des Schweizer Energieverbrauchs verantwortlich ist, wird also sukzessive diesen Anteil reduzieren können. Dass hier bereits realistische Vorgaben und technische Lösungen bestehen, konnte Jürg Grossen, Nationalrat und Geschäftsführer der Elektroplan Buchs & Grossen AG in Frutigen, aufzeigen. Bei seinem bestehenden Wohn- und Geschäftshaus konnte der Energiebedarf mit einer Vielzahl an Schritten um über 50 Prozent gesenkt werden. Es geht primär darum, intelligent zu vernetzen, mehr Aussenlicht statt Leuchten zu verwenden, Elektrogeräte bei Nichtbedarf auszuschalten, Beschattung bedarfsgerecht zu regeln und mit einer Photovoltaik-Anlage die noch nötige Strommenge selber zu erzeugen. Jürg Grossen nennt aber als heutiges Branchenhindernis die bestehende Honorarordnung, die auf die Menge an Technik ausgerichtet ist und nicht automatisch die effizienteste Lösung begünstigt. Es braucht Überzeugungsarbeit, damit Menschen ihre Ansichten wenden. Aus seinem Alltag jedoch inspiriert, meinte er: «Die Energiewende ist keine Vision, sie läuft bereits!»

Eine mögliche Hemmschwelle könnte sich in Form von vielen zusätzlichen Gesetzen, weiteren strikten Vorgaben und Bestimmungen ergeben. Am Planertag kam deutlich zum Ausdruck, dass hier eine liberale Haltung bewahrt werden müsse und allzu viele Fixwerte hinderlich seien. Professor Werner Sobek, Ingenieur und Architekt in Stuttgart, findet diese einschränkende Entwicklung suboptimal, sie verhindert das Ausloten der Grenzen und lähmt die Innovationskraft. In erster Linie braucht es Zielformulierungen und das Bestreben, diese auch erreichen zu wollen. Die Vielzahl an möglichen Wegen muss dabei erhalten bleiben. Ludwig Hasler, Philosoph und Publizist, plädierte für eine «poröse» Zukunftsplanung, welche Neues einbinden kann und bei fehlendem Überblick mit dem Unplanbaren zu rechnen imstande ist. Wichtig scheint dabei auch die Routenvielfalt sowie die Chancen für «Trial and Error», denn die Energiezukunft soll nicht mit gestriger Technik verbaut werden, sodass kein Platz mehr für Unerforschtes bleibt.

Bei der Diskussion um die Energiewende wird meist der Zielhorizont von 2035 und 2050 wenn nicht sogar 2100 genannt. Und gleichzeitig kommt die Unsicherheit einer unbekannten Zukunft auf. Hätten sich die Gebäudetechniker vor 30 oder 50 Jahren vorstellen können, was uns heute beschäftigen würde? Nur die physikalischen Gesetze gelten noch mehr oder weniger, der Rest ist verändert. Öffnen wir den Blick noch weiter in die Vergangenheit und versuchen uns in die Erbauer der Häuser im 14. Jahrhundert zu versetzen. Diese Liegenschaften werden noch heute genutzt und sind meist gebäudetechnisch modernisiert worden. Die poröse Planung lässt grüssen. Was braucht es heute, damit die neuen Gebäude in 50, 100 oder 600 Jahren noch nutzbar sind und funktionstüchtig gehalten werden können? Welche Möglichkeiten bestehen dann zur Versorgung mit Wasser, Wärme, Kälte und weiteren Energieträgern? Welchen klimatischen Gegebenheiten müssen die Häuser dann standhalten?

Ideen umsetzen und erforschen Am Planertag wurden einige interessante Lösungsansätze vorgestellt. Ulrich Schmack, Geschäftsführer der zur Viessmann-Gruppe gehörenden Microb-Energy GmbH in Schwandorf, berichtete über die biologische Methanisierung und das damit anwendbare Prinzip von Power-to-Gas. Weil die fluktuierende Produktion von Solar- und Windstrom den Bau von Überkapazitäten notwendig macht, werden auch geeignete Speichertechnologien wichtig. Die

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Wirtschaft & Verbände Ausgleich unregelmässiger Stromproduktion von Sonne und Wind mit biologischer Methanisierung.

(Bild: MicrobEnergy/Ulrich Schmack)

biologische Methanisierung mithilfe der Elektrolyse und der Speicherung des erzeugten Methans kann hier eine Lösung bieten. Mit diesem Verfahren lässt sich aus überschüssigem Windund Solarstrom durch Elektrolyse aus Wasser Wasserstoff herstellen, der direkt genutzt oder über einen zweiten Schritt zusammen mit Kohlendioxid zu Methangas umgewandelt wird. Damit ist es gelungen, den natürlichen Speicherprozess der Natur, die Photosynthese, technisch nachzubilden. Dieses

vor allem für den Einsatz bei Abwasserreinigungsanlagen ausgelegte Konzept weist dank rund 11 000 ARAs in Deutschland ein beachtliches Potenzial auf.

Matthias Sulzer, Hochschule Luzern – Technik & Architektur in Horw, gab Einblicke in die Konzepte der dezentralen Energieversorgung für Areale und Quartiere. Für ihn bedeutet dieser Wandel eine grössere Bedeutung der Vernetzung in einem «Energy Hub» dieser geografischen Gebilde. Dies be-

Transformation der Energieversorgung: vom einzelnen Gebäude zur lokalen Vernetzung und zum «Energy Hub».

(Bild: HSLU/Matthias Sulzer)

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dingt eine ganzheitliche Betrachtung bei Planung, Bau und Betrieb. In Zukunft werden deshalb geschlossene Energie-Kreisläufe die Versorgung gewährleisten können. Als Beispiel zeigte er den Masterplan von Brig-Glis/ Naters, bei dem Energiebezüger und -lieferanten optimal vernetzt werden sollen. Ähnliche Betrachtungen stellte das Forschungsteam um Professor Arno Schlüter, D-ARCH/ETH Zürich, an, als es um die Ausarbeitung von Varianten zur Umnutzung des Industrieareals von Siemens in Zug ging. Es zeigte sich einerseits, dass mit grösserer Nutzungsvielfalt, die Energienetzleistungen kleiner werden, also ein Gleichgewicht einfacher zu erreichen ist. Anderseits sind die erzeugten CO2-Emissionen stark von der Nutzungsart abhängig.

Ein Hochschul-Campus schneidet hierbei wesentlich besser ab als eine Gruppierung international aktiver Unternehmen mit zahlreichen Pendlerströmen und Geschäftsflügen.

Gebäude und die eingesetzte Technik spielen nicht nur eine wichtige Rolle bei der Energiewende, sondern sind auch bei der Erreichung von mehr Nachhaltigkeit ein wesentlicher Faktor. Für die Sanierung von 1,46 Mio. vor 2000 erstellten Gebäuden braucht es spezifische Lösungen und Ansätze. Diese zu erforschen und anzuwenden ist der Zweck der Forschungsplattform «NEST», die auf dem Gelände der Empa in Dübendorf geplant ist. Peter Richner, strategischer Leiter von NEST, präsentierte den aktuellen Stand der Dinge. Es wird eine Fläche von 2500 m2 zur Verfügung stehen, um Baukörper zu erstellen, an denen Projekte zu Gebäudehülle, Innenklima, Sanitär, Materialisierung, Benutzerakzeptanz usw. durchgeführt werden können. Bereits vorgesehen sind Themen wie Gebäudeaufstockung, ultraleichte adaptive Fassaden, Bürokonzepte und Holzvisionen.

Der Planertag war ein kleiner Schritt hin zur Energiewende, diese ist aber ein zunehmend bedeutender Schritt für die Menschen. www.haustech-planertag.ch

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www.vw-nutzfahrzeuge.ch

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Elektrotechnik 4/14 | 11

Wirtschaft & Verbände

86 Studierende mit erfolgreichem Abschluss

Thomas Niederberger wurde als bester Masterabsolvent ausgezeichnet.

Die Absolventinnen und Absolventen erhielten ihre Diplome im feierlichen Rahmen in der Aula der HSR Hochschule für Technik Rapperswil. Von den insgesamt 86 Diplomandinnen und Diplomanden schlossen 16 den MSE Master of Science in Engineering ab.

Dieser schweizweit einzigartige konsekutive Masterstudiengang wird in Kooperation aller Schweizer Fachhochschulen angeboten. Er ermöglicht eine gezielte Vertiefung der Ausbildung in den Bereichen Technik/IT sowie Architektur/Bau/Planung. Das Angebot richtet sich vor allem an hochmotivierte und leistungsstarke Bachelorabsolventen, die im Masterstudium auf verantwortungsvolle Positionen vorbereitet werden.

Die HSR prämierte zwei Absolventen mit einem Preis: Einerseits den besten Masterabsolventen Thomas Niederberger aus Freienbach in der Vertiefung Sensor, Actuator and Communication Systems für seine hervorragende Masterthesis «Building a High Speed Video Camera using Compressive Sensing».

Andererseits die beste Bachelorarbeit «CFD-Berechnungen von Aeroakustik zur Minimierung von Schallemissionen» von Maschinentechnik-Absolvent Andreas Helbling aus Jona.

Umrahmt wurde die Diplomfeier von eigenen Beiträgen der Diplomandinnen und Diplomanden, Slam Poetin Lara Stoll sowie einer Acappella-Band. www.hsr.ch

Reflexion AG fusioniert mit Amstein + Walthert AG Die Reflexion AG und die Lichtplanungsabteilung von Amstein +Walthert AG haben per 1. Januar 2014 fusioniert.

Zweck der Zusammenführung ist die

Entstehung eines einmaligen Erfahrungs-, Technologie- und Wissenspools rund um die architektonische Tagesund Kunstlichtplanung. Lichtplanung

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DIE EINFACHE LÖSUNG: SCHACHT-INSTALLATIONS-ELEKTROFRONT EI30 NBB Unsere geprüfte Schacht-Installations-Elektrofront EI30 nbb ist eine eigenständige Lösung, welche auf den bewährten Werten von Brunner aufbaut. Form und Funktionalität aller Elemente sind konsequent aufeinander abgestimmt, damit sie den hohen Anforderungen an Qualität, Ästhetik und Brandschutz gerecht werden.

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ist ein wesentlicher Bestandteil der Architektur. Aufgrund des technischen Fortschritts im Kunstlichtbereich (LED) sowie des gestärkten Energiebewusstseins hat die Lichtplanung in den letzten Jahren einen beachtlichen Aufschwung erlebt. Um den wachsenden Ansprüchen dieser hochdynamischen Branche zu entsprechen, haben sich die Verantwortlichen der Reflexion AG und der Lichtplanungsabteilung von Amstein +Walthert AG zu einem Zusammenschluss entschieden.

«Die Dienstleistungsangebote beider Firmen ergänzen sich hervorragend.

Durch die Fusion nutzen wir Synergien und werden zum einmaligen Schweizer Kompetenzzentrum für Licht und Beleuchtung», erklärt Daniel Tschudy, CEO der neuen Reflexion AG. Seit deren Bestehen haben sich die beiden Unternehmen als führende Lichtplanungsbüros in der Schweiz etabliert. Unter anderem zeichnet die Reflexion AG für die Lichtplanung vom Google-Headquarter in Zürich, vom Roche-Turm in Basel und vom Swatch Omega-Hauptsitz in Biel verantwortlich.

Der Firmensitz der Reflexion AG bleibt an der Hardturmstrasse 123 in 8005 Zürich bestehen. Die Büroinfrastruktur wird jedoch erweitert, um dieser Lichtwerkstatt entsprechenden Raum zu bieten. www.reflexion.ch

R. Brunner AG | Zürich | Tel. 044 447 70 80 | www.brunner-schreinerei.ch

12 | Elektrotechnik 4/14

Themenschwerpunkte

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Elektrotechnik 4/14 | 13

Installations- & Gebäudetechnik

Modulare USV-Technik ist meistens die gute Wahl

USV mit 19’’-Technik Die sichere Stromversorgung aller Technik ist wie der Blutkreislauf in Lebewesen – ohne läuft gar nichts. Viele Firmen unterhalten eigene Server-Systeme, betreiben anspruchsvolle industrielle Prozesse oder verfügen über eine komplexe Gebäudeautomation. Sie alle sind heute auf USV-Systeme für eine absolut unterbrechungsfreie Stromversorgung angewiesen. USV-Technik, basierend auf modularer 19’’-Technik, bringt viele Vorteile für Anwender.

Der Schwerpunkt in diesem Beitrag liegt auf modularen 19’’-Systemen. Hat sich der Kunde einmal für ein System entschieden, müssten für ihn Kriterien wichtig sein wie: • • • • •

Anschaffungskosten Wartungskosten Stromkosten (Verluste, Kühlkosten) Verfügbarkeit Flexibilität

Mit einem Wort sind das die Gesamtbetriebskosten (TCO). Diese sind nicht so einfach zu eruieren. Es ist gut, wenn man zur Systemwahl nicht nur Hochglanzprospekte studiert.

1

Modulare 19’’-USV von Newave mit einer Leistung von 20 kVA bei einer Modulhöhe von 132 mm und einem Gewicht von 21,5 kg.

Raymond Kleger Leistungselektronik und Mikrocontrollertechnik haben sich in den letzten 20 Jahren dramatisch verändert. Die immer leistungsfähigeren IGBT- oder Power-MOSFET-Transistoren erlauben zusammen mit modernster Ansteuerelektronik viel kompaktere USVSysteme, weil trotz hoher Schaltfrequenz und grosser Ströme kleinere Wärmeverluste entstehen. Bei höherer Schaltfrequenz sind auch kleinere Filter möglich und die Dynamik der USV verbessert sich, weil sie viel schneller auf Lastsprünge reagieren kann.

Wer Hochglanzprospekte studiert oder Marketingfilme der einzelnen USV-Anbieter anschaut, kommt zur Erkenntnis, dass perfekte USV bereits auf dem Markt sind. Diese sind hoch-

14 | Elektrotechnik 4/14

verfügbar, mit erstklassiger Elektronik bestückt, verfügen über eine jederzeit ausbaubare Systemleistung und selbstverständlich arbeiten sie mit höchstem Wirkungsgrad. Dass dem nicht ganz so ist, soll dieser Beitrag nebenbei auch noch aufzeigen.

Welche Kriterien zählen?

Wenn von USV-Systemen die Rede ist, sind Einteilungen nach verschiedensten Kriterien möglich: • Aufbauart (All in one oder modular) • Aufbau/Arbeitsweise der Elektronik, beispielsweise transformatorlose Technik • Leistung in kVA, ein- oder dreiphasige Technik • Funktionsweise der USV (Offline- oder Online-Technik) • Redundanzfähigkeit

EDV und Industrie Im Jahre 2000 brachte Newave die erste USV mit transformatorloser Technologie auf den Markt. Diese Technik war anfangs äusserst umstritten, denn im schlimmsten Störungsfall kann Gleichspannung auf den Ausgang kommen – gewisse Wechselstromverbraucher reagieren sogleich mit Totalausfall. Der erste Aufschrei hat sich längst verflüchtigt, heute produzieren alle Hersteller USV-Systeme mit transformatorloser Technik.

Dass Server-Systeme, egal wo sie Einsatz leisten, über eine gesicherte Stromversorgung verfügen müssen, ist inzwischen jedermann bekannt. Firmen erscheinen wenig vertrauensvoll, wenn ihre Homepage ausfällt, eine Internetbestellung nie ausgeführt wird oder schlicht wichtige Daten verloren gehen.

Auch liebt es niemand, wenn ein Video on Demand an spannender Stelle plötzlich stoppt. Server sind jedoch bei weitem nicht der einzige Einsatzort von USV-Systemen. In Spitälern, Tunnels, Elektrizitätsunternehmen und der Industrie wird es sehr kritisch, wenn die Stromversorgung ausfällt.

Im Industriebereich wird zunehmend mit PC-Systemen in hochautomatisierten Anlagen gearbeitet. Wenn die Stromversorgung ausfällt, sind ganze Prozesse und damit auch Produkte gefährdet. Es ist deshalb zwingend, dass die Stromversorgung nie ausfällt und

Stromausfall unwahrscheinlich?

Die Stromversorgung ist in der Schweiz extrem sicher, die Verfügbarkeit liegt bei 99,997%. Da ist die Frage berechtigt, für was also teure USV betreiben?

Bei einer Verfügbarkeit von 99,997 % ist mit 14 Minuten Stromausfall pro Jahr zur rechnen. Diese 14 Minuten können sich natürlich auf mehrere Ereignisse verteilen – da kann viel passieren. Nebenbei erwähnt, wenn andere europäische Staaten teilweise eine gleich hohe Zuverlässigkeit angeben, muss man diesen Zahlen skeptisch begegnen; kurze Ausfälle werden einfach nicht gezählt. Aber auch Ausfälle im Sekundenbereich können den kompletten Stillstand einer Anlage mit sehr kostspieligen Konsequenzen bedeuten.

Was man allerdings nie vergessen darf, der Mensch selber stellt oftmals ein enormes Risiko für die sichere Stromversorgung dar. Ein technischer Leiter einer USV-Firma sagte im Gespräch: «Eine grosse Gefahr für die elektrische Stromversorgung findet 50 cm vor der USV statt: Fehlbedienung. Selbst ein redundantes USV-System lässt sich an die Wand fahren durch eine fahrlässige Fehlbedienung.

Modularität als grosser Vorteil IT-System-Manager und Technik-Verantwortliche in der Industrie haben schnell den Vorteil modularer USV-Systeme erkannt. In Firmen, die schnell wachsen, ist Modul-Technik fast ein Muss. Dazu gibt es im Englischen einen kurzen Satz: «pay as you grow». Überdimensionierte USV-Systeme sind in vieler Hinsicht die schlechte Wahl: Sie sind

POWERYS PREMIUM modular skalierbare USV 10 bis 100 kVA / kW

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in der Anschaffung und im Betrieb zu teuer. Letzteres deshalb, weil eine USV im Teillastbereich häufig deutlich weniger effizient arbeitet als bei Nennleistung. Es ist aber nicht zu verhehlen, dass die Modul-Technik, so denn mehrere Module bereits am Anfang beschafft werden, stets teurer ist als eine grosse Einzel-USV. Allerdings verfügt die Modul-Technik über eine Reihe von Vorteilen (Bild 2): • Die Module lassen sich bei den meisten Anbietern unter Spannung ein- und ausbauen (hot swap) • Der Service ist einfacher, je nach Hersteller lässt sich ein Modul von einer Person wechseln • Mit Modultechnik ist Redundanz bei trotzdem hohem Wirkungsgrad einfach zu erzielen • Durch Einschieben eines weiteren Moduls lässt sich die Leistung erhöhen oder auch nur Redundanz erzielen Zuverlässigkeit sehr wichtig Fragt man Studenten nach lebensbegrenzenden Bauteilen in einer Elektronik, kommen selten die richtigen Antworten. Es sind nicht Leistungstransistoren, auch nicht analoge oder digitale Schaltungen, auch nicht die Prozessoren, sondern Elektrolytkondensatoren, die über eine begrenzte Lebensdauer verfügen. Elektrolytkondensatoren braucht es in jeder USV, weil normale Kunststoff-Folienkondensatoren bei gleichem Volumen über eine viel zu geringe Kapazität verfügen.

Elektrolytkondensatoren altern und fallen deshalb irgendwann aus, was fatale Folgen für die Funktionsweise der USV hat. Wenn also nach fünf Jahren Dauerbetrieb die Elektrolytkondensatoren zu wechseln sind, ist dies bei einem modular aufgebauten USV-System viel einfacher. Das Modul lässt sich bei einer

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Routinekontrolle durch ein firmeneigenes Modul tauschen. Die Elektrolytkondensatoren werden dann in der Werkstatt des USV-Herstellers unter idealen Bedingungen ausgewechselt.

Ein am Ende durchgeführter Stresstest führt zur sicheren Aussage, dass wieder ein korrekt arbeitendes Modul beim Kunden eingesetzt wird.

Liegt nur eine grosse USV vor, muss die Anlage während dem Eingriff beim Kunden über den mechanischen Bypass arbeiten. Demnach liegt während des Tausches von Komponenten in der USV keine gesicherte Stromversorgung vor. Je nach Anlage ist dieses Risiko in einer Schwachlastzeit vertretbar. Bei vielen Anlagen darf dieser Fall allerdings nie auftreten. Diese Tatsache allein spricht schon für ein modulares Konzept, denn sonst wird ein Service zur grossen Herausforderung.

Jede USV steht und fällt mit ihren Batterien. Diese benötigen immer Inspektion und Wartung. Ein grosser Teil von USV-Problemen ist auf schwache Batterien zurückzuführen. Zwei Faktoren beeinflussen die Lebenserwartung der Batterien: Die Arbeitsweise der USV und die Umgebungstemperatur.

Es empfiehlt sich die Batterien im Keller aufzubauen, weil hier die Umgebungstemperatur problemlos 10 °C tiefer liegt als beispielsweise im Schrank der USV. Damit verdoppelt sich die Lebenserwartung der Batterien. Batterien leben auch dann länger, wenn sie im Normalbetrieb der USV nur mit einem kleinen Ladestrom versorgt werden. Keinesfalls dürfen die Batterien zur Glättung der Zwischenkreisspannung dienen. Kunden können also durch die Wahl des USV-Systems und durch den Aufstellungsort der Batterien im Betrieb Kosten sparen, müssen aber bei der erstmaligen Investition tiefer in die Tasche greifen.

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Elektrotechnik 4/14 | 15

Installations- & Gebäudetechnik

dies lässt sich nur über USV-Systeme garantieren.

Auch Gebäudeautomationssysteme verlangen heute eine gesicherte Stromversorgung.

Prinzip einer transformatorlosen Drehstrom-USV.

spannung versorgt. Bei einer OnlineUSV darf die Netzspannung grosse Spannungs- und Frequenzschwankungen aufweisen, die Verbraucher werden stets mit sauberer Sinusspannung versorgt. Bei einem Ausfall der Netzspannung entsteht kein Unterbruch bei der Last, auch nicht für Bruchteile von Millisekunden. Eine Online-USV erreicht heute bei den besten USV-Systemen im idealen Arbeitspunkt 96 % Wirkungsgrad.

Modulare, parallel schaltbare 19’’USV-Module, arbeiten im Falle höchster geforderter Sicherheit, immer in Online-Technik, denn im sogenannten ECO-Mode, wo die einzelnen USV im Bypass arbeiten, ist ein Netz-Kurzschluss auf der Primärseite tragisch.

Der elektronische Bypass-Schalter in Thyristor-Technik (Bild3 oben rechts) lässt sich nicht augenblicklich sperren.

Obwohl Wechselrichter und Ausgangsfilter auf Arbeitspunkt gehalten werden und sofort ohne Unterbruch die Last übernehmen könnten, arbeiten sie auf das kurzgeschlossene Netz über den Bypass-Schalter. Die Lastspannung ist Null, bis der Bypass-Schalter in Stellung Aus ist. Fraglich ist allerdings, ob er je öffnet bzw. die USV wegen Kurzschluss am Ausgang nicht vorher schon abstellt.

In einem Hochglanzprospekt steht selbstverständlich immer der höchste erzielbare Wirkungsgrad. Nur arbeiten USV kaum je mit der Nennlast bei höchstem Wirkungsgrad, sondern fast immer im Teillastbereich. Dazu ein Beispiel.

Redundanz problemlos Modulare USV-Systeme basieren auf einer Parallelarchitektur. Heute lassen sich von vielen USV-Herstellern 19’’USV-Module einfach parallel schalten.

Wie schon erwähnt, liegt ein grosser Vorteil der modularen Technik darin, dass sich die Leistung problemlos an neue Verhältnisse im Betrieb anpassen lässt. Interessant ist aber ein weiterer wichtiger Vorteil modularer Technik: Mit einem kleinen Überhang an Systemleistung lässt sich Redundanz erzielen. Wenn ein Kunde eine einzige grosse USV im Betrieb hat, verzichtet er mitunter auf Redundanz aus Kostengründen. Hat er mehrere kleinere modulare USV-Systeme, typischerweise 19’’-Module, erzielt er ohne grossen Mehraufwand Redundanz und tiefere Betriebskosten.

Zwei USV-Systeme parallel Wir nehmen an, ein Kunde möchte auch die USV-abgesicherte Stromversorgung redundant gestalten, denn schliesslich kann auch die USV ausfallen oder muss gewartet werden. Der Kunde hat zwei parallel geschaltete USV. Diese arbeiten typischerweise bei 35 % Auslastung (0,7 × 0,5 = 0,35).

Grund: Müsste eine USV mit ihrer Spitzenleistung arbeiten, würden zwei parallel geschaltete USV mit je 50% der Spitzenleistung die Last versorgen, denn eine USV muss ja die höchste Last übernehmen können. Weil aber immer Reserve bestehen muss und kaum über längere Zeit Spitzenlast vorliegt, sind 35 % Auslastung ein guter Ansatz. Bei 35 % Auslastung haben viele USV schon einen deutlich schlechteren Wirkungsgrad als bei Nennleistung. ➜

USV 1 Bypass Batterie

~=

~= USV 2 Bypass

EMC Filter

Batterie

~=

EMC Filter

EMC Filter

USV Netz

USV 3

19" Rack mit USVModulen, jedes Modul ist autonom

Bypass Batterie

~=

Netz

~=

Installations- & Gebäudetechnik

2

~=

Redundant arbeitende 19’’-USV-Module, die unter Spannung (hot swap) gewechselt werden können.

3 Bypass Ein- und Ausgang nur eine Phase gezeichnet L

~

1

=

BatterieModul für positive Batterie laden «+» Halbwelle

2

L

= 3

N

=

=

~ Batterie laden «-»

1 Gleichrichter 2 Buster (Hebt Gleichspannung über Spitzenwert + und -) 3 Wechselrichter

16 | Elektrotechnik 4/14

N

BatterieModul für negative Halbwelle Prinzip USV ohne Transformer

Wirkungsgrad bei Teillast?

Der Wirkungsgrad einer USV ist von vielen Faktoren abhängig. Eine Offline-USV hat immer den besten Wirkungsgrad, weil hier im Normalbetrieb die Netzspannung direkt über den Bypass auf die Last kommt. Typisch sind Wirkungsgrade von 99 %. Bild 3 zeigt das Prinzip einer Drehstrom-USV, die ohne Transformator arbeitet. Um das Schema einfach zu halten, ist nur eine Phase gezeigt. Der Neutralleiter ist vom Eingang zum Ausgang durchgehend, darf eingangsseitig keinesfalls unterbrochen werden.

Bei einer Online-USV (VFI) bzw. einer USV im Online-Betrieb, wird die Netzspannung immer gleichgerichtet und führt dann über die Zwischenkreis-Gleichspannung zum Wechselrichter. Die Last wird stets mit Sinus-

TCO: das Kriterium!

Dem Kunden müsste eigentlich der TCO, also die Gesamtkosten der USV-Anlage über die Lebensdauer betrachtet, am wichtigsten sein. Leider ist dem häufig nicht so, weil am Anfang nur die Investitionskosten zählen. Ein paar Service mehr im Laufe von 10 Jahren, zwei Batteriewechsel anstelle von nur einem und höhere Stromkosten wegen des schlechteren Wirkungsgrades, können Anfangs-Mehrinvestitionen bei Weitem übertreffen.

Sollte die USV gar einmal ausfallen, muss kein Kunde überzeugt werden, dass er wohl doch besser am Anfang etwas höhere Investitionskosten hätte in Kauf nehmen sollen. Vor allem die Tatsache des höheren Stromverbrauchs beachten viel zu wenige Kunden. Für sie zählt die Angabe im Hochglanzprospekt, nur ist dieser Wert fast immer illusorisch. Es kommt hinzu, dass nebst

dem Strom-Mehrverbrauch der USV auch die Kühlanlage, die in vielen Betrieben im Einsatz steht, die höhere USV-Verlustwärme abführen muss und demnach zusätzlich auch noch die Stromrechnung belastet.

Viele Unternehmen überlassen die Überwachung der USV-Anlage dem USV-Hersteller. Es lohnt sich dabei sehr, diese Serviceleistung vor dem Kauf der USV-Anlage zu prüfen, denn ein vereinbarter Service nützt ja wenig, wenn dieser vom USV-Anbieter gar nicht rund um die Uhr an 365 Tagen im Jahr gewährleistet werden kann.

Oftmals besteht ein Service nur auf dem Papier, weil schlicht keine kompetenten Serviceleute rund um die Uhr an 365 Tagen im Jahr zur Verfügung stehen.

Fazit Modulare 19’’-USV-Systeme sind eine gute Wahl, obwohl die Anfangsinvestition höher ausfällt. Wenn der Leistungsverbrauch im Betrieb steigt, lässt sich einfach ein zusätzliches 19’’-Modul einstecken. Bei richtiger Dimensionierung, arbeitet das System mit gutem Wirkungsgrad und der Kunde erhält quasi nebenbei noch eine Redundanz.

4

AC-AC-Wirkungsgrad

96 USV 3

95

USV 1

94

USV 2

93 92 91 90

0

25

50

75

Last in % 100

Wirkungsgrad einer Online-USV im Teillastbereich.

Moderne Systeme lassen sich für alle Betriebsfälle so parametrieren, dass im Falle eines Falles, optimal reagiert wird.

Sollte ein Stromausfall länger dauern, können Server automatisch kontrolliert über die USV-gesteuert, runterfahren.

Batterietests lassen sich ferngesteuert wöchentlich oder monatlich ausführen.

Selbstverständlich werden Unregelmässigkeiten per Mail oder SMS gemeldet.

Natürlich besteht auch ein Datenlogger; dieser speichert alles, auch Bedienungsfehler. Letztere können den USV-Hersteller im Regressfall entlasten.

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Installations- & Gebäudetechnik

Modulare 19’’-Technik Bei einer modularen USV-Technik sieht die Bilanz viel besser aus. Wir nehmen an, die Spitzenlast beim Kunden beträgt 13 kVA. In seinem 19’’Rack arbeiten 4 Module zu je 5 kVA parallel. Es liegt also eine USV-Spitzenleistung von 20 kVA vor. Diese Module arbeiten mit rund 65 % Auslastung (13/20 = 0,65), sofern die Leistung auf alle Module exakt verteilt wird, was bei guten USV-Systemen der Fall ist. Bei 65 % Auslastung ist der Wirkungsgrad in aller Regel besser als bei 35 %, je nach USV-Hersteller erheblich besser.

Bild 4 zeigt den Wirkungsgrad-Verlauf bei einer sehr guten USV (USV 1) und einer, die im Teillastbetrieb schnell schlechter arbeitet (USV 2).

In diesem Beispiel ist aber besonders interessant, dass der Kunde mit einem modularen USV-System nebst dem höheren Wirkungsgrad auch noch von einer automatisch gegebenen Redundanz profitiert. Selbst wenn ein USV-Modul der vier parallel geschalteten USV ausfällt, versorgen die drei verbliebenen USV-Module problemlos die Spitzenlast zuverlässig. Je mehr USV-Module parallel arbeiten, desto sicherer wird die Stromversorgung und desto höher fällt der Wirkungsgrad aus.

Neuste Ansätze gehen dahin, dass die Elektronik der USV so konzipiert wird, dass ihr höchster Wirkungsgrad bei 50 % Auslastung besteht. Dies ist dann sinnvoll, wenn die USV im Teillastbereich arbeiten, was bei einem redundanten System immer der Fall ist. In Bild 4 entspricht dies der USV 3.

Highlight

Flexible, hochkompakte, benutzerfreundliche USV bis 10 kVA

PowerValue 11RT: Neue einphasige USV PowerValue 11RT ist ein neues einphasiges USV-System in Onlinedoppelwandler-Bauweise. Hervorragende Effizienz und eine kompakte Bauweise zeichnen das System aus. Sie eignet sich insbesondere zur Absicherung kleinerer IT-Umgebungen und ist dabei in der einphasigen Leistungsklasse bis 10 kVA zu Hause.

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Die PowerValue-Serie umfasst fünf verschiedene Modelle von 1 bis 10 kVA. Die Modelle mit höherer Leistung (6 und 10 kVA) können zu Redundanzzwecken oder zur Erhöhung der Gesamtkapazität auf 20 kVA parallel geschaltet werden. Zur Verlängerung der Überbrückungszeit können alle Modelle mit bis zu vier Batteriemodulen ausgestattet werden. Die Modelle mit höherer Leistung besitzen zusätzlich ein stärkeres, integriertes Ladegerät. Dieses ermöglicht nicht nur mehr Flexibilität bei der Verlängerung der Laufzeit im Batteriebetrieb, sondern erhöht auch die Systemverfügbarkeit und die Zuverlässigkeit.

Sehr kompakt Bei der PowerValue 11RT-Serie wurde auf besonders kompakte Abmessungen geachtet. Die Komponenten können als

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Über Newave Die Newave Energy AG gehört seit dem 27. Februar 2012 zur ABB-Gruppe. Das Unternehmen ist sowohl der führende Hersteller von trafolosen dreiphasigen USV-Anlagen als auch technologisch führend bei modularen USV-Systemen. Das Produktprogramm umfasst hochverfügbare und energieeffiziente Standgeräte 800 Watt bis zu einer Abgabeleistung von 5 Megawatt.

Newave hat sich insbesondere der Energieeffizienz verpflichtet. Das Unternehmen produziert die USV-Anlagen mit dem branchenweit höchsten Wirkungsgrad.

Neben innovativer Technologie bietet die Newave Energy AG auch umfassende Dienstleistungen wie technische Beratung, Verkauf, Schulung sowie Wartung und Service, mit einem Kundendienst 24 h/365 Tage.

Standalone betrieben, oder in 19’’Racks integriert werden. Die Wartungsfreundlichkeit wurde durch die Möglichkeit zum Batterieaustausch bei laufendem Betrieb und durch skalierbare Batterienutzungszeiten verbessert.

Die PowerValue 11RT sorgt nicht nur für die Sicherheit der Stromversorgung bei Servern, VoIP-Geräten, Telekommunikationsanlagen und anspruchsvollen Steuerungen, sondern sichert auch eine gleichbleibende Netzqualität und kompensiert Spannungsspitzen und Spannungsanstiege. Zudem werden Rauschen und Oberschwingungen reduziert. PowerValue 11RT ist die ideale einphasige Ergänzung im ABB USV-Programm und bedient die wachsende Nachfrage nach kompakten, zuverlässigen und benutzerfreundlichen USVSystemen, mit hoher Leistung zu attraktivem Preis.

Bei Newave gut aufgehoben ABB ist weltweit führend in der Energie- und Automationstechnik. Das Unternehmen ermöglicht ihren Kunden in der Energieversorgung und in der Industrie, ihre Leistung zu verbessern und gleichzeitig die Umweltbelastung zu reduzieren. ABB beschäftigt etwa 150 000 Mitarbeitende in rund 100 Ländern.

Newave Energy AG A member of the ABB Group 5432 Neuenhof Tel. 056 416 01 01 ups@ch.abb.com www.newavenergy.ch

Auf Skalierbarkeit ausgerichtetes modulares USV-Design

USV-Anlage Modulon DPH

Links Schrank mit 19"-USV-Modulen; rechts oben: Bedienungseinheit; rechts unten: Zweiteiliger Schrank mit Batteriemodulen.

Rechenzentren und auch heikle Prozesse oder Gebäudesysteme sind auf eine absolut zuverlässige Spannungsversorgung angewiesen.

Die CTA Energy Systems AG bietet skalierbare USV-Systeme mit herausragenden technischen Eigenschaften.

Das vollständig fehlertolerante Design bietet Selbstredundanz sowohl bei der Steuerung, Kühlung als auch Batterien.

Grosse Vorteile bestehen im Servicefall durch die Hot-Swapping-Fähigkeit, also der Möglichkeit, ein USV-Modul während des Normalbetriebs zu wechseln. Damit ergibt sich maximale Verfügbarkeit der Stromversorgung für ein Rechenzentrum, aber auch für ein Gebäude.

Herausragende Eigenschaften Die modulare USV-Anlage Modulon DPH von Delta Energy Systems ist von 25 bis 800 kVA bzw. 25...800 kW skalierbar. Sie ist auf Basis der OnlineDoppelwandlertechnik gemäss Klassifizierung VFI-SSS-111 entsprechend der Norm IEC EN 62040-3 konzipiert.

Bereits im Teillastbereich (ab 30 % Last) wird ein Wirkungsgrad von rund 95 % erreicht. Sie bietet die beste Kombination in Bezug auf Zuverlässigkeit, Funktionalität, Hot-Swap-Möglichkeit und Flexibilität.

Die Modulon DPH garantiert höchsten Schutz bei anwendungskritischen Verbrauchern in Rechenzentren oder anderen kritischen Anwendungen.

In einem Standard-Schrank können bis zu acht Module, mit einer Gesamtleistung von bis zu 200 kVA/KW installiert werden. Es können bis zu vier Schränke parallel betrieben werden.

Technische Details • Skalierbare Flexibilität zur jederzeitigen Anpassung der Infrastruktur ohne Überinvestition • Stromverteilung im Rack oder – je nach Kapazitätsanforderungen – durch Einsatz eines parallelisierten Rack-Gehäuses integrieren; eine perfekte Kombination aus Ausfallschutz und Verteilung • Selbstsynchronisierung von Stromund Steuerungsmodulen für kontinuierlichen Online-Betrieb, selbst bei Ausfall eines Steuerungsmoduls • Umfangreicher Eingangsspannungsbereich von – 45 % bis + 25 %, hingegen eng geregelte Ausgangsspannung • Geringe harmonische Belastung (iTHD ‹ 3 %) zur Reduzierung der Upstream-Investitionskosten und Erfüllung anspruchsvoller Versorgungsanforderungen.

Einfache Wartung • Integrierter manueller Bypass zur Eliminierung wartungsbedingter Ausfallzeiten • Proaktive Erkennung von Lüfterund Schalterfehlern zur frühzeitigen Diagnose bei USV-Störungen • Plug-and-Play-Fähigkeit zur Vereinfachung der Wartung Fazit Als Vertriebspartner der Delta Energy Systems in der Schweiz verfügt die CTA Energy Systems über eine flächendeckende Service-Organisation mit 24-h-Pikettdienst und einem umfangreichen Lager an USV-Anlagen, Ersatzteilen und Batterien.

CTA Energy Systems AG 3110 Münsingen Tel. 031 720 15 50 info@usv.ch www.usv.ch

Highlight

Hager an der Electro-Tec 2014

Impulse für die Elektrobranche putz-Version zur Verfügung. Die Aufputz-Version rüstet ebenfalls auf: Das neu integrierte Lochblech erleichtert die Installation von Mediakomponenten wie das Hager Multimedia System (HMS). Für Einsätze in rauen Umgebungsbedingungen bietet sich die frisch lancierte Edelstahlgehäuse-Familie orion.inox an.

Ob Abzweigdose, Wandgehäuse oder Standschrank – das Sortiment punktet mit Widerstandsfestigkeit und Eleganz.

Auch «im Untergrund» beweist Hager Stärke: Messebesucher, die Gewerbe- und Zweckbauten diskret elektrisch erschliessen möchten, werden sich am Hager-Stand vor allem für die Bodeninstallations- und Unterflursysteme sowie für die Bodendosen begeistern.

Nicht zuletzt freut sich Hager an der Electro-Tec auf den direkten Kontakt zu Kunden und Partnern.

Wie wichtig ihr dieser Austausch ist, zeigt die Firma auch mit der Eröffnung des Kunden- und Schulungscenters an ihrem Hauptsitz in Emmenbrücke im April 2014.

Hager verleiht damit ihMultitalente im stilvollen Design: An der Electro-Tec 2014 stellt rem Motto «Mit Ihnen, Hager die neuen KNX Touch Sensoren vor. für Sie» langfristig Nachdruck.

Hager ist der starke Partner für Elektrolösungen in den Bereichen «Wohnbau/Gewerbe», «Zweckbau» und «Infrastruktur» – und Leading Partner der Electro-Tec 2014. Am 14. und 15. Mai sorgt die Firma an der BernExpo (Halle 2.2, Stand B010) für neue Impulse in der Elektrobranche.

Ob die Messebesucher an der ElectroTec auf der Suche nach speziellen Lösungen sind oder sich einfach durch die neusten Trends inspirieren lassen wollen – bei Hager am Stand B010 in der Halle 2.2 sind sie richtig. Dort greift Hager das Thema Solarenergie auf und zeigt eine erste Lösung für Photovoltaik-Anwendungen. Zusammen mit den bestehenden Lösungen aus der Gebäudesystemtechnik verfügt der Hager Kunde so über sämtliche Geräte zur Nutzung, Messung und Visualisierung von regenerativen Energiequellen.

Nebst der Energieeffizienz kommen auch die Ästhetik und der Komfort nicht zu kurz. Gleich beides verbinden die neuen elektronischen KNX Touch Sensoren: Die schlanken Geräte mit ihrem abgerundeten oder eckigen Design in Schwarz oder Polarweiss sind an jeder Wand ein Blickfang. Und dank der kapazitiven Glasoberfläche genügt eine leichte Berührung, um Funktionen und Szenen abzurufen. Ebenfalls neu in der KNX-Familie ist das DALI-Gateway, mit dem der Benutzer zum Beispiel dynamische Sequenzen für Farbverläufe in Verbindung mit LED steuern kann.

Ideen weiterentwickeln – Kontakte vertiefen Das anlässlich der Ineltec 2013 lancierte Schalter- und Steckdosensortiment robusto für den Nass- und den Aussenbereich konnte schon zahlreiche Kunden überzeugen. Ergänzt durch die Bewegungsmeldungsfunktion wird es auch die Electro-Tec-Besucher mit seinem unverwechselbaren Design in den vier Standardfarben Signalweiss, Lichtgrau,

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Schwarz und Aluminium in den Bann ziehen.

Hager beweist an der Electro-Tec 2014 einmal mehr ihre Fähigkeit, bewährte Lösungen weiterzuentwickeln und auf Kundenbedürfnisse einzugehen. So steht in der Kleinverteilerserie volta ab sofort eine 5-reihige Unter-

Hager AG 6020 Emmenbrücke Tel. 044 817 71 80 infoch@hager.com www.hager.ch www.tebis.ch Halle 2.2, Stand B010

NOXnet: Bequem steuern mit App INTELLIGENTE GEBÄUDEAUTOMATION MIT NOXnet VON INNOXEL

Die App Das Schweizer Gebäudeautomationssystem NOXnet lässt sich auch übers iPhone steuern, egal, ob Sie zu Hause, im Restaurant oder im Urlaub sind. Mit der App lassen sich Lichter und Storen fernbedienen, Stimmungsbeleuchtungen vom Sofa aus wählen, Szenen- und Zentralfunktionen auslösen, IP-Kameras bewegen, Zustände und Wetterdaten anzeigen und … Die App ist für 29 Franken erhältlich, die Verbindung über einen kleinen Server kostet 280 Franken. Mehr brauchts nicht. Die Gestaltung der Oberfläche erfolgt automatisch – per Mausklick – aus der bestehenden Konfigurationsdatei.

Mit Innoxel App hat man alle elektrischen Verbraucher im Überblick. Wo brennt Licht, wo nicht? Vergessene Lichter können einfach mit dem

iPhone, iPad oder iPod touch ein- und ausgeschalten werden. Ebenso bequem lassen sich Storen bedienen, Dachfenster bewegen, Standby-Stromverbraucher vom Netz trennen, die Heizung absenken und vieles andere mehr. Die Änderung der Symbolfarbe zeigt an, dass die gewünschte Funktion ausgeführt worden ist – das gibt Sicherheit.

Ein kurzer Blick auf die Daten der Wetterstation zeigt, ob es schon regnet und wie kalt sich die gemessene Temperatur mit starkem Wind anfühlt.

Ein Download der App berechtigt zur Installation auf fünf Geräten; mit Innoxel App können gleichzeitig mehrere Objekte (also auch das Ferienhaus) gesteuert werden.

Mit der kostenlosen PC-Software Innoxel Setup kann die Benutzeroberfläche verfeinert und individuell angepasst werden. Favoriten und Symbole gewährleisten einen raschen Zugriff. – Zum Testen ist im AppStore eine kostenlose Demoversion erhältlich.

INNOXEL App Steuern und Anzeigen aller Verbraucher und IP-Kameras; automatische Gestaltung aus Konfigurationsdatei, CHF 29.–

FIRMENSITZ INNOXEL System AG, 3661 Uetendorf Tel. 033 345 28 00, www.innoxel.ch

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Links: Anpassung der Benutzeroberfläche mit der kostenlosen PC-Software. Mitte: Kamera, Licht, Storen, Szenen, Klima, Wetterstationsdaten. Rechts: Überwachungskamera Innoxel App auf iPad Air.

SHOWROOM Winterhaldenstrasse 14 A 3627 Heimberg

Highlight

Die neue LegiStop Legionellenschaltung von Brelag

Stopp den Legionellen Die Legionellose, auch Legionärskrankheit bezeichnet, ist eine schwere Lungenentzündung, welche durch Bakterien der Gattung Legionella ausgelöst wird. Die Bakterien vermehren sich vor allem in stehenden Gewässern mit Temperaturen zwischen 25 und 45 Grad, wie es in Boilern vorkommt, dessen Wasser mit einer Wärmepumpe erhitzt wird.

Um dieser Gefahr vorzubeugen, hat die Firma Brelag ein neues Produkt entwickelt – die LegiStop-Legionellenschaltung.

Die stäbchenförmigen LegionellenBakterien kommen in der Schweiz natürlicherweise in fast allen wässerigen und feuchten Umgebungen vor und vermehren sich vor allem in Wassersystemen, in denen das Wasser nicht konstant erneuert wird, wie beispielsweise in Boilern fast sämtlicher Haushalte.

Eine erhöhte Konzentration im Trinkwasser zu Hause tritt dann auf, wenn das Warmwasser im Boiler beispielsweise nur 50 °C beträgt. So tiefe Temperaturen kommen vor allem beim Einsatz

von Wärmepumpen vor, denn diese arbeiten umso wirtschaftlicher, je tiefer die Temperatur des zu erhitzenden Wassers ist.

Schutz vor Legionellen Die beste Präventivmassnahme, um bei sanitären Installationen eine Legionella-Vermehrung zu verhindern, besteht darin, eine Heisswassertemperatur von mindestens 70 Grad am Boilerausgang sicherzustellen. Damit wird eine Legionellen-Kultur zu 100 Prozent abgetötet.

Legionellen sind eine echte Gefahr für die Gesundheit. Mit LegiStop wird wöchentlich vollautomatisch einmal das Wasser auf 70 °C aufgeheizt, Handschaltungen sind trotzdem möglich.

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Um dies zu automatisieren, hat die Firma Brelag die LegiStop-Legionellenschaltungen entwickelt. Gegenüber den in der Vergangenheit verschiedenen, zusammengebastelten Lösungen, bildet die LegiStop-Legionellenschaltung eine saubere und kompakte Komplettlösung.

Die beiden neuen Modelle LegiStop ECO und LegiStop Quick-Install sind komplett vordrahtet und können mit wenigen Handgriffen in Betrieb genommen werden.

Entwicklung in Kooperation mit WV-Ausschuss Da die Firma Brelag ihre Produktgruppen ständig weiterentwickelt und optimiert, gehen die beiden LegiStop-Vorgängerversionen «PRO WV S1» und «SAVE» in Pension und werden abgelöst durch die beiden neuen Top-Modelle «ECO» und «QuickInstall».

Diesmal erfolgte die Entwicklung gemeinsam in Kooperation mit den Verantwortlichen des WerkvorschriftenAusschusses Bern, Jura und Solothurn (WV-Ausschuss). Deshalb sind auch beide Modelle nach den strengsten WV-Kriterien zertifiziert und sind vom WV-Ausschuss ausdrücklich empfohlen.

LegiStop-Lösung Während 6 Tagen in der Woche heizt die Wärmepumpe das Wasser auf 50 °C auf. Am siebten Tag übernimmt die Automatik von LegiStop die zusätzliche Aufheizung des Warmwasserspeichers bis auf 70 °C über die elektrische Direktheizung. Das zusätzliche Aufheizen des Boilers um 15 °C benötigt wenig elektrische Energie, bringt aber maximale Sicherheit bezüglich der gefährlichen Legionellen. Brelag hat zwei komplett vorverdrahtete Schaltungen zur Lösung dieses Problems. Bei der einen Version übernimmt eine integrierte Wochenuhr die automatische Aufheizung, im zweiten Fall kommt das Auslösesignal von der Wärmepumpensteuerung.

Nebst der zuverlässigen Legionellen-Vernichtung verfügen beide Legi Stop-Schaltungen über weitere Vortei-

Steuerung ab Wärmepumpe mit LegiStop ECO WV S1+L • Statistisch gestreute Einschaltverzögerung • Automatische Rückstellung auf Nachtladung nach jeder manuell gewählten Tagladung • Umschalter «Sommer-Winter» (Wärmepumpe-Elektrisch) • Eindeutiger AUS-Schalter • Plombierbarkeit aller Anschlüsse • Komplett vorverdrahtet und platzsparend angeordnet

Highlight

le. Sie erlauben beide auch den Handbetrieb. Das EVU schätzt, bzw. verlangt gar, dass die Einschaltung der Boilerheizungen durch einen Zufallsgenerator von 10…120 Sekunden verzögert wird, damit nicht Hunderte von Boilern gleichzeitig einschalten.

LegiStop ECO WV S1+L für Steuerung ab Wärmepumpe, komplett ab Werk verdrahtet.

Steuerung ab Wochenschaltuhr mit LegiStop QuickInstall WV S1+LU • Werkseitig programmierte wöchentliche elektrische Warmwasseraufheizung zum Niedertarif • Statistisch gestreute Einschaltverzögerung • Automatische Rückstellung auf Nachtladung nach jeder manuell gewählten Tagladung • Umschalter «Sommer-Winter» (Wärmepumpe-Elektrisch) • Eindeutiger AUS-Schalter • Plombierbarkeit aller Anschlüsse • Komplett vorverdrahtet und platzsparend angeordnet Winterbetrieb Solange die Wärmepumpe kein Signal ausgibt, wird der Boiler nur von der Wärmepumpe beheizt. Kommt ein Signal von der Wärmepumpe, wird der Boiler zusätzlich elektrisch beheizt; dies aber nur während der Niedertarifzeit, wenn zusätzlich das Signal vom Rundsteuerempfänger (RSE) anliegt. Die Temperaturregelung während der elektrischen Beheizung erfolgt via Thermostat im Boiler selbst.

Sommerbetrieb Ist im Sommer die Wärmepumpe inaktiv, bleibt bei der LegiStop-Legionellenschaltung ein allfälliges Potenzial der Wärmepumpe wirkungslos. Sobald die Nachtphase des Rundsteuerempfängers (RSE) anliegt, schaltet der Boilerschütz die Elektroheizung ein. Falls eine Tagladung gewünscht ist, kann die Boilersteuerung auf Tagladung geschaltet werden. Diese Vorwahl wird durch das nächste Signal des Rundsteuerempfän-

LegiStop QuickInstall WV S1+LU mit integrierter Wochenuhr, komplett ab Werk verdrahtet.

gers für die Nachtphase wieder deaktiviert.

Fazit Mit den LegiStop ECO WV S1+L und LegiStop QuickInstall WV S1+LU hat Brelag zwei Boiler-Steuergeräte im Programm, die keine Wünsche offen lassen. Sie lösen das Legionellen-Problem beim Einsatz von Wärmepumpen zur Aufheizung von Boilern zuverlässig.

Die Steuerungen erlauben auch eine Boileraufheizung während der Hochtarifzeit, stellen sich aber automatisch während der nächsten Einschaltung zur Niedertarifzeit zurück und ersparen so dem Besitzer teure Stromrechnungen.

Beim LegiStop QuickInstall muss sogar nicht mal die Wärmepumpe angeschlossen werden. Der Befehl für die

regelmässige Erhitzung des Wassers erfolgt über die integrierte Wochenschaltuhr. Hergestellt werden sämtliche Brelag-Produkte in der Schweiz.

Brelag Systems GmbH 5452 Oberrohrdorf Tel. 056 485 90 80 info@brelag.com www.brelag.com

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Automation & Elektronik

Batterieforschung

Es gibt noch viel zu tun Batterien starten Autos, versorgen Herzschrittmacher mit Energie und ermöglichen heute überhaupt Kommunikation über Smartphones und Tablets. Die chemischen Energiespeicher gelten als Schlüsseltechnologie für die Elektromobilität und die Energiewende. Forscher legen wichtige Grundlagen für Batterien der nächsten und übernächsten Generation.

Sony brachte 1991 die ersten LithiumIonen-Akkus auf den Markt, heute sind sie in fast allen mobilen Geräten zu finden. Auch strombetriebene Fahrzeuge werden heute mit leistungsfähigen Lithium-Ionen-Akkus angetrieben und

Empa-Forscher Marcel Held untersucht Batterien auf Ausfallund Alterungseffekte.

gelten als wichtiger Baustein auf dem Weg zum Marktdurchbruch. Entsprechend euphorisch sind die Prognosen.

Lux Research, ein internationales Forschungs- und Beratungsunternehmen, erwartet in den kommenden fünf Jahren ein Martkwachstum für LithiumIonen-Batterien von fast 50 Prozent.

Das Volumen werde von 28 Milliarden US-Dollar in diesem Jahr auf 41 Milliarden in 2018 steigen. Die Experten gehen davon aus, dass die Nachfrage nach Lithium-Ionen-Akkus zunächst

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vor allem durch mobile Endgeräte getrieben wird. Noch grösseres Wachstumspotenzial liegt aber in der Elektromobilität: Der Markt für Li-IonenAkkus in Elektrofahrrädern und PlugIn-Hybrid-Wagen soll jährlich jeweils um 22 Prozent und für Hybridfahrzeuge sogar um 34 Prozent wachsen.

Allerdings haben Lithium-Ionen-Batterien einen entscheidenden Nachteil: Sie sind teuer. Derzeit kosten Li-Akkus für Elektrofahrzeuge noch mehr als so mancher Kleinwagen. Doch das soll sich, laut einer Studie der Strategieberatung McKinsey, ändern. Die Experten erwarten, dass die technische Weiterentwicklung sowie verbesserte Fertigungstechniken und sinkende Margen die Preise purzeln lassen.

Doch bevor diese Kraftpakete grössere Serien-Elektrofahrzeuge antreiben, stehen Forscher noch vor einigen Herausforderungen: Die künftigen Akkus sollen nicht nur mehr Energie speichern, sondern auch sicher, leicht und sowohl robust sein und sowohl bei hohen als auch bei niedrigen Temperaturen zuverlässig arbeiten.

«Es gilt die Lebensdauer zu erhöhen.

Zudem müssen die Batterien sowohl bei hohen als auch bei niedrigen Temperaturen zuverlässig arbeiten», erläutert Jens Tübke vom Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT, Karlsruhe, die hohen Anforderungen. Der Experte für Elektrochemie ist Sprecher der Fraunhofer-Allianz Batterien, in der sich 19 Institute zusammengeschlossen haben, um ihre Kompetenzen in der Batterieforschung und -entwicklung zu bündeln. Ein Schwerpunkt der Allianz ist es, Lithium-Ionen-Batterien so zu verbessern, dass sie künftig diese vielfältigen Anforderungen erfüllen. Darüber hinaus arbeiten die Forscher an Akkus

und Batteriesystemen der nächsten und übernächsten Generation.

Von aussen sehen Akkus wenig spektakulär aus. Aber sie haben ein komplexes Innenleben. Für die Leistungsfähigkeit einer Batterie sind die Komponenten Anode, Kathode, Separator und Elektrolyt ebenso von Bedeutung wie die optimale Abstimmung der Bauteile aufeinander. «Die Energiespeicher unterscheiden sich durch die Kombination ihrer Materialien. Sie arbeiten mit festen, flüssigen oder gelförmigen Stoffen, ihre Elektroden können unterschiedlich geformt oder beschichtet sein, und ihr geometrischer Aufbau variiert», erklärt Jens Tübke. Eine Vielzahl von Parametern, die man erforschen und verbessern kann, um das optimale Paket zusammenzustellen.

Ein wichtiges Kriterium für die Batterien der Zukunft ist Sicherheit. Hier haben Lithium-Ionen-Batterien eine Schwachstelle: Die organischen Elektrolyte sind brennbar. Überhitzen die Akkus, können sie sich entzünden (siehe ET 12/2013 Seite 18). Forscher des Fraunhofer-Instituts arbeiten an Lithium-Polymer-Batterien, um die Akkus sicherer zu machen. Der Vorteil: Polymere brennen nicht. Das Fraunhofer Institute ISC geht bei den Elektrolyten bereits einen Schritt weiter. Es werden Glaselektrolyte entwickelt, die sehr sichere und leistungsfähige Batterien ermöglichen. Sicherheit steht auch im Fokus des Projekts «SafeBatt». Ein Schwerpunkt des in 2012 gestarteten Forschungsvorhabens ist es, Halbleitersensoren aus bisher nicht verwendeten Materialien wie Graphen zu entwickeln, um sicherheitsrelevante Parameter der Batteriezelle zu erfassen; beispielsweise chemische Prozesse, den Druckanstieg und die Temperaturverläufe innerhalb der Zelle.

Doch wie sicher sind batteriebetriebene Fahrzeuge bei einem Unfall? Was passiert in den Akkus, wenn ein Elektrowagen stundenlang in der prallen Sonne parkt? Passen Elektrolyt und Batteriematerialien zusammen? Wie verhält sich die Batterie beim Laden und Entladen? Um diese und weitere

Wissenschaftler des PSI bei der Entwicklung der Lithium-Schwefel-Batterie. Petr Novák, Claire Camille Villevieille und Sigita Urbonaite. (von links).

(Bild: Markus Fischer/ PSI)

Leitfähigkeit. Deshalb muss er in eine leitfähige Matrix eingebracht werden.

So lässt er sich besser elektrochemisch nutzen. Der grosse Vorteil dieses neuen Batterien-Typs: Lithium-Schwefel-Batterien können auf gleichem Raum mehr als doppelt so viel Energie speichern wie herkömmliche Akkus. Künftig sollen Lithium-Schwefel-Batterien sogar

bis zu 600 Watt-Stunden pro Kilogramm (Wh/kg) ansammeln können.

Zum Vergleich: Aktuell verwendete Lithium-Ionen-Akkus kommen auf maximal 250 Wh/kg. Allerdings haben die Systeme auch einen entscheidenden Nachteil: Bisher halten sie nur 50 bis 200 Ladezyklen. Das ist viel zu wenig.

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W

Mehr Energie speichern Grosse Hoffnungen für die Entwicklung besonders leistungsfähiger Batterien setzen Experten in den Einsatz neuer Materialien. Insbesondere Schwefel gilt als ein äusserst vielversprechender Werkstoff: Er ermöglicht deutlich höhere Energiedichten und ist im Vergleich zum knappen Kobalt – dem hauptsächlich in Lithium-Ionen-Batterien verwendeten Kathodenmaterial – in nahezu unbegrenzten Mengen verfügbar und dadurch günstiger. Der Nachteil: Schwefel besitzt eine geringe

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Fragen beantworten zu können, hat Fraunhofer das Leistungszentrum «Batteriespeichersysteme» aufgebaut. «Das Testen und Prüfen der Energiespeichersysteme ist ein immanent wichtiger Schritt in der fahrzeugtechnischen Entwicklungskette», betont Jens Tübke.

Wissenschaftler testen unter anderem wie sich die chemische Zusammensetzung und der Aufbau der Zellen oder die Umgebungstemperatur auf die Qualität und die Lebensdauer einer Batterie auswirken sowie die Crashsicherheit. Ausserdem prüfen sie, was beim Überladen oder bei einem Kurzschluss passiert.

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antreiben? Diese Fragestellungen haben Forscher des Fraunhofer-Instituts in der «Technologie-Roadmap Energiespeicher für die Elektromobilität 2030» untersucht. Ihr Fazit: Zunächst kommen Hochvolt-Lithium-Ionen-Systeme mit mehr als vier Volt zum Einsatz. Diese Batterien der Dritten Generation werden in den kommenden zehn Jahren für die Elektromobilität relevant sein. Bis die Lithium-Akkus der Vierten Generation ausgereift sind, dauert es noch. Die Experten erwarten, dass die Li-Schwefel-Technologie etwa 2020 und die Li-Luft-Batterie nach 2030 der Elektromobilität zu einem breiten Durchbruch verhelfen können.

Lithium-Ionen-Batteriemodul. Das Fraunhofer ISE entwickelt Speichersysteme für Solarstrom, deren Lebensdauer jener von Photovoltaikanlagen angepasst ist.

(Bild: Fraunhofer ISE)

Akkus wiederverwerten In Deutschland waren im Jahr 2012 etwa 1,3 Millionen E-Bikes unterwegs. ISC-

Testsystem zur Erprobung und Charakterisierung von Materialien für elektrische Energiespeicher.

(Bild: Fraunhofer IFAM)

Hier setzen die Arbeiten der Wissenschaftler des IWS an. Sie haben ein neues Batteriedesign entwickelt, das die Aufladezyklen von Lithium-SchwefelAkkus um das Siebenfache erhöht.

Noch mehr Energie können künftig Metall-Luft-Batterien liefern. Diese verfügen über eine theoretische Energiedichte von mehr als 1000 Wh/kg.

Die Besonderheit: Bei der Kathode handelt es sich um eine poröse Elektrode mit Luftkontakt. Dieser Batterietyp findet bis heute vor allem als ZinkLuft-Primärbatterien in Hörgeräten Einsatz.

Doch wann werden die Technologien so weit entwickelt sein, dass man sie einsetzen kann? Welcher Batterietyp wird in den nächsten Jahren Stromer

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Forscher untersuchen im Projekt Pedelec in enger Kooperation mit Industrieund Forschungspartnern die realen Belastungsprofile von Pedelec-Akkus bei Berufspendlern. Die Wissenschaftler lassen die Batterien im Labor gezielt altern und untersuchen sie anschliessend mittels Post-Mortem-Analyse, um das Langzeitverhalten besser zu verstehen. Die Erkenntnisse dienen sowohl der Weiterentwicklung von Batteriedesign und -materialien als auch dem Zukunftsthema Recycling.

Aber wie lassen sich die Akkus wiederverwerten? Kann man die wertvollen Inhaltsstoffe recyceln und den CO2-Fussabdruck der Batterien verringern? Diese Fragen untersuchen Forscher im Projekt «Automotive Battery

Recycling and 2nd Life». Wissenschaftler des ISC und der Fraunhofer-Projektgruppe Wertstoffkreisläufe und Ressourcenstrategie in Alzenau/Hanau arbeiten daran, die Erkenntnisse über Zellchemie und Degradation der enthaltenen Wertstoffe für das Batterierecycling zu nutzen.

Leistungsfähige Stromspeicher sind aber nicht nur ein wichtiger Baustein für den Durchbruch der Elektromobilität. Sie stellen auch den Schlüssel zu einer erfolgreichen Energiewende dar.

Im vergangenen Jahr wurden bereits fast 23 Prozent des deutschen Bruttostromverbrauchs aus erneuerbaren Quellen gedeckt. Und bis zum Jahr 2020 sollen Wind, Sonne, Biomasse und Wasserkraft sogar 35 Prozent des Strombedarfs in Deutschland liefern.

Doch leider bläst der Wind und scheint die Sonne nicht immer dann am stärksten, wenn der Energiebedarf am höchsten ist. Um die flukturierende Erzeugung mit dem schwankenden Bedarf in Einklang zu bringen, werden neuartige Stromspeicher benötigt.

Batterien für die Energiewende Eine Lösung sind Redox-Flow-Batterien. Sie speichern elektrische Energie in den flüssigen Elektrolyten. Die Ladung und Entladung der Elektrolyten findet dabei in elektrochemischen Zellen statt. Mehrere dieser Zellen werden hintereinander zu Stapeln, sogenannten Stacks, aufgereiht. Die bislang auf dem Markt verfügbaren Zellen besitzen eine Fläche von etwa einem DIN-A4-Blatt.

Ein Stapel aus solchen Zellen verfügt je nach Zellenanzahl über eine Leistung von ein bis drei Kilowatt. Forscher des Fraunhofer-Instituts konnten nun die Grösse der Stacks deutlich steigern.

Wie Redox-Flow-Batterien sich als Speicher für Strom aus Wind nutzen lassen, untersuchen Forscher im Projekt RedoxWind. Dazu bauen sie eine Versuchsanlage zur elektrochemischen Speicherung von Energie zusammen mit einem 2-Megawatt-Windrad auf.

So wollen die Wissenschaftler das Zusammenspiel zwischen fluktuierender Energielieferung durch Windkraft und dem elektrochemischen, stationären Speicher studieren. In dem Projekt wollen die Experten mithilfe industrieller Verarbeitungstechniken kostengünstige Batteriestapel entwickeln. Eine innovative elektrische Anbindung durch Kombination der Leistungselektronik von Windrad und Batterie soll nicht nur die Effizienz des Speichers erhöhen, sondern die Kosten noch weiter senken.

Sicherer, leistungsfähiger, umweltverträglicher, günstiger Auch Wissenschaftler der Empa, ETH und vom PSI forschen mit Batterien.

Interessant ist die Leistung und Zyklenfestigkeit von Lithium-Ionen-Batterien. Verbesserte Ladealgorithmen, angepasst auf Einsatzzweck, Alter und Umgebungsbedingungen, sind wichtig, um das Potenzial der Speichertechnik besser zu nutzen und zugleich auf der sicheren Seite zu bleiben.

Die Empa arbeitet seit 2012 mit einem 6-Kanal-Zelltester, wo einzelne Zellen mit bis zu 5 Volt Spannung und 300 A Stromstärke getestet und gemessen werden können. Die Zellen stecken dabei in explosionsgeschütz-

zitäten für den weiteren Ausbau erneuerbarer Energien im Zuge der Energiewende erhöht.

Erneuerbare Energien aus der Konserve sind ein lukrativer Markt: Der Bedarf an kurzfristiger Energiespeicherung wird sich bis 2025 verdoppeln. Zu diesem Ergebnis kommt die Denkfabrik der Deutschen Bank «DB Research» in der Analyse «Moderne Stromspeicher: Unverzichtbare Bausteine der Energiewende». In den kommenden zwei Dekaden summiert sich der Investitionsbe-

ten Kammern von der Grösse eines Backofens. Der Test findet bei Bedarf unter Stickstoffatmosphäre statt.

Temperaturprofile von – 40 Grad bis + 180 Grad können gefahren werden.

Das PSI und die ETH Zürich untersuchen in einem gemeinsam Forschungsprojekt mit dem Fahrzeughersteller Toyota Ersatz für das teure und beschränkt verfügbare Lithium. Ein natürlicher Kandidat wäre Natrium, das ähnliche chemische Eigenschaften hat und auf der Erde in grossen Mengen und leichter zugänglich ist. Mehr Informationen in ET 12/2013 Seiten 17 bis 19.

darf für neue Energiespeicher allein in Deutschland auf etwa 30 Milliarden Euro. Und spätestens 2040 ist eine regelmässige Speicherung von 40 Terawattstunden notwendig, um die sich abzeichnenden Überschüsse aufzufangen.

Höchste Zeit also für die Entwicklung neuer Batteriekonzepte.

www.batterien.fraunhofer.de www.empa.ch www.psi.ch

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Damit man Strom aus Wind und Sonne speichern kann, kombinieren Wissenschaftler des ISC LithiumIonen-Batterien und Superkondensatoren: Lithium-Ionen-Batterien können zwar viel Energie aufnehmen, haben aber recht lange Ladezeiten. Superkondensatoren speichern die Energie schnell, allerdings ist ihre Energiedichte gering. Das neue System «Li-Cap» vereint die Vorteile beider Technologien und kann auf den jeweiligen Bedarf flexibel angepasst werden.

Aber helfen dezentrale Solarstromspeicher auch, erneuerbare Energien in das Stromnetz zu integrieren und intelligente Netze zu etablieren? Ja – das ist das Ergebnis einer Untersuchung des Fraunhofer-Instituts ISE. Neben der Flexibilisierung des Kraftwerksparks und dem Ausbau der Elektrizitätsnetze sind Stromspeichersysteme wichtige Bausteine für eine nachhaltige Energieversorgung. Nur so kann langfristig die Energiewende erfolgreich umgesetzt werden.

Die Freiburger Forscher weisen in ihrem Gutachten nach, dass der Einsatz von dezentralen Speichern bei entsprechender Betriebsweise die Netzspannung stabilisiert und die Anschlusskapa-

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Energiespeicher

Die Sonne zähmen Erneuerbare Energien fordern einen schlauen Umgang mit dem Energieangebot. Nur so lässt sich das Netz stabil halten und nach einem Blackout schnell wieder hochfahren. Siestorage, ein neuer Energiespeicher von Siemens, ist eine mögliche Lösung – dies zeigt ein Pilotprojekt mit dem italienischen Energieversorger Enel.

Christian Buck* Italien ist von der Sonne verwöhnt – kein Wunder, dass dort die Photovoltaik stark angestiegen ist. So sind allein ans Stromnetz des Versorgers Enel PV-Anlagen mit über 11 000 Megawatt Leistung angeschlossen. Die meisten von ihnen hängen am Mittelspannungsnetz, also dem Verteilnetz, was zu instabilen Verhältnissen führen kann. Wenn etwa

* Christian Buck, freier Journalist, www.siemens.de/pof

die Sonne mittags hoch am Himmel steht, produzieren Solarmodule grosse Mengen Strom, die ins Netz drängen und nach einem Abnehmer suchen.

Ziehen hingegen Wolken vorbei, bricht die Leistung ein. Je mehr fluktuierende Energiequellen wie Sonne und Wind ans Stromnetz angeschlossen sind, desto komplizierter ist es, für stabile Verhältnisse zu sorgen. Angebot und Nachfrage müssen jederzeit ausbalanciert sein – sonst können Spannungs- und Frequenzschwankungen die Elektronik angeschlossener Geräte stören oder sogar zerstören.

Darum werden künftig Energiespeicher immer wichtiger. Sie nehmen bei einem Überangebot den gerade nicht benötigten Strom auf und geben ihn bei hoher Nachfrage wieder zurück ins Netz. Seit Jahrzehnten sind für die Langzeitspeicherung effiziente Pumpspeicherkraftwerke im Einsatz. «Leider gibt es hierfür aber nicht immer genügend geeignete Standorte», sagt Uwe Fuchs, Vertriebsmanager für Advanced Power Systems and Storage bei Siemens. «Darum müssen wir Alternativen entwickeln, die unsere Netze stabilisieren.»

Verschiedene Technologien stehen bereit, diese Aufgabe zu übernehmen: So können Wasserstoffspeicher überschüssigen Strom etwa aus Windparks aufnehmen – sie erzeugen in einem Elektrolyseur aus Wasser den energiereichen Wasserstoff. Dieser liesse sich in unterirdischen Kavernen zwischenlagern, die es auch schon für Erdgas

Strom aus dem Container: In Italien testen Siemens und der Energieversorger Enel Lithium-Ionen-Speicher für überschüssigen PV-Strom.

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Uwe Fuchs im Siestorage-Prüflabor: «Wir müssen Alternativen entwickeln, die unsere Netze stabilisieren.»

gibt. Bei steigender Nachfrage könnte das Gasturbinen antreiben, die Strom ins Netz liefern. Alternativ könnte der Wasserstoff durch eine Reaktion mit Kohlendioxid auch in Methan verwandelt und ins Erdgasnetz eingespeist werden oder man kann ihn als Grundstoff für die chemische Industrie oder als Kraftstoff für Brennstoffzellenfahrzeuge nutzen.

Energie lässt sich auch in Form von Druckluft speichern: Dabei werden Hohlräume etwa in Salzstöcken mit Luft gefüllt, die von Kompressoren auf bis zu 100 Bar Druck verdichtet wurde.

Diese komprimierte Luft dient später dazu, eine Gasturbine anzutreiben – für die Verbrennung wird also nach wie vor ein fossiler Brennstoff wie Erdgas benötigt, lediglich die Kompression der Verbrennungsluft entfällt.

Und schliesslich gibt es noch einen Energiespeicher, den jeder kennt: Batterien. Für die Stabilisierung der Verteilnetze eignen sich derzeit LithiumIonen-Zellen am besten, weil sie grosse Speicherkapazitäten mit hohen Ladeund Entladegeschwindigkeiten verbinden. Kommt es zu problematischen Lastschwankungen im Netz, können sie binnen Millisekunden Leistung aufnehmen oder abgeben und damit Spannungs- und Frequenzschwankungen kompensieren. Im Gegensatz zu Pumpspeicherkraftwerken müssen Batteriespeicher ihre Leistung nur für einige Minuten bereitstellen – etwa wenn aufgrund der Witterung bei den PV-Anlagen in einem Teilnetz ein kurzfristiges «Wolkental» auftritt.

Stabiles Netz dank Batteriesystem Siemens hat bereits vor Jahren mit der Entwicklung solcher Energiespeicher begonnen: Siemens Energy Storage (Siestorage) ist ein modulares System, das Hochleistungs-Lithium-Ionen-Batterien mit der Leistungselektronik für den Anschluss ans Stromnetz verbindet.

«Damit können wir sowohl Niederspannungsnetze mit 400 Volt als auch Verteilnetze mit zehn bis 30 Kilovolt stabilisieren», berichtet Fuchs. «Die Batterien und die Steuerelektronik sind als Einschübe in Schränken untergebracht, die sich leicht in klimatisierte Container integrieren lassen.»

Einer davon steht seit Februar 2012 in der Stadt Isernia in der italienischen Molise-Region an der Adria. Dort sind besonders viele PV-Anlagen an das Enel-Verteilnetz angeschlossen. «Seine Steuerelektronik misst ständig die Spannung und die Frequenz im Netz.

Je nach aktueller Situation nimmt Siestorage Energie auf oder gibt sie ab», sagt Fuchs. Das System in Italien hat eine Speicherkapazität von 500 Kilowattstunden und kann 1n MW Leistung abgeben oder aufnehmen.

Das genügt, um das ländliche Teilnetz trotz der fluktuierenden Einspeisung der Solarmodule stabil zu halten.

«Wir sind mit den bisherigen Tests sehr zufrieden», berichtet Paola Petroni, Leiterin von Network Technologies bei der Netzwerk- und Infrastruktursparte von Enel. Der grösste Energieversorger Italiens hat mehr als 32 Millionen Kunden und betreibt über eine Million Kilometer Leitungen. «Das SiemensProdukt konnte sowohl mit den Fluktuationen bei der Stromproduktion als auch mit den schwankenden Lasten durch mehrere Ladestationen für Elektrofahrzeuge umgehen.» Das liegt vor allem an den speziell für diesen Einsatzzweck entwickelten Umrichtern, in denen viel Know-how aus den Siemens Power Link-Produkten steckt, die seit rund zehn Jahren als Netzkupplung in Industrieanlagen oder bei Landstromanschlüssen für grosse Seeschiffe eingesetzt werden. «Die Software ist so ausgelegt, dass die Siestorage-Umrichter flexibel auf Änderungen im Netz reagieren können», erklärt Fuchs, «denn vor allem bei Frequenzänderungen haben wir es mit extrem schnellen Vorgängen im Sekundenbereich zu tun.»

Erfolgreicher Schwarzstart Sehr anspruchsvoll ist auch der «Schwarzstart» eines Netzes: Bei allzu grossen Instabilitäten trennen Energie-

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versorger häufig ganze Teilnetze kurzerhand vom übergeordneten Netz. Bei einem Abnahmetest in Italien konnte Siestorage im Jahr 2012 das ländliche Teilnetz mit den angeschlossenen PVAnlagen nach der Netztrennung innerhalb von Millisekunden neu hochfahren – die Umrichter im Batteriespeicher ga-

ben fortan den Takt für die Frequenz von 50 Hertz vor und sorgten für stabile Spannungsverhältnisse von 20 Kilovolt im Inselbetrieb.

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Herbst 2014 baut Siemens im Betrieb des Stahlherstellers Arcelor Mittal in Eisenhüttenstadt ein Backup-System für einen Netzausfall auf. Ein Siestorage-Speicher soll bei einem Blackout über einen Elektromotor die Gasturbine des unternehmenseigenen Gaskraftwerks starten, sodass das Werk mit seinem Inselnetz weiterarbeiten kann.

«Das ist ein Szenario, das auch für die Energiewende wichtig ist», betont Fuchs. «Wir brauchen künftig viele flexible Gas- und Dampfkraftwerke, die bei Netzausfällen schnell schwarz gestartet werden können – genau das kann Siestorage leisten und so als Alternative zu herkömmlichen Dieselmotoren eingesetzt werden.»

Siestorage wird kontinuierlich weiterentwickelt. «Mit unseren Umrichtern und den derzeit verwendeten Batterien können wir in einem 40-FussStandard-Container bei einer Speicherkapazität von einer Megawattstunde eine Maximalleistung von zwei MW abgeben oder aufnehmen», sagt Fuchs.

«Für Spezialanwendungen könnten aber auch sehr viel leistungsfähigere Batterietypen interessant sein – etwa für die Rekuperation der Bremsenergie von Containerkränen oder Reifenprüfständen.» Dabei fallen in kurzer Zeit sehr grosse Energiemengen an, die sich in der Kürze des Ladezyklus noch nicht vollständig in Siestorage speichern lassen. Aber Siemens-Experten arbeiten daran, den Kunden immer mehr Kombinationen aus Maximalleistung und Speicherkapazität zur Verfügung zu stellen – damit sie ihre Netze garantiert stabil halten und Energie optimal nutzen können.

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Automation & Elektronik

PV-Anlagen mit Batteriespeicher

«Wichtig ist, die produzierte Energie zu lagern» In den Spitzenzeiten wird mehr Energie erzeugt, als die Eigenheimbesitzer benötigen. Der überschüssige Strom fliesst dann ins Netz des lokalen Energieversorgers. Würde er stattdessen in einen Batteriespeicher fliessen, könnten die Bewohner des Hauses den Strom auch dann nutzen, wenn die Sonne nicht scheint.

Daniele Ganser auf dem Dach seines Einfamilienhauses kann nachts seine Speicherbatterie anzapfen.

Beim Umbau seines Einfamilienhauses in Dornach SO, machte sich der Leiter des Swiss Institute for Peace and Energy Research, Daniele Ganser, genau diese Überlegung. Deshalb liess er sich durch die auf Photovoltaik und Solarwärme spezialisierte Firma Allsol unter anderem eine komplette Systemlösung von Tritec für die Erzeugung und Speicherung von Solarstrom installieren.

Die dachintegrierte, ästhetisch ansprechende PV-Anlage mit schwarzen Solarmodulen wurde mit einem innovativen Photovoltaik-Speicher von Kostal kombiniert. Das System wird individuell auf die Verbrauchsituation der Familie ausgelegt. Damit wird sich die Familie Ganser ab 2014 zu einem gros-

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sen Teil selbst mit Energie versorgen und diese optimal direkt vor Ort nutzen – und das nicht nur, wenn die Sonne scheint.

Herr Ganser, Sie sind Energie- und Friedensforscher, ist die PV-Anlage auf Ihrem Dach eine Art Feldexperiment?

Daniele Ganser: Also Feldexperiment hört sich ja so an, wie wenn das noch nie jemand gemacht hätte. Das ist nicht so. Sondern heutzutage haben wir PVAnlagen, die erprobt sind, von denen man weiss, die funktionieren. Eigentlich so wie wenn wir einen Fön kaufen und den zu Hause einstecken. Das funktioniert. Nein, das ist erprobte Technik heute.

Was ist Ihre Motivation, eine eigene PV-Anlage zu betreiben?

Mein Ziel ist es, etwas zur Energiewende beizutragen und erneuerbare Energie selber zu produzieren. Die Sonne ist ein ganz zentraler Energieträger in unserem System. Ohne die Sonne würde überhaupt nichts laufen hier unten auf der Erde. Was neu ist, ist dass wir Menschen gelernt haben, die Sonne direkt in Strom umzuwandeln. Das ist eine relativ neue Technik, die gibt es erst seit etwa 50 Jahren. Und jetzt ist sie für den normalen Hausbesitzer erschwinglich, und mich freut es sehr, dass ich jetzt eine 60 m2 grosse Photovoltaik-Anlage auf dem Dach habe.

Welche Rolle spielt der finanzielle Anreiz der kostendeckenden Einspeisevergütung dabei?

Das war für mich nicht ausschlaggebend. Für mich war klar, dass ich, so oder so, erneuerbare Energien nutzen will. Ich habe auch 10 m2 Solarthermie auf dem Dach installiert, mit der ich Warmwasser produziere. Ich habe eine Erdsondenwärmepumpe. Das heisst, ich nutze auch die erneuerbare Wärme aus dem Boden. Und ich nutze noch mit einem Holzofen die erneuerbare Wärme aus Holz. Die kostendeckende Einspeisevergütung finde ich trotzdem etwas Gutes, etwas Wichtiges, das den Leuten hilft. Es ist auf eine Art wie eine Brücke auf die andere Seite des Flusses. Weil: wir stehen jetzt auf dieser Seite des Flusses, so zwischen explodierenden Ölplattformen und Atomkraftwerken und wissen nicht genau, wie man auf die andere Seite kommt. Und da hilft der Bund und sagt, hier habt ihr eine Möglichkeit einen anderen Weg zu gehen, sozusagen eine konkrete Unterstützung für die Installation ihrer PV-Anlage.

Und diese Hilfe nimmt man gerne an.

Aber das war für mich nicht der entscheidende Punkt.

Wie hat Sie Tritec bei der Planung der PV-Anlage unterstützt?

Ich kenne Tritec schon seit meiner Zeit als Energieforscher. Ich habe beobachtet, was hier in der Region passiert und den CEO, Giorgio Hefti, ein Stück weit mit meiner Forschungsarbeit begleitet.

Ich habe mir zeigen lassen, wo er aktiv ist und welche Anlagen er baut. Als ich dann dieses Haus gekauft habe, war es für mich klar, dass ich ihn als ersten kontaktiere. Er hat mich dann sehr unkompliziert und direkt beraten und auch sofort ein gutes Gesamtsystem vorgeschlagen, das ich jetzt umgesetzt habe.

Sie haben sich für einen SolarstromSpeicher entschieden. Was versprechen Sie sich hiervon?

Ich denke, es ist wichtig, dass wir Lösungen finden, wie wir die Energie, die wir produzieren, auch lagern können.

Nicht wahr, früher war es ja so: Wenn wir Holz geschlagen haben im Wald, haben wir die Holzscheite draussen gespeichert. Oder wenn wir das Gras gemäht haben, wurde es als Heu gelagert, damit die Kühe was zu fressen hatten, wenn sie draussen nicht mehr weiden konnten.

Das ist eine alte Sache, das mit dem Speichern. Jetzt müssen wir das auch bei der Energiewende hinbekommen.

Da gibt es tatsächlich eine Herausforderung. Wir können Solarenergie dann produzieren, wenn die Sonne scheint, und zwar in grossen Mengen, aber wenn es Nacht wird, dann kann die Photovoltaik-Anlage keinen Strom produzieren. Da wir aber auch nachts Bedarf an Energie haben, kann ich einfach meine Speicherbatterie anzapfen. Und ich möchte probieren, in Kombination mit meinem Speicher, 24 Stunden meines Energiebedarfs abzudecken und möglichst autark, also selbstversorgend zu sein. Das Gute am von Tritec ge-

Das System: Sonne am Himmel, PV-Module auf dem Dach, Batterie und Wechselrichter im Keller, Netzanschluss neben dem Haus.

wählten Speicher: dieser Kostal-Speicher ist sogar für Netzausfälle konzipiert. Wir werden das jetzt ein Jahr lang messen, wann brauch ich welchen Strom, und wann ist es ideal, die Waschmaschine oder den Tumbler laufen zu lassen, wann läuft die Wärmepumpe. Weil: diese grossen Energieverbraucher kann ich ja flexibel zuschalten.

Am Schluss wäre eine optimale Lastverteilung ideal, mit der ich den selbst produzierten Strom vollständig selbst nutzen kann. Ich glaube sogar, dass ich mit meiner PV-Anlage am Ende einen Energieüberschuss haben werde.

Wer sollte Ihrer Meinung nach in Solaranlagen investieren?

Meiner Meinung nach sollten alle Schweizerinnen und Schweizer in Solaranlagen investieren. Weil: wir sind jetzt 8 Millionen Menschen hier in der Schweiz und wenn sich, sagen wir mal, 4 Millionen bewegen würden, also 50 %, dann passiert einfach was. Das muss man sich mal klarmachen, dass wir jetzt im 21. Jahrhundert erstmals die Möglichkeit haben, erneuerbare Energien im grossen Stil selber zu realisieren. Und wenn ich links und rechts mit den Menschen spreche, ich halte ja viele Vorträge und arbeite auch als Dozent, wenn ich zum Beispiel mit meinen Studenten spreche, die sind 20 Jahre alt, die wollen alle keinen Atommüll. Die wollen keine explodierenden Atomkraftwerke, die wollen auch keine Erdölverschmutzungen oder mit Öl verklebte Vögel am TV sehen, wenn wieder einmal Öl ins Meer ausgelaufen ist. Die wollen auch nicht, das Gazprom den Nordpol durchlöchert und all das.

Den Irakkrieg und den Libyenkrieg und den Klimawandel und die abschmelzenden Gletscher – das will niemand! Es ist einfach so. Aber, wenn man das mal lange und gründlich durchdacht hat, kommt man irgendwann auf den Punkt, dass man auch etwas dafür tun muss. Es gibt diesen Satz: «Wer begriffen hat und nicht handelt, hat nicht begriffen».

Und das hat mich irgendwie auch angestachelt. Ich bin sehr lange analytisch tätig gewesen, ich habe sehr viele Daten gesammelt, ich habe Bücher geschrieben, ich habe in Fachzeitschriften publiziert, ich hab mich sehr lange einfach wissenschaftlich mit dem Thema beschäftigt. Und jetzt ist es für mich auch eine grosse Genugtuung, das auch praktisch in meinem Haus umzusetzen.

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Automation & Elektronik

Batterietest EKZ: Wirtschaftlichkeit ist entscheidend

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Die Entwicklung dezentraler Batteriespeicher, welche lokale Schwankungen im Netz abfedern und Stromüberschüsse speichern können, steht erst am Anfang. Bei den EKZ in Dietikon ist der erste und grösste Batteriespeicher der Schweiz und einer der grössten Europas nun bereits seit zwei Jahren in Betrieb.

Die EKZ haben die Anlage zusammen mit ABB realisiert und im März 2012 in Betrieb genommen (siehe ET 6/2012 Seite 30).

Die Anlage besteht aus drei Komponenten: dem Konverter oder Umrichter, der Gleichstrom in Wechselstrom umwandelt und umgekehrt, der Batterie

selbst sowie dem Steuerungssystem.

Das System wurde in Dietikon in die vor Ort bestehende Netzinfrastruktur eingebunden. Zum Testkonzept gehören auch eine Photovoltaik-Anlage, Schnellladestationen für Elektromobile sowie ein Bürogebäude der EKZ. Die Testergebnisse waren bisher sehr positiv, das System funktioniert im Inselbetrieb mit dem Bürogebäude und der Photovoltaik-Anlage, für Spitzenlastmanagement (Peak Shaving), für die Blindleistungsregelung und als Regelreserve für das Übertragungsnetz (Primärregelung). Als äusserst anspruchsvoll erwies sich erwartungsgemäss die Entwicklung der für die Steuerung notwendigen Rechengrundlagen, der sogenannten Regelalgorithmen. In diesem Bereich investierten die EKZ sehr viel Zeit und erreichten auch grosse Fortschritte.

Nachdem der Pilotbetrieb gezeigt hat, dass der Speicher die technischen Anforderungen grundsätzlich erfüllt, wird sich in Zukunft vermehrt die Frage stellen, wie man die einzelnen Anwendungen am besten kombiniert, damit sich der Einsatz eines Batterie-

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speichers auch finanziell rechnet. Denn je vielfältiger der Speicher eingesetzt werden kann, umso wirtschaftlicher kann er betrieben werden. In diesem Zusammenhang wird auch der Alterungsprozess der Batterien sorgfältig beobachtet, weil dieser einen grossen Einfluss auf die Lebenszykluskosten eines solchen Systems hat.

Eine wichtige zukünftige Einsatzmöglichkeit eines Batteriespeichers ist die Vermeidung von kostenintensiven Netzausbauten, die im Zusammenhang mit der steigenden Anzahl von dezentralen Energieerzeugern erwartet werden. Zurzeit ist die Wirtschaftlichkeit dabei jedoch in den seltensten Fällen gegeben, da die Batterien nach wie vor sehr teuer sind.

Der Einsatz eines Speichers muss aufgrund von Vorhersagen und erwarteten Lastverläufen festgelegt werden.

Hängt zum Beispiel eine PhotovoltaikAnlage am System, spielt dabei auch der Einbezug der Wetterdaten eine Rolle, denn wenn ein Gewitter aufzieht, verringert sich die Stromproduktion rapide. Alle diese Elemente müssen bei der Entwicklung der für die Steuerung notwendigen Rechengrundlagen einbezogen werden. Und zwar so genau, dass das System unmittelbar eingreifen kann, sobald die Netzstabilität gefährdet ist. Wichtig ist dabei auch, dass sich das Speichersystem wirklich nur dann zuschaltet, wenn es nötig ist und seine beschränkte Kapazität nicht unnütz erschöpft.

Als kritisch hat sich im Testbetrieb die Bereitstellung von Informationen über den Zustand des Speichers an den Betreiber und die übergeordneten Systeme erwiesen. So muss der Betreiber zum Beispiel den Ladezustand des Systems sehr genau verfolgen können, damit die automatische Regelung die Befehle zum Laden und Entladen des Speichers im richtigen Moment absetzen kann. Zudem ist es für den Betreiber eines Speichers wichtig, dass er eine möglichst grosse Flexibilität für die detaillierte Programmierung und Einstellung der Steuerung in den verschiedenen Anwendungen hat. Nur so kann er seine Erfahrungen aus dem laufenden Betrieb kontinuierlich einfliessen lassen. Diesen Aspekten muss beim Design von zukünftigen Speichersystemen besonders Rechnung getragen werden. www.ekz.ch www.abb.ch

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Licht & Leuchten

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Der sichtbare Bereich nimmt nur einen kleinen Ausschnitt aus dem gesamten Spektrum elektromagnetischer Strahlung ein.

(Quelle: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/15/Electromagnetic_spectrum_c.svg)

Wellenlänge: Erste physikalische Grösse der Lichttechnik von insgesamt 11

Wellenlänge Im Gegensatz zu anderen physikalischen Grössen wie beispielsweise Strom und Spannung, sind die Verhältnisse beim Licht viel komplizierter.

Es gibt 11 Grössen, die das Phänomen Licht hinreichend für beleuchtungstechnische Anwendungen beschreiben. In diesem Beitrag geht es um die Wellenlänge.

Stefan Fassbinder Licht stellt definitionsgemäss das sichtbare Spektrum elektromagnetischer Strahlung dar. Es wird zwar mitunter auch von ultraviolettem und infrarotem Licht gesprochen, doch ebenso gut könnte man von dreieckigen und viereckigen Kreisen sprechen. Der allgemeine Ausdruck «Strahlung» ist hier der einzig richtige Begriff.

Frequenz und Wellenlänge Das sichtbare Spektrum beinhaltet nur einen winzigen Ausschnitt aus dem sehr weiten Bereich elektromagnetischer Strahlung. Diese erstreckt sich vom Langwellen-Rundfunksender 155 kHz (␭ = 1930 m) bis zur kosmischen Höhenstrahlung mit 1023 Hz (␭ = 10-15 m).

Gewöhnlich gibt man die Frequenz f [Hz] an, beim Licht ist aber die Wellenlänge ␭ (griechisch Lambda) üblicher. Es gilt die Formel:

␭ = Wellenlänge c = Lichtgeschw. 300 000 km/s f = Frequenz [Hz = s-1] Der sichtbare Bereich beginnt bei einer Wellenlänge von 780 nm (Nanometer) mit Rot und endet beim Violett mit 380 nm. Tiefer als Rot liegt der Infrarotbereich (lat. infra = unterhalb).

Dies stellt Wärmestrahlung dar. Oberhalb Blau liegt «ultraviolett» (lat. ultra = oberhalb).

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Je höher die Frequenz des Lichts, desto kürzer die Wellenlänge.

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Das Licht schwingt also gewaltig schnell. Zum Vergleich: Die Distanz von der Erde zum Mond beträgt zirka 300 000 km. Knipst jemand einen Laser auf der Erde an, vergeht etwas über eine Sekunde, bis das Laserlicht auf dem Mond angekommen ist.

Das Licht schwingt wie beispielsweise die Wechselspannung; bei 50 Hz vergehen 20 ms bis zum nächsten Wellenkamm. Der Abstand von einem Wellenkamm zum nächsten ist die Wellenlänge. Nach 20 ms beispielsweise ist der vorige schon 6000 km weit weg, wenn der nächste kommt! Beim Licht dauert dies weniger als 1 ps (Picosekunde; 10-12 s!), was Wellenlängen unter 1 μm entspricht.

Auge sieht winzigen Bereich Die sichtbare elektromagnetische Strahlung umfasst von Rot bis Violett einen Faktor von 1: 2 (Bild 1). Zum Vergleich: Der Bereich der hörbaren akustischen Schwingungen, des Schalls, von rund 50 Hz bis knapp 20 kHz, umfasst schon ein Verhältnis von 1: 400.

Der Bereich sichtbarer Strahlung liegt aber ungefähr um den Punkt, an dem auch die Strahlung der Sonne am intensivsten ist. Dies dürfte kaum Zufall sein. Darauf wird in den weiteren Folgen dieser Serie noch eingegangen.

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Die Tessiner Onlog AG ist mit dem «Topten Energy Award» für ihre effizienten LED-Lampen ausgezeichnet worden. Die Auszeichnung der effizientesten Haushaltsgeräte Europas wird jeweils im Rahmen des «Euro-Topten Max»-Projektes unter der Schirmherrschaft der EU-Kommission verliehen.

Für den Bereich LED-Lampen ging der Preis an die Onlog AG für ihre Produkte GloboLux 60 R sowie DeltaLux Florett. Massgebend war ein umfangreicher Kriterienkatalog bezüglich Qualität sowie der EU-Effizienzindex.

Für Stefan Kreidler, Geschäftsführer der Onlog AG, unterstreicht die Auszeichnung, dass innovative Schweizer Unternehmen in Europa nach wie vor eine Führungsrolle einnehmen können.

«Ich freue mich mit meinem Team über den Preis und dass wir uns dank Investitionen in Technik, Design und Qualität selbst gegenüber internationalen Grosskonzernen durchsetzen können.»

Der Topten Energy Award ist anlässlich der Energiesparmesse im österreichischen Wels vom vergangenen Februar verliehen worden. Lobende Worte erhielt Onlog auch von Vincent

Licht & Leuchten

Onlog AG ausgezeichnet mit «Topten Energy Award»

Berrutto, Direktor der EU-Kommission für Energieeffizienz in Gebäuden: «Ich gratuliere der Onlog zu dieser Leistung. Onlog zeigt den Weg, den auch die EU beschreitet – hin zu grösstmöglicher Energieeffizienz. Es ist uns wichtig, mit unserer Auszeichnung vertrauen zu schaffen: Produkte sollen halten, was sie versprechen. Dies tun die prämierten Produkte, deshalb sind sie die besten in Europa.»

Die Onlog (Schweiz) AG mit Sitz in Gordola ist 2006 gegründet worden und bietet professionelle externe Supply Chain-Leistungen. Der Geschäftsbereich Onlux umfasst LED-Beleuchtungslösungen und Produkte für Haushalt, Innenausbau, Gewerbe, Hotellerie/Gastronomie, öffentliche Beleuchtung sowie LED-Driver und Zubehör. www.onlux.ch

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Licht & Leuchten

LED-Lampen: Noch heller und stromsparender Mit dem Glühbirnenverbot und den umstrittenen Energiesparlampen etablieren sich LED-Technologien immer besser im Markt. LED-Retrofit-Lampen, die in Glühbirnenfassungen passen, werden Experten zufolge ab 2015 erstmals einen höheren Marktanteil als klassische Energiesparlampen erreichen. Bis zum Jahr 2020 wird ein LED-Anteil in der Beleuchtung von 88 bis 90 Prozent prognostiziert. Die LED sind umweltfreundlich, da sie keine schädlichen Stoffe beinhalten, weniger Energie verbrauchen und eine Laufzeit von bis zu 30 000 Stunden erreichen.

Einzige Schwachstelle ist, dass LED empfindlich auf Stromschwankungen und Spannungsspitzen reagieren. Um einwandfrei funktionieren zu können, benötigen sie einen Treiber, der für konstanten Strom sorgt. Der Treiber, der den Wechselstrom aus dem Netz in Gleichstrom mit reduzierter Spannung wandelt, bestimmt massgeblich die Lichtausbeute und Lebensdauer der LED. Forscher am Fraunhofer-Institut IAF in Freiburg setzen auf Spannungswandler mit Transistoren, die auf Galliumnitrid (GaN) basieren. In den Praxis-

Weil Sie Licht benötigen, das weniger verbraucht und einfach mehr leistet. www.trilux.ch

tests der Wissenschaftler erwiesen sich die entwickelten Treiber mit dem neuen Halbleitermaterial als äusserst robust.

Bauteile aus GaN können bei höheren Strömen, Spannungen und Temperaturen betrieben werden als herkömmliche Transistoren aus Silizium. Wärme beeinflusst neben der Helligkeit die Lebensdauer der LED. Galliumnitrid-Transistoren lassen sich zusätzlich bei hohen Frequenzen schalten. Die Schaltgeschwindigkeit beeinflusst dabei massgeblich die Grösse der in den Treibern als Energiespeicher verbauten Spulen und Kondensatoren.

Die Schaltgeschwindigkeit eines GaNbasierten Treibers kann bis zu einem Faktor 10 höher ausgelegt werden, als die des Pendants aus Silizium. Auf einer kleineren Fläche sind somit kostengünstigere Schaltungen möglich und die LED-Lampe kann kompakter und leichter konstruiert werden, bei gleicher oder höherer Lichtleistung.

Einem Forschungsteam am IAF ist es gelungen, den Wirkungsgrad des GaNTreibers auf 86 Prozent zu steigern. Er liegt damit ein bis vier Prozent über dem Wert der Pendants aus Silizium. Zudem

Transistoren aus Galliumnitrid ermöglichen die kompakte Bauweise, wie bei diesem RetrofitLED-Forschungsmodell mit 2090 Lumen.

erzielten die Leuchten eine doppelt so hohe Lichtleistung wie derzeit verfügbare LED-Lampen mit Siliziumtransistoren: Während LED-Retrofit-Lampen mit Siliziumbauelementen einen Lichtstrom von etwa 1000 Lumen – das Mass für die Helligkeit – erreichen, kommen die Forscher vom IAF auf 2090 Lumen.

Die Effizienz der LED-Treiber ist dabei eine nicht zu unterschätzende Grösse und ein wichtiger Faktor, um Energie zu sparen. Denn je höher die Lichtausbeute beziehungsweise der Wirkungsgrad ausfällt, desto geringer ist der Stromverbrauch.

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Licht & Leuchten

Lichtlösungen erstellen, steuern und überwachen

Litecom von Zumtobel ist eine neue Form des Lichtmanagements, das drei wesentliche Elemente miteinander verbindet: eine intuitive Bedienbarkeit per Web, eine einfache und offene Installationstechnik und eine frei gestaltbare Funktionalität durch Plug-ins.

Interface-Designer und Anwendungsexperten waren von Anfang an in die Entwicklung involviert. Für den Nutzer garantiert Litecom daher eine einfache Konfiguration, intuitive Nutzerführung und ein hohes Mass an Flexibilität. Möglich wird dies durch die Synthese von Controller, Touchpanel und Software in einem System: Als offene Lichtmanagement-Plattform ist Litecom nicht mehr auf bestimmte Bussysteme festgelegt. Stattdessen bietet

die Lösung ein baukastenartiges Interaktionsund Automationsmodell zur Integration unterschiedlichster Feldbusarchitekturen.

Diese Offenheit erstreckt sich nicht nur auf Bussysteme, sondern ebenso auf andere Steuerinfrastrukturen und künftige Automationsszenarien.

Für die grafische Benutzeroberfläche kommt ausschliesslich HTML5 als Interface-Sprache zum Einsatz. Daher ist die Nutzeroberfläche über beliebige Laptops, Tablets oder geeignete Smartphones zugänglich. Die modular strukturierte Software ist komplett in Java geschrieben und auf Windows-Betriebssystemen daher ebenso lauffähig wie etwa unter Linux.

Die variabel gestalteten Plug-ins des Lichtmanagementsystems, die konstruiert sind wie eine App, setzen individuellen Wünschen kaum Grenzen.

Von der einfachen Farbänderung der Bedienoberfläche, über die Tageslichtsteuerung, dynamische Lichtsteuerung bis hin zu komplexen Notlichtsteuerprogrammen stehen bei Litecom die individuellen Anforderungen des Nutzers im Vordergrund: Jeder Kunde kann ein individuelles App-Paket gestalten; je nach Raumfunktion und Nutzerbedürfnissen. Über die vorab

konfigurierten Grundeinstellungen lassen sich alle Funktionen steuern und anpassen. Möglich sind zudem einzelne Apps, die genau auf die Funktionalitäten einer bestimmten Leuchte zugeschnitten sind.

Litecom ist mit einer entsprechenden App auch als zentrale Notlichtüberwachungsstelle für einzelbatterieversorgte Notbeleuchtungen einsetzbar. So kann ohne Zusatzaufwand mit einem System die Grundbeleuchtung und die Notbeleuchtung gesteuert und überwacht werden.

Die Lösung erfasst die komplette physische Gebäudestruktur und bildet alle zugehörigen technischen Anlagen adäquat ab. Räume oder Raumabschnitte lassen sich zu Stockwerken oder anderen Gebäudearealen zusammenfassen, um sämtliche Leuchten, Sensoren und Bedienelemente eines Gebäudes einschliesslich ihrer wechselseitigen Beziehungen flexibel zu strukturieren. Die Lichtmanagement-Daten lassen sich frei und durchgängig in andere Gebäudeautomationen integrieren, was bislang sehr aufwendig war. Das Lichtmanagement eignet sich somit für kleinere Lösungen in mittelständischen Firmen ebenso wie für komplexe Beleuchtungsszenarien grosser Unternehmen.

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Gebrauchtwagen ins richtige Licht rücken fernde Wagen wird jeweils genau unter einem Deckenfeld platziert und die Farbtemperatur entsprechend der Lackfarbe ausgewählt. Denn bei einem roten Fahrzeug wirkt unter warmweissem Licht mit 2700 K die Farbe kraftvoll und gesättigt; Silbermetallic zeigt seine Eleganz dagegen in der kaltweissen Nuance mit 6500 K Farbtemperatur.

In der angrenzenden 17 000 m² grossen Ausstellungshalle sind 20 jeweils 150 m lange Lichtbänder installiert, von denen jedes mit 30 symmetrisch breitstrahlenden Modario IP20 LEDModulen bestückt ist. Die jeweils erzeugten 8000 lm Lichtstrom leuchten die Halle hell und gleichmässig aus. Die Modario-Lichtbänder zeichnen sich durch Effizienz und Montagefreundlichkeit aus. Nachdem die Tragschienen montiert waren, konnten die LED-Module einfach per Drehriegelverschluss eingeklickt werden. Für die 600 Module benötigte die Installationsfirma lediglich zwei Tage. Dank serienmässig integrierter DALI-Schnittstelle kann die Beleuchtungsanlage in das Gebäudemanagement integriert und bedarfsgerecht gesteuert werden. Damit lässt sich der Lichtstrom der Anwesenheit von Besuchern entsprechend anpassen und somit zusätzlich Energie einsparen. www.siteco.com www.osram.com

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Das neu eröffnete 45 000 m² grosse Audi-Gebrauchtwagenzentrum in Eching/ München wurde durchgängig mit effizienten LED-Lichtlösungen von Osram und Siteco ausgestattet. Die Beleuchtung des Ausstellungsraums im Terminal basiert auf einer Kombination aus indirekter und direkter Beleuchtung.

Dafür sind in die kurvenförmig geschwungenen Wände projektspezifische LED-Deckenfluter von Siteco eingebaut, die als Allgemeinbeleuchtung fungieren. Als Lichtlinie angeordnet, strahlen diese Leuchten mit ihrer tiefstrahlenden Lichtverteilung und 5300 K Farbtemperatur nach oben und sorgen durch Reflexion an der Decke für eine gleichmässige Aufhellung des Raums.

Dabei erweist sich dieser diffuse Indirektanteil, der bis zu 150 lx Beleuchtungsstärke erzeugt, massgeblich für die Formerkennung der Fahrzeuge. Inszeniert werden diese mit ihren Details allerdings durch direktes Licht mit 4000 K der Downlights Lunis SL LED. Diese lassen sich aufgrund ihrer Drehund Schwenkbarkeit genau auf die Exponate ausrichten. Zudem erhöht sich so zonal die Beleuchtungsstärke auf annähernd 1000 lx auf den Fahrzeugoberflächen bzw. bis zu 1500 lx bei den sogenannten Highlight-Flächen für ausgewählte Exponate.

Im Bereich der Fahrzeugübergabe sind in der Decke einzelne mit einer Spannfolie von Rentex versehene Lichtfelder bündig integriert, deren Farbtemperatur im Bereich 2700 K bis 6500 K verändert werden kann. Dahinter verbergen sich LED-Module DRAGONchain Tunable white von Osram, die mit einem DALI Touch Panel angesteuert werden können. Der auszulie-

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Elektromobilität

Der Elektrobus verfügt über eine relativ kleine Batterie, die während den Stopps an den Haltestellen kurz andockt und nachgeladen wird.

(Bilder: ABB)

Genfer Projekt TOSA

Schnellladestationen für Linienbusse Die Genfer Verkehrsbetriebe nutzen erstmals in der Schweiz einen batteriebetriebenen Gelenkbus für den städtischen Personentransport.

Die Antriebsenergie liefert eine kleine und damit leichte Batterie, die auf der Fahrt immer wieder kurzzeitig nachgeladen wird, jeweils dann, wenn der Bus an einer Haltestelle Fahrgäste ein- und aussteigen lässt.

Der Strom für den Betrieb des neuartigen Elektrobusses stammt aus erneuerbaren Quellen.

Benedikt Vogel* Elektromobilität wird in Schweizer Städten zunehmend wichtiger, bei grossen Linienbussen für den städtischen Personentransport stösst sie allerdings

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an Grenzen: Ein gängiger, dreiachsiger Gelenkbus mit 134 Sitz- und Stehplätzen hat ein Leergewicht von 20 t und ein zulässiges Maximalgewicht von 30 t.

Würde dieser Bus mit einer Batterie ausgestattet, die den Bus einen ganzen

Tag mit Strom versorgt, müsste diese gut und gern 9 t wiegen. Dadurch würde der Bus so schwer, dass kaum noch Platz für Fahrgäste wäre. Daher sind in der Schweiz bisher keine batteriebetriebenen Linienbusse unterwegs.

Mit einer Ausnahme: In Genf verkehrt seit Mai 2013 ein elektronisch betriebener Bus auf einer 1,8 km langen Teststrecke zwischen dem Flughafen und dem Messezentrum Palexpo (siehe auch ET 10/13 Seite 68). Der Gelenkbus hat die übliche Grösse und kann so-

* Benedikt Vogel arbeitet im Bereich Forschungskommunikation für das Bundesamt für Energie (BFE), vogel@vogel-komm.ch

Ladevorgang dauert 15 Sekunden Der Genfer Gelenkbus kann die übliche Zahl von Fahrgästen befördern. Und das mit einer Batterie, die nur 1 t wiegt statt 9 t, die nur 38 kWh Strom speichern kann und nicht 1000 kWh. Damit der Bus mit einem so kleinen Stromspeicher auskommt, muss dieser immer wieder nachgeladen werden, wenn der Elektrobus auf seinem Kurs unterwegs ist. Dafür steht an ausgewählten Haltestellen eine Ladestation zur Verfügung. Mit ihnen wird die Batterie nachgeladen, wenn der Bus an einer Haltestelle Fahrgäste ablädt und

Leistungsfähige Ladestationen Je kürzer die Ladezeit, desto mehr Leistung muss zur Verfügung stehen, um eine Batterie mit einer bestimmten Menge Energie zu «betanken». Der Genfer Schnellladebus nimmt beim Flash charging in kurzer Zeit viel Energie auf. Das stellt eine Herausforderung für die Ladeinfrastruktur dar. Denn wo die Ladestationen am städtischen Niederspannungsnetz hängen, sind die verfügbaren Spitzenleistungen beschränkt. Damit das Stromleitungsnetz für die Ladestationen nicht eigens verstärkt werden muss, kommen an den Ladestationen Supercaps (Superkondensatoren) zum Einsatz.

Supercaps sind Stromspeicher, die besonders schnell ge- und entladen werden

neue aufnimmt. Der Ladevorgang dauert nur 15 Sekunden: Stoppt der Bus, fährt ein Stromabnehmer vom Dach des Busses vollautomatisch hoch, dockt an eine Ladeschiene über der Haltestelle und zapft dort Strom. Dank einer Leistung von 400 kW kann die Batterie in nur 15 Sekunden respektable 1,7 kWh Strom tanken (siehe Kasten).

Damit der Bus stets ausreichend Energie an Bord hat, muss an jeder dritten bis vierten Haltestelle eine soge-

können. Die Supercaps nehmen in den zweieinhalb Minuten, bevor der Bus an der Haltestelle eintrifft, Leistung aus dem Netz auf (50 kVA), und geben diese dann – während die Fahrgäste ein- und aussteigen – an den Akku im Bus ab.

Während die Ladestationen an den Zwischenhaltestellen 400 kW liefern, reichen an den Endhaltestellen 200 kW aus. Dort warten die Busse nämlich mehrere Minuten, und damit steht mehr Zeit für den Ladevorgang zur Verfügung. In diesen Ladestationen können während vier Minuten 13 kWh Strom getankt werden. Die Ladestationen sind übrigens so konstruiert, dass sie nur unter Strom stehen, wenn ein Bus andockt.

Elektromobilität

viele Passagiere wie gewohnt transportieren. Die Batterie, die den Strom zum Betrieb der beiden Elektromotoren liefert, ist aber bloss 1040 kg schwer.

«Wir wollen nicht Batterien transportieren, sondern Menschen», sagt Olivier Augé, Produktmanager beim Technologiekonzern ABB, der Batterie und zugehöriges Ladesystem entwickelt hat und Teile davon auch produziert. Damit ist in Genf erstmals in der Schweiz ein Elektrobus unterwegs, der den Strom nicht aus Oberleitungen bezieht, sondern aus einer Batterie. Seine Maximalgeschwindigkeit beträgt 85 km/h.

nannte Flash-Ladestation verfügbar sein. Der Genfer Pilotversuch findet auf der bloss 1,8 km langen Teststrecke zwischen Genfer Flughafen und dem Messezentrum Palexpo statt, daher reichen hier zwei Ladestationen aus. Der Pilotbus verkehrt auf dieser Strecke seit Mai 2013 drei bis viermal in der Woche, und in dieser Zeit hat sich gezeigt, dass die Ladetechnik nicht nur im Labor, sondern auch im Feldversuch funktioniert.

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Elektrotechnik 4/14 | 43

Elektromobilität

das Genfer Stromnetz betreiben, sowie das Office de Promotion des Industries et des Technologies. Die Anfangsbuchstaben der vier Projektpartner haben dem Projekt auch den Namen geben: TOSA. Das Bundesamt für Energie steht den Projektpartnern finanziell und beratend zur Seite.

Die Ladestationen befinden sich an ausgewählten Haltestellen, wo der Bus seine Batterien nachladen kann.

Genf setzt auf Elektromobilität Die Fahrzeugflotte der Genfer Verkehrsbetriebe umfasst heute – neben 90 Trolleybussen und mehreren Hundert Trams – auch 210 Dieselbusse.

«Unser langfristiges Ziel ist 100 % Elektromobilität», sagt Thierry Wagenknecht und ergänzt, «zu diesem Ziel führen verschiedene Wege, TOSA ist einer davon.» Die Genfer Verkehrsbetriebe untersuchen zurzeit mit dem Kanton Genf, wie der Schnellladebus auf einer kompletten städtischen Buslinie eingesetzt werden könnte. «Der Entscheid wird vom definitiven Ergeb-

Das Schnelladen stellt bereits eine konkurrenzfähige Lösung dar, deren Wettbewerbsfähigkeit in Zukunft weiter steigen wird.

Genügend Reichweite Im März 2014 endete der knapp einjährige Pilotversuch in Genf. Olivier Augé ist mit den Ergebnissen zufrieden: «Der Ladevorgang klappt zuverlässig, und die ganze Ladeinfrastruktur hat den Praxistest bestanden.» Im Pilotversuch verbrauchte der Bus 1,5 bis 3,5 kWh Strom pro Kilometer, abhängig von Streckenprofil, Passagierzahl und Wetter. Das Wetter spielt insofern eine Rolle, als der Bus bei kühler Witterung elektrisch beheizt und bei Hitze klimatisiert wird. Der wassergekühlte Lithium-Titanatoxid-Akku hat eine Ladekapazität von 38 kWh, da aber maximal 30 bis 40 % der Kapazität entladen werden darf, soll er die Lebensdauer von

44 | Elektrotechnik 4/14

10 Jahren erreichen, stehen faktisch nur 26,6 kWh zur Verfügung. Durch das wiederholte Nachladen verfügt der Bus über eine hinreichende Reichweite und die nötige Betriebsreserve. Und das mit einer Batterie, die hinsichtlich Energiekapazität nur gerade doppelt so gross ist wie die eines Mittelklasse-Elektromobils.

«Wir sind mit dem Bus bisher sehr zufrieden», zieht Thierry Wagenknecht, Technischer Direktor bei den Genfer Verkehrsbetrieben TPG, eine positive Zwischenbilanz des Projekts, «die Zusammenarbeit der Partner klappt ausgezeichnet.» Als Partner am Projekt beteiligt sind neben TPG und ABB die Industriellen Werke Genf (SIG), die

(Grafik: ABBreview 4/13)

nis des laufenden Pilotversuchs abhängen, muss aber auch Fragen der Verkehrsplanung und der Finanzierung mit einbeziehen», sagt Wagenknecht.

Der Genfer Pilotversuch stösst bei Verkehrsbetrieben im In- und Ausland auf reges Interesse. Immer wieder empfangen die Verkehrsbetriebe Delegationen, die sich über diese Variante städtischer Elektromobilität informieren wollen. ABB hat für das Ladesystem einen weltweiten Absatzmarkt vor Augen. 2015 soll das System marktreif sein. Bis dahin wird die Entwicklung weiter verfeinert. Zur Diskussion steht auch eine Vergrösserung der Ladekapazität des Akkus von 38 auf 50 und 80 kWh. Laut ABB-Manager Augé be-

Alternativen zu Oberleitungen Die Idee, Fahrzeuge über andere Wege als Oberleitungen mit Strom zu versorgen, ist nicht neu. Anfang des 20. Jahrhunderts nutzten mehrere Strassenbahnen eine Unterleitung mit einer in eine schmale Rille in der Strasse eingelassenen Stromschiene. Allerdings konnte die Rille leicht durch Fremdkörper blockiert werden, und die Gefahr von Stromschlägen für andere Strassenbenutzer konnte nicht ausgeschlossen werden. In den vergangenen Jahren haben einige Hersteller das Konzept wieder aufgegriffen, wobei die Rillenschiene durch eine sicherere und fortschrittlichere kontakt- oder induktionsbasierte Übertragung ersetzt wurde. Durch den Einsatz von Batterien kann verhindert werden, dass die teure

TOSA kann einen wichtigen Beitrag zur Fortentwicklung der Elektromobilität leisten. «Knackpunkt sind natürlich wieder die Akkumulatoren. Da sind wir gespannt, ob sie bei den hohen Ladeströmen die erhoffte Lebensdauer erreichen», sagt Martin Pulfer, der im Bundesamt für Energie das Forschungsprogramm Verkehr betreut. Es ist auch denkbar, dass die Erfahrungen von TOSA in anderen Zusammenhän-

Ausrüstung entlang der gesamten Strecke installiert werden muss.

Durch Induktion können auch andere Strassenfahrzeuge wie Busse geladen werden. Doch das System birgt mehrere Nachteile wie Energieverluste beim Laden und hohe Kosten für die Verlegung der Ladeinfrastruktur. Das Schnellladesystem von ABB ist von Natur aus sicher, da die Ladepunkte nur bei angeschlossenem Bus aktiv sind. Da eine direkte elektrische Verbindung verwendet wird, sind jegliche Bedenken über elektromagnetische Felder unbegründet.

Die Tatsache, dass keine schwere Ausrüstung unter der Strasse verlegt werden muss, vereinfacht die Installation.

(ABBreview 4/13)

Elektromobilität

legen entsprechende Investitionsrechnungen, dass die Investitionskosten für die Busse und die zugehörige Ladeinfrastruktur nicht teurer sind als die Einrichtung einer neuen Trolleybusstrecke mit Oberleitungen. Wenn man die erhöhte Lebensdauer von Elektrobussen (und die entsprechend längere Abschreibungszeit), die geringeren Wartungskosten des elektrischen Antriebsstrangs sowie die reduzierten Kosten für den Energieverbrauch mit in Betracht zieht, dann kann sich das System laut ABB sogar mit Dieselbus-Systemen messen.

Da der Bau von Oberleitungen heute oft kritisch gesehen wird und die entsprechenden Bewilligungen nur gegen Widerstand zu bekommen sind, könnte der Batteriebus eine willkommene Alternative darstellen. Allerdings basiert der Bus auf einer eigenen Technologie, die nicht mit jener von Tram, Trolleybussen, Dieselbussen oder Metros vergleichbar ist. Verkehrsbetriebe, die sich für die neue Technologie entscheiden, müssen daher auch ihre Unterhaltseinrichtungen anpassen und für die nötigen Schulungen sorgen, was mitunter einen Mehraufwand bedeutet.

gen wirksam werden. So wollen die Genfer Verkehrsbetriebe Energiespeicher künftig nutzen, um Trolleybusse mit Notstrom aus Batterien zu versorgen und bei Trams Bremsenergie mit Supercaps zu rekuperieren.

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Intelligentes Stromnetz für Elektro-Fuhrpark Im Parkhaus des Fraunhofer-Campus können bis zu 30 Elektrofahrzeuge Strom zapfen. 30 Wechselstrom-Ladestationen und eine GleichstromSchnellladestation mit einer Leistung von 50 Kilowatt liefern die Energie.

Damit kann ein Auto innerhalb von 20 Minuten volltanken. Sind alle Zapfsäulen belegt, fliessen bis zu 340 Kilo-

watt. Das entspricht in etwa 20 Prozent der Last des gesamten Institutzentrums mit seinen 1500 Mitarbeitern. «Die Anforderungen durch das Laden der Fuhrparkflotte an das Energiesystem sind gross. Ohne ein intelligentes Lade- und Lastmanagement lässt sich eine solche Stromtankstelle meist nicht realisieren», sagt Hannes Rose vom Fraunhofer-Institut IAO. Er und sein Team erforschen, wie sich E-Fuhrparks technisch managen lassen: Wie kann die Anlage möglichst effizient betrieben werden? Wie lässt sich sicherstellen, dass es zu Spitzenlastzeiten nicht zum Kurzschluss kommt? Wie muss ein intelligentes Stromnetz aufgebaut sein,

um all diesen Anforderungen gerecht zu werden? Hierfür entwickeln die IAOWissenschaftler die Ladeinfrastruktur und das Energiemanagement.

Ein Micro Smart Grid, sprich ein kleines, intelligentes Stromnetz, soll die Fahrzeugflotte mit Energie versorgen.

Dabei setzen die Wissenschaftler ausschliesslich auf regenerative Ressourcen: Im Lauf dieses Jahres werden am Institutszentrum eine Photovoltaikund eine KleinwindkraftAnlage installiert, um den Fuhrpark zu betreiben.

Zudem werden im Keller und auf dem Dach des IAO-Gebäudes ein Lithium-Ionen-Batteriespeicher sowie eine RedoxFlow-Batterie eingebaut, die Energie zwischenspeichern. Bei dem 30 Meter hohen Windrad handelt es sich um ein vertikales System mit einer Leistung von 10 Kilowatt, das nicht nach dem Wind ausgerichtet werden muss und günstig in der Anschaffung ist. Das Micro Smart Grid lässt sich autonom neben dem Netz des Energieversorgungsunternehmens (EVU) betreiben. Sollte die gespeicherte Energie nicht ausreichen, kann es aber mit dem Netz des EVU verbunden werden.

Das intelligente Netz arbeitet mit Gleichspannung. «Sowohl Photovoltaikanlagen als auch Batteriespeicher nutzen Gleichspannung. Da bei der Umwandlung zwischen Wechsel- und Gleichstrom hohe Verluste entstehen, haben wir uns entschieden, ein Gleichstromnetz zu konzipieren», erläutert der Ingenieur. Die Forscher bauen dazu

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46 | Elektrotechnik 4/14

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nicht nur eine Software zum Energiemanagement auf, sondern auch eine Simulationsumgebung. Mit deren Hilfe können sie das Micro Smart Grid vorab auslegen und verschiedene Szenarien wie unterschiedliche Wetterbedingungen durchspielen.

Im Aufbau einer dezentralen Stromversorgung sieht Rose zahlreiche Vorteile, allen voran: es sichert die Versorgung. «Durch die Energiewende wird dem deutschen Stromnetz immer mehr abverlangt. Wind- und Photovoltaikanlagen erzeugen diskontinuierlich Strom, was nicht immer mit dem Strombedarf der Kunden übereinstimmt. Das Netz muss diese Schwankungen ausgleichen, das Risiko von Ausfällen nimmt zu. Mit einer dezentralen Stromversorgung und durch Optimieren des Energiemanagements steuern wir diesem Risiko entgegen.

Zudem machen wir uns unabhängiger von der Entwicklung der Energiepreise, da wir kaum Strom einkaufen müssen.»

Als nächsten Schritt wollen die IAOForscher mit der Testumgebung für Industriebetriebe, Systemanbieter, Stadtwerke, Kommunen und Verteilnetzbetreiber schaffen und das Potenzial der kleinen unabhängigen Netze ausloten.

Am Fraunhofer Demonstrator können die Projektpartner ihre Hard- und Softwarekomponenten testen oder untersuchen, wie sich das Netz mit anderen Verbrauchern verbinden lässt, etwa um die Klimaanlage eines Gebäudes zu betreiben oder weitere Produktionsanlagen zu integrieren.

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Herausforderungen für die Schweiz

10

Mit Holzvergasung Kohle machen

44

Interview Minergie-Geschäftsführung

18

Oberflächen-Geothermie

48

Thesen zur Energiewende

26

Gefahrenschutz bei PV-Anlagen

60

ABB hat im Februar bekannt gegeben, dass das Unternehmen im Rahmen einer strategischen Kooperation mit Shenzhen BYD Daimler New Technology über die nächsten sechs Jahre Gleichstrom-Schnelllader für Denza liefern wird. China entwickelt sich zur weltweit führenden Nation im Hinblick auf die Schnellaufladung von Elektrofahrzeugen (EV).

Die wandmontierten Ladegeräte werden zahlreiche Innovationen zur Steigerung der Benutzerfreundlichkeit und Sicherheit aufweisen, u. a. eine Mobile App, die Cloud-basiert ist und die Fernüberwachung und Fernsteuerung des Ladevorgangs ermöglicht. Die ersten Lieferungen werden Mitte 2014 erwartet. Die Ladesysteme werden über Denza-Händler zusammen mit dem Fahrzeug verkauft.

Elektrofahrzeuge zählen zu den sieben aufstrebenden strategischen Branchen Chinas. Die chinesische Regierung hat den Gleichstrom-Schnellladestandard «GBT» eingeführt, um technische Innovationen anzuregen und ein breites Marktinteresse an Elektrofahrzeugen zu wecken. Die Ladeinfrastruktur in den Städten wird ein entscheidender Faktor für die Akzeptanz von Elektroautos sein. Der GBT-Standard gibt chinesischen Verbrauchern die Möglichkeit, ihr Fahrzeug bequem zu Hause oder an öffentlichen Standorten aufzuladen. Eine öffentliche Infrastruktur von Gleichstrom-Schnellladestationen wird in China voraussichtlich schon in naher Zukunft installiert.

«Wir freuen uns sehr, die Entwicklung eines nachhaltigeren Stadtverkehrs als Projektpartner von BYD Daimler unterstützen zu dürfen. Indem die Elektrofahrzeuge zusammen mit Schnellladegeräten verkauft werden, beseitigt der Denza ein zentrales Hindernis für potenzielle Käufer von Elektroautos», sagt Ulrich Spiesshofer, Vorsitzender der Konzernleitung von ABB. «Die EVLadesysteme von ABB finden weltweit grossen Absatz.»

Das reine Elektroauto Denza ist auf Fahrten von über 200 Kilometern Länge ausgelegt und zählt zu den ersten Fahrzeugen mit einer derartigen Reichweite auf dem chinesischen Markt.

Marktforschungen zeigen, dass Verbraucher sich eine grosse Reichweite wünschen, gleichzeitig jedoch auch kurze Ladezeiten erwarten. Der Denza wird Fahrern den Komfort bieten, das Auto in kurzer Zeit wahlweise zu Hau-

Elektromobilität

Grösstes Schnellladenetz der Welt in China

Erwartetes Wachstum bei Elektroautos bis 2020.

(Quelle: Internationale Energieagentur, Grafik: SAS/BAR)

se, am Arbeitsplatz oder an kompatiblen öffentlichen Standorten aufzuladen.

Der chinesische Markt für Elektroautos wird in den kommenden Jahren voraussichtlich rasant Fahrt aufnehmen, angetrieben durch neue Technologien und Marktinnovationen, den nationalen Schnellladestandard GBT und attraktive Anreize.

Der Massenmarkt ist eben erst am entstehen. Die 15 Mitgliedsländer der «Electric Vehicles Initiative» der Internationalen Energieagentur IEA haben sich zum Ziel gesetzt, die Zahl der

Elektroautos bis zum Jahr 2020 auf 24 Millionen Stück zu steigern, darunter die wichtigsten neun Länder auf 20 Millionen (siehe Grafik). Einer der Wachstumstreiber ist der steigende Benzinpreis. Gegenüber einer Tankfüllung eines Benzinautos ist die Aufladung eines Elektroautos günstig. Laut Experten soll die Ausrüstung von Stromtankstellen in den nächsten fünf bis zehn Jahren sich weltweit zum Multimilliardengeschäft werden. www.abb.ch

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Elektrotechnik 4/14 | 47

Elektromobilität

Geringer Anteil von Elektrofahrzeugen in der Schweiz

Neuimmatrikulationen von Fahrzeugen mit alternativem Antrieb. (Grafik: Bundesamt für Energie (Energeia März 2014)

2013 wurden in der Schweiz rund 308 000 Personenwagen neu in Verkehr gesetzt. Der grösste Teil waren entweder Benzin- (184 369) oder Dieselfahrzeuge (113 944). Der Hybrid Benzin/ Elektrizität war unter den Fahrzeugen mit alternativem Antrieb mit etwas über 6000 Neuzulassungen am meisten nachgefragt. Die Zahl der neu immatrikulierten Elektrofahrzeuge hat sich zwi-

schen 2012 und 2013 verdoppelt. In absoluten Zahlen bleibt ihr Anteil an der Gesamtheit der in Verkehr gesetzten Personenwagen jedoch sehr bescheiden.

2012 betrug die Zahl der in der Schweiz immatrikulierten Strassenmotorfahrzeuge 5,8 Millionen. 4,3 Millionen waren Personenwagen. Seit 1980 ist der Fahrzeugbestand damit um 85 Prozent gewachsen. 2012 gab es in der

Schweiz mit deutlichen regionalen Unterschieden im Durchschnitt 535 Personenwagen pro 1000 Einwohner. In den städtischen Regionen, wo ein engmaschiges öffentliches Verkehrsnetz besteht, liegt der Motorisierungsgrad deutlich tiefer als in ländlichen Gebieten. www.bfe.admin.ch

Ein elektrisierender Event – Taten und Worte zur Stromeffizienz im Gebäude Am nächsten eco2friendly-Day treffen sich Bauherren, Elektriker, Architekten und Planer im KKL Luzern. Experten zeigen in ihren Referaten auf, weshalb eine intelligente Gebäudeplanung zentral ist. Die Teilnehmer erhalten Ideen, wie mit Energieeffizienz zusätzlich Komfort im Gebäude geschaffen wird. Interessant ist, dass die Sicht des Bau48 | Elektrotechnik 4/14

herren, des Elektrikers und des Architekten vertreten sind.

Ein elektrischer Rennwagen der Formula Student und eine Ausstellung mit Lösungen zum Anfassen sind ein zusätzliches Highlight.

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Im Jahr 2025 wird jeder zehnte Neuwagen ein Elektroauto sein, 2035 bereits jedes zweite Fahrzeug: In der neusten Ausgabe von eco2friendly-Magazin spricht Peter de Haan vom Beratungsunternehmen Ernst Basler + Partner über die Chancen und Risiken der Elektromobilität in der Schweiz. Dazu werden im Magazin weitere interessante Projekte wie Elektrolastwagen, Elektroauto-Sharing oder eine Magnetbahn für die Schweiz vorgestellt. Über den geschichtlichen Hintergrund informiert der Beitrag «100 Jahre Elektromobilität» der Post.

Auch Peter Sauber, Gründer und Besitzer des Rennstalls Sauber F1-Team, meint, dass eines Tages die Elektromobilität die Oberhand gewinnen wird. Er erzählt von seiner Karriere und warum er Elektroautos lieber auf der Strasse sieht als auf der Rennbahn.

Im Lifestyle-Interview spricht der bekannte Musiker Marc Sway über Inspiration und sein Rezept für den Erfolg. Der Berufsweltmeister der Elektroin-stallateure Samuel Schenk,

gibt im Interview einen Einblick über die Vorbereitungen, seinen Erfolg sowie die Möglichkeiten in der Elektrobranche.

In den Rubriken Gebäudeautomation, energieeffizientes Licht und Solar präsentieren die eco2friendly-Partner ihre neuen Produkte, Ideen und Referenzberichte.

Eco2friendly ist eine Plattform für alle Teilnehmer im Umfeld der energieeffizienten Elektroinstallation. Die Plattform ermöglicht es ihnen, Ideen zu diskutieren, Fachwissen auszutauschen und über Lösungen informiert zu werden. Je besser eine Elektroinstallation geplant wird, desto mehr wird sie helfen, Strom zu sparen und gleichzeitig – oder trotzdem – den Komfort zu erhöhen. Das sollte Standard sein.

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Elektromobilität

eco2friendly-Magazin zeigt Elektromobilität in Fahrt

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Anschlusstechnik

Aderendhülsen crimpen Der Begriff Crimpen stammt vom Englischen «to crimp», das pressen, eindrücken, quetschen, falten oder auch faltend verformen bedeutet.

Der Begriff wird vorwiegend bei kleinen Leiterdurchmessern, in der Installationstechnik, der Steuerungs- und Schwachstromtechnik gebraucht.

Der Begriff «Pressen» wird für die grösseren Leiter gebraucht.

Rico De Boni Unter Crimpen und Pressen versteht man die Erstellung einer homogenen, nicht lösbaren Verbindung zwischen Leiter und Verbindungselement, die eine hohe elektrische und mechanische Sicherheit gewährleistet. Sie wird alternativ zu herkömmlichen Verbindungen wie Löten oder Schweissen angewandt.

Crimpen braucht handwerkliche Sorgfalt und die richtigen Werkzeuge.

Eine sichere Verbindung Viele Klemmenkonstruktionen ermöglichen auch feindrähtige Leiter (Litzen)

127

ohne zusätzliche Behandlung anzuschliessen. Dort wo aber eine Schraube direkt auf den feindrähtigen Leiter drückt, sind Anschlussteile notwendig.

Diese durch Crimpen auf den Leiter zu bringen ist die beste und schnellste Methode. Ein Leiter mit einer Aderendhülse verhält sich in elektrischer Hinsicht wie ein massiver Leiter. Aber auch Kabelschuhe, Stiftkabelschuhe, Flachsteckhülsen usw. werden je nach Anschlussart aufgepresst. Eine qualitativ gute elektrische Verbindung wird nur erreicht, wenn die verschiedenen Voraussetzungen erfüllt sind: • Leiter und Verbindungselement

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Richtige Vorbereitung

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Crimpzange für blanke und isolierte Aderendhülsen 0,25...10 mm2

Isolierte Aderendhülse

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Crimpzange mit schwenkbarem Presskopf 0,14...6 mm2

Kombizange Stripax

50 | Elektrotechnik 4/14

müssen in ihren Dimensionen zueinander passen.

• Improvisationen (Litzen abschneiden, Einführungen aufweiten usw.) sind zu unterlassen. Sie führen zu schlechten Verbindungen.

• Für den Anschluss von zwei Leitern gibt es die Twin-Aderendhülsen.

• Das Crimpen von mehreren Leitern in einer einzigen übergrossen Hülse ist nicht korrekt, meistens wird ein Leiter nicht richtig gepresst.

Die Verwendung von isolierten Aderendhülsen (Bild 127) hat Vorteile: • Der Leiter lässt sich einfacher in die Klemme einführen • Der Fingerschutz und die Kriechstrecke beim anzuschliessenden Element werden beibehalten • Die Einführung des Leiters wird durch die Trichterwirkung des Isolierteiles erleichtert • Knicke und Leiterbrüche werden vermieden.

Leiter richtig vorbereiten Vor dem Aufbringen einer Aderendhülse oder eines Kabelschuhs muss der Leiter richtig abgeschnitten und abisoliert werden.

• Die abisolierte Länge bestimmt sich nach der Crimplänge. Ein Längenanschlag erleichtert das Einhalten einer gleichbleibenden Abisolierlänge • Wird zu wenig abisoliert, kann die Verbindung nicht optimal verpresst werden.

• Bei isolierten Crimpteilen muss die Isolation vollständig in den Kunststoffkragen eingeführt werden (Bild 128).

• Wenn zu viel abisoliert wird, kann eine unsaubere Verbindung entstehen. Ist bei einem Element der Berührungsschutz sicherzustellen, dürfen keine blanken Leiterteile im Handbereich sein.

• Durch das Abisolieren darf der Leiter und die bleibende Isolation nicht verletzt werden. Mit den richtigen Abisolierwerkzeugen – die natürlich korrekt eingestellt sein müssen – kann dies schnell und rationell erfolgen • Auf dem Leiter dürfen keine Isolationsresten mehr vorhanden sein

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• Die abisolierten Leiter dürfen nicht zusätzlich verdrillt werden, sie passen dann nicht mehr in die Presshülse Fehler beim Crimpen Jede Aderendhülse erfordert eine Zange, die die richtige Kraft am richtigen Ort aufbringt. Nur wenn der notwendige Pressdruck aufgebracht wird, ist eine genügende Ausziehkraft und damit ein sicherer Kontakt sichergestellt. Fehler entstehen durch: • Falsche Zange oder falsche Matrize für den Crimpteil.

Aderendhülsen und Kabelschuhe brauchen unterschiedliche Dimensionen • Falsche Position des Leiters im Crimpwerkzeug. Nur wenn der Leiter unverkantet bei der richtigen Markierung eingelegt wird, wird korrekt verpresst • Zu wenig Pressdruck: Wenn beim Crimpen nicht ausreichend Kraft aufgebracht wird oder eine zu grossen Matrize verwendet wird, bleiben die einzelnen Leiter unverpresst. Ein erhöhter Übergangswiderstand ist die Folge. Auch besteht ein Risiko, dass die nicht richtig gepressten Leiter aus der Verbindung gezogen werden können • Zu starke Pressung: Wird die Verbindung zu stark gepresst, besteht die Gefahr, dass einzelne Leiter abgeschert werden.

Auch die Hülse kann sich durch einen zu starken Pressdruck verformen oder durch einen Riss oder Bruch unbrauchbar werden Neben manuellem Geschick, helfen automatische oder halbautomatische Zangen mit, Fehler beim Abisolieren und Pressen zu vermeiden.

Crimpzangen Es ist nicht möglich, dass ein Werkzeug mit allen beliebigen Kombinationen von Leitern und Hülsen funktioniert. Die grosse Anzahl der am Markt vorhandenen Artikel erschwert generell die Auswahl. Wer aber immer auf bewährte Produkte setzt, erlebt keine unangenehmen Überraschungen.

Aderendhülsen und Kabelschuhe haben eigene Pressformen.

Für IT-Verbindungen und Anschlüsse an Spezialkabel sind produktbezogene Crimpsysteme vorhanden, die nach den gleichen Regeln verarbeitet werden.

Bei den einfachen Crimpzangen ist die Ausziehkraft und damit die Qualität der Verbindung von der individuellen Handkraft des Verarbeiters abhängig (Bild 129).

Das gibt bei kleinen Leiterquerschnitten keine Probleme, wenn in der richtigen Zangenöffnung gepresst wird. Die Hebelwirkung der Zange ist genügend stark.

Zu besseren, wiederholbaren Ergebnissen kommt man bei der Verwendung einer Crimpzange mit Zwangssperre. Durch diese ist das Öffnen erst nach Abschluss des Crimpvorgangs möglich.

Wenn der Presskopf schwenkbar ist, kann der Leiter von vorne und seitlich eingeführt werden, das erleichtert die Arbeit (Bild 130). Hauptsächlich bei nachträglichen Verdrahtungsarbeiten an bestehenden Einrichtungen und bei kurzen Leitungsenden ist dies ein nicht zu unterschätzender Vorteil.

Die Kombizange aus Schneid-, Abisolier- und Crimpwerkzeug (Bild 131) erlaubt eine rationelle Arbeitsweise. Es wird bis zu einem Leiterquerschnitt von 2,5 mm2 nur ein Werkzeug für die Leiterverarbeitung gebraucht. Die dazugehörenden Aderendhülsen sind als Streifen für die verschiedenen Leiterquerschnitte erhältlich.

Auswechselbare Matrizen können den Einsatzbereich der Handzangen erweitern. So können Aderendhülsen als auch Kabelschuhe gepresst werden. Mit einem Set, das Zange und Zubehör enthält, lassen sich für Montagen in der Elektroinstallation die Bereiche bis 16 mm2 abdecken.

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Fachhochschulzentrum nutzt leistungsfähiges Verkabelungssystem Im Juli 2013 wurde der Neubau der FHS St. Gallen am Hauptbahnhof eröffnet. Dazu gehört auch ein hochwertiges Kommunikationsnetzwerk. Im Hinblick auf den definierten Lebenszyklus, der für das gesamte Gebäude 25 bis 30 Jahre beträgt, und auf eine hohe Investitionssicherheit hat das Hochbauamt eine universelle Kommunikationsverkabelung (UKV) der Klasse FA ausgeschrieben, die eine genormte Bandbreite von 1000 Megahertz bietet.

Die Wahl fiel auf eine Lösung von Dätwyler Cabling Solutions. Diese umfasst auf den Etagen die symmetrischen Kupfer-Datenkabel CU 7150 4P und Steckverbinder des Typs PS-GG45. Beide – Kabel und Anschlusstechnik – entsprechen der Kategorie 7A bis 1000 Megahertz. Darüber hinaus unterstützen sie eine Bandbreite von maximal 1500 Megahertz, bieten also höchste Reserven für Multimedia-Anwendungen und zukünftige Applikationen jenseits von 10-Gigabit-Ethernet.

Zwischen Januar und Dezember 2012 installierten die Telematik-Spezialisten der St. Galler Huber+Monsch AG im neuen Fachhochschulzentrum rund 125 Kilometer Kupfer-Datenkabel und 4400 Module. Für die Backbone-Verkabelung bis hinein ins FHS-Datacenter setzten die Monteure rund vier Kilometer Glasfaserkabel des Typs FO Universal OM3 mit 24 und 48 Fasern ein. Ausserdem lieferte

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Das neue Kommunikationsnetzwerk, das seit Ende Januar 2013 in Betrieb ist, dient der FHS St. Gallen nicht nur zur sicheren Übertragung von High-Speed-Daten. Auch die IP-Telefonie, diverse Audiosysteme und Videobeamer sowie das Wireless LAN (WLAN) sind in das Verkabelungssystem integriert. Die WLAN-Access-Points erhalten über die Datenkabel zugleich den benötigten Strom (Power over Ethernet).

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Kleinzellen-Lösung für die Mobilfunkversorgung in Gebäuden Swisscom testet erstmals das neue Radio Dot-System von Ericsson in Firmengebäuden. Dabei kommen elegante und kompakte Kleinzellen zum Einsatz, die die mobile Breitbandversorgung innerhalb von Gebäuden verbessern sollen.

In der Schweiz war im vergangenen Jahr ein Anstieg des mobilen Datenverkehrs von 100 Prozent zu verzeichnen, wobei die meisten Verbraucher mit ihren Smartphones oder Tablets innerhalb von Gebäuden ins Netz gingen. Haupttreiber für die Zunahme des Datenverkehrs war die vermehrte Nutzung von Video-Streams, die bei Swisscom mittlerweile zwei Drittel des mobilen Datenvolumens ausmachen.

Durch diese Zusammenarbeit im Bereich kleiner Funkzellen für den Innen- und Aussenbereich begegnen die beiden Unternehmen der rasanten Zunahme des mobilen Datenverkehrs. Die Mikrozellen, die mithilfe des Ericsson Radio Dot-Systems aufgebaut werden, lassen sich nahtlos in die

4G/LTE- beziehungsweise in die 3G-Makronetze von Mobilfunknetzbetreibern integrieren.

Ein zentrales Element des Ericsson Radio DotSystems stellt das neuartige Antennenelement dar, der sogenannte «Dot». Hierüber erhalten private oder geschäftliche Anwender den Zugang zum Breitbandnetz. Aufgrund ihrer kompakten Abmessungen und ihrer Skalierbarkeit sowie ihrer Integrationsfähigkeit in Makronetze und ihrer Zukunftssicherheit kann die Lösung in unterschiedlichsten Firmengebäuden oder öffentlichen Orten eingesetzt werden – unter anderem in mittelgrossen bis grossen Gebäuden, die bisher nur schwer versorgt werden konnten. Durch ihr Gewicht von nur 300 Gramm und ihre geringe Grösse lassen sich die Radio Dot-Stationen nahezu überall problemlos installieren.

www.ericsson.com

sehen hören sprechen voir entendre parler

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Neue Standards verbessern optische Anschlussnetze

Neue Impulse für PON Bereits seit einigen Jahren arbeiten die Standardisierungsgremien und die Telco-Lieferanten an der nächsten Generationen passiver optischer Anschlussnetze (PON). Neben höheren Übertragungsgeschwindigkeiten und grösseren Distanzen eröffnen sich dank neuer Multiplexingverfahren interessante Perspektiven.

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Übertragungsprinzip von PONs im Netzzugangsbereich.

Rüdiger Sellin Die gute alte Kupferdoppelader lebt auf dem Teilnehmeranschluss weiter.

Trotzdem ist das Glasfaserkabel zweifelsohne auf dem Vormarsch in die Quartiere. Breitbandige Video-Anwendungen (Internet-Fernsehen [IPTV], Video-Streaming usw.) heizen den Geschwindigkeitsbedarf im privaten Sektor gewaltig an. Breitbandige Anschlussnetze begegnen dem stetig steigenden Bandbreitenbedarf wirksam.

Um dabei einen grösstmöglichen Investitionsschutz zu erzielen, verfahren die Netzbetreiber meist zweigleisig. Die Glasfaserkabel werden möglichst nahe an die Gebäude bis zum Quartierverteiler geführt. Von dort aus wird das bestehende Kupferkabel weiter verwendet, wodurch die Hausinstallationen weitgehend unangetastet bleiben. Neue Übertragungsverfahren wie das Vectoring (siehe ET 1/2013 S. 46) beschleunigen dort die Datenströme.

Trotz dieser Bemühungen kommen bestehende Kupferleitungen bei der

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(Grafiken: R. Sellin)

Übertragung komplexer Breitbandsignale an ihre physikalischen Grenzen, insbesondere bei grösseren Leitungslängen über 750 m. Das beklagen in der Schweiz insbesondere Bewohner ländlicher Gegenden mit grosser Distanz zur Anschlusszentrale. Dort ist der Verbesserungseffekt durch Vectoring kaum wirksam. Ein weiteres Problem ist die asymmetrische Auslegung des KupferAnschlussnetzes. Zwar benötigen die meisten privaten Anwendungen höhere Bandbreiten im Download. Gleichwohl steigt der Bandbreitenbedarf auch im Upload, etwa durch Online-Spiele, Telemedizin oder in die Unternehmen eingebundene Heimbüros. Der Ruf nach Glasfasern ist darum verständlich.

Jedoch entsprechen die meisten der heute weltweit installierten PONs dem Wunsch nach symmetrischen Kanälen kaum, was an der historischen PONEntwicklung liegt.

Teure AONs – wenig verbreitet Ein aktives optisches Anschlussnetz (Active Optical Network, kurz AON)

entspricht diesem Wunsch durchaus.

Hier wird jedem angeschlossenen Kunden eine eigene Glasfaser ab Zentrale zugeteilt. Unter den AONs ist das Active Ethernet (oder auch Point-to-PointEthernet) am meisten verbreitet. Es ist besonders bei Geschäftskunden beliebt, weil das interne Ethernet nahtlos ins AON eingebunden wird und symmetrische Bandbreiten bietet. Diese lassen sich kundenspezifisch in der Ortszentrale konfigurieren, was auch für die Zuteilung des Links zum gewünschten Serviceprovider gilt. Dabei lassen sich problemlos Komponenten verschiedener Hersteller kombinieren, da Ethernet (IEEE 802.3) seit Langem standardisiert und etabliert ist. Dies hilft, die Netzwerkkosten beim Kunden zu senken.

Zudem besteht bei Punkt-zu-Punkt-Verbindungen eine höhere Daten- und Abhörsicherheit als bei geteilten Netzstrukturen, was wiederum Geschäftskunden entgegenkommt. Wenn ein solches AON via Metro-Ethernet-Ringe an das Weitverkehrsnetz herangeführt wird, besteht neben hohen Übertragungsgeschwindigkeiten zusätzlich eine sehr hohe Übertragungssicherheit.

Solche Ringe wurden nach der Jahrtausendwende besonders in Grossstädten durch alternative Netzbetreiber für Geschäftskunden errichtet.

Es existieren aber auch Nachteile.

Aufgrund der Netzauslegung benötigen AONs eine massiv höhere Anzahl Glasfasern von der Ortszentrale zum Endkunden. Im Vergleich zu einem PON und dessen Splitverhältnis benötigt ein AON mit mindestens einer Faser 32oder gar 64-mal mehr Fasern. In der Ortszentrale wird es am Hauptverteiler darum schnell eng, da Tausende von Glasfasern rangiert und pro Kunde richtig zugeordnet werden müssen. Alle auf dem Übertragungsweg befindlichen Komponenten sind zudem aktiv und altern oder veralten schnell. Sie benötigen neben einer Stromversorgung einen aktiven Opto-Koppler, der elektrische in optische Signale umwandelt. Auch die gesamte Errichtung eines AON-Anschlusses ist aufwendiger und dauert länger als bei einem PON. Zudem sind

Kostengünstige PONs als Alternative Für die breite Masse haben sich im letzten Jahrzehnt darum mehrere PONStandards mit zwei unterschiedlichen Architekturen etabliert. Wiederum aus Kostengründen sind beide PON-Arten TDM-basiert (Time Division Multiplex). TDM-basierte Anschlussnetze bestehen aus einer Baumstruktur, bei der die Glasfasern von mehreren Teilnehmern gemeinsam genutzt werden (sharing). Dabei wird der Datenstrom in Zeitschlitze aufgeteilt und von der Zentrale an alle Empfänger gleichzeitig geschickt. Die Zeitschlitze enthalten die Empfängerdaten, die im Netzabschlussgerät gelesen und ans betreffende Endgerät weitergeleitet werden (Bild 1). Ein PON besteht nur aus zwei aktiven Komponenten, dem OLT (Optical Line Terminal) in Vermittlungsstelle und dem ONT (Optical Network Termination) beim Kunden. Dazwischen befinden sich

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Aufbau und Betrieb der genannten Metro-Ethernet-Ringe als sinnvolle AON-Ergänzung kostenintensiv. Besonders in Zeiten des scharfen Wettbewerbs sind AONs wegen ihrer hohen Netzund Betriebskosten bei den Betreibern darum nicht sehr beliebt.

Entwicklung der PON-Standards.

optische Splitter als Verteilelemente, die typischerweise in einem Kabelverzweiger oder auch in einer Kabelmuffe im Quartier untergebracht sind.

Das OLT bildet die übertragungstechnische Schnittstelle zwischen dem Zugangsnetz und dem dahinterliegenden Backbone. Vom OLT aus verlaufen die einzelnen Links über Glasfasern zu passiven optischen Splittern. Deren physikalische Aufteilung des anliegenden optischen Signals (auch optische Leistungsteilung oder Splitting ge-

nannt), verzweigt das PON weiter, hat aber einen spürbaren Leistungsverlust zur Folge. Splitter sind zwar keine aktiven Bauteile, stellen aber gleichwohl eine potenzielle Fehlerquelle dar. Sie sollten sorgfältig gefertigt und die Steck- und Spleissverbindungen von hoher Ausführungsqualität sein. Von den Splittern mit unterschiedlichen Splitting-Faktoren (z. B. 1: 16, 1: 32) verteilen sich die Glasfaserverbindungen zu den jeweiligen Kundenstandorten, an denen die optische Übertra-

IMMER DIE RICHTIGE DOSE ZUR HAND CATV-Hybriddose mit verstellbarer Dämpfung Die kombinationstaugliche CATV-Hybriddose von Cecoflex bietet eine vor Ort wählbare Dämpfung (4, 11 und 15 dB), lässt sich wahlweise mit CecoflexEinsätzen (z. B. LAN/Telefonie) oder zwei RJ45-Keystone-Modulen bestücken und eignet sich perfekt für hybride Multimedia-Installationen.

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Full Services Access Network (FSAN) Da die internationalen Telcos oft unterschiedliche Netzstrukturen betreiben, gehört die Vereinheitlichung der Netzkomponenten (besonders bei der Glasfaser-Kupfer-Umsetzung) zu den vordringlichsten Zielen von FSAN. Sie ist ein Forum aus führenden Telecom-Providern, unabhängigen Testlaboratorien und Lieferanten. Heute sind rund 20 Provider und 80 Organisationen Mitglied. Im Bereich BPON, GPON und XGPON konzentrieren sich die FSANAktivitäten auf Dienste und Schnittstellen, den Service-Rollout (inklusive kostengünstiger Installation), die Architektur und Performance der Zugangsnetze, Datentransport und Infrastruktur sowie auf die Themen Signalisierung und Administration.

gungsstrecke in den ONTs terminiert wird. Diese wandeln das optische wieder in ein elektrisches Signal um und bieten dem Kunden entsprechende Schnittstellen zur Nutzung der angebotenen Dienste (Voice, Internet, IPTV/Video on Demand usw.). Sowohl die OLT in der Vermittlungsstelle als auch die ONT beim Kunden sind aktive Komponenten mit Stromversorgung.

Das Verteilnetz inklusive der Signalaufteilung ist hingegen rein passiv ausgeführt.

Verschiedene Standards Wie so oft besteht auch bei PONs ein Wettkampf zwischen den Standardisierungsgremien ITU-T und IEEE (Bild 2). Prinzipiell wetteifern Ethernetund Gigabit-Ethernet-basierte PONs (EPON/GEPON) des IEEE mit den BPON- und GPON-Standards des ITU-T (Broadband PON/Gigabit PON). Weil der asiatisch-pazifische Raum weitaus früher glasfaser-basierte Anschlussnetze baute als es in anderen

Die FSAN will existierende Standards zu konkreten Diensten und Produkten in der Industrie führen und parallel dazu eigene Spezifikationen in die entsprechenden Standardisierungsgremien einbringen. Im Vordergrund steht die Definition und Verbesserung bestehender PON-Standards. Darum arbeitet die FSAN-Gruppe aktiv in der ITU-T-Studiengruppe 15 Q2 mit. Im eigenen Haus existieren zwei FSAN-Untergruppen, die «Interoperability Task Group» sowie die «Next Generation PON (NG-PON) Task Group». Zusätzliche Arbeitsgruppen werden bedarfsweise von den FSAN-Mitgliedern initiiert, was auch für neue Fragestellungen gilt. www.fsan.org

Weltteilen der Fall war, besteht dort auch heute noch der grösste Absatzmarkt für PON-Komponenten (rund 67 %).

Weitere PON-Lieferungen gehen nach Europa (19 %), Nord- (12 %) sowie Lateinamerika (4 %). Bei den GPONs verteilen sich die weltweiten Marktanteile vorwiegend auf Huawei (43 %), AlcatelLucent/ALU (23 %) und ZTE (18 %). Je ca. 2,5 % entfallen auf Ericsson, Callix und Fiberhome, 5,7 % auf nicht näher spezifizierte Firmen. In Europa verteilen sich die Marktanteile anders. So wurden bis Ende 2012 rund 50 % der PON-Projekte durch ALU realisiert, gefolgt von Huawei (etwa 30 %) und anderen Ausrüstern wie z. B. Keymile (Quelle: www.broadbandtrends.com). Dabei kam fast ausschliesslich die GPON-Technologie nach ITU-T G.984 zum Einsatz.

Es fällt auf, dass die Preise für GPONs zwar fallen, aber immer noch deutlich über jenen der EPONs liegen.

GPONs stellen hohe Anforderungen an die Synchronisation zwischen den aktiven Komponenten an den Leitungs-

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Übertragungsprinzip von WDM-basierten Zugangsnetzen.

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enden, was eine exakte Taktung erfordert. Beispielsweise muss ein GPONLaser im ONT den Lichtstrom innerhalb von 13 ns ein- oder ausschalten können, verglichen mit 512 ns bei EPONs. GPON-Receiver arbeiten zudem mindestens zweimal schneller als solche für EPONs. Um die selbe Anzahl optischer Links unterstützen zu können, verwenden die Hersteller von Standard-GPONs sogenannte DFBLaser (Distribution Feedback) sowie Avalanche Photodioden (APD) in den ONT-Receivern. APDs bedingen eine leistungsfähigere Spannungsversorgung mit mehr als 25 V. Sie sind zudem im Betrieb temperaturempfindlicher und müssen exakt gefertigt werden, um später einen problemlosen Betrieb zu garantieren. Für EPONs hingegen genügen preisgünstigere Bauelemente, etwa FB-Laser (Fabry-Perot) und PIN Photodioden-Receiver (Positive-Intrinsic-Negative). Schliesslich erlaubt die symmetrische Datenübertragung der EPON/GEPON eine kostengünstiger zu fertigende Elektronik.

Neues Multiplexverfahren für FTTH Um erfolgreich zu sein, muss eine neue PON-Architektur zunächst beide bisherigen PON-Entwicklungen quasi zusammenführen. Zudem muss es preiswert zu fertigen sein, ein hohes Mass an Flexibilität zeigen sowie unterschiedliche Bandbreiten und Übertragungsprofile für verschiedene Kundengruppen bieten können. An dieser herausfordernden Vision wird bereits intensiv gearbeitet, und zwar einerseits mit Prototypen der Hersteller und andererseits mit neuen Standards in ITU-T und IEEE, aber auch in der Betreiberinitiative FSAN (Full Service Access Network). Im Fokus stehen dabei die «Next Generation (NG) PON 2 und PON 3».

Während das NG PON3 im Moment nur als Vision existiert, konkretisiert sich das NG PON2 bereits. Hier werden nochmals höhere Übertragungsgeschwindigkeiten von 40 Gbit/s im Downstream und 10 Gbit/s im Upstream sowie ein Splitverhältnis von 1: 64 anvisiert. Aufgrund des schnellen technischen Fortschritts sind durchaus auch Splitverhältnisse von 1: 128 denkbar.

Für diesen Fall wird die Distanz zwischen OLT und ONT vermutlich bei 40 km belassen, was bereits eine Verdoppelung gegenüber GPONs bedeutet. Eines ist jedoch heute schon klar: Die technischen Herausforderungen, mit TDM zweistellige Datenraten zu erreichen, sind sehr gross.

jedoch nicht vor 2020 erwartet. Dazu muss zunächst ein definitiver Standard erstellt werden, um den IEEE, ITU-T und FSAN noch bemüht sind – ein ehrgeiziges Unterfangen.

Erste Prototypen Erste Feldversuche mit Prototypen der neuen TWDM-Technik sind vielversprechend. Bei Pilotprojekten in Südkorea und Japan werden entsprechende WDM-PONs für FTTH getestet. Dabei wird auch untersucht, inwieweit BPONs und EPONS auf einer einzigen Glasfaser gemeinsam übertragen werden können.

Das chinesische Unternehmen ZTE hat zudem seinen ersten PON-Prototyp nach dem mit Zeit- und Wellenlängenmultiplex-Verfahren TWDM bereits der Öffentlichkeit vorgestellt. Er soll eine sehr hohe Flexibilität bieten und dank TWDM alte und neue Technologien (GPON, XG-PON/10 GPON, NG-PON2 und Point-to-Point WDM) in einem Übertragungssystem integrieren. Somit wäre das System weltmarktfähig und für fast alle Anforderungen vorbereitet. Als Terminals für die TWDM-PON-Prototypen kommen laut ZTE farbfrei arbeitende Optical

Network Units (ONU) mit einstellbarer Empfangs-/Sendetechnologie zum Einsatz. Derartige ONUs mit «LaserTuning» senken die Kosten im Anschlussnetz erheblich, da keine wellenlängen-spezifischen optischen Übertragungseinrichtungen mehr notwendig sind und grössere Stückzahlen universeller ONUs möglich werden. Für zukünftige Anforderungen an höhere Bandbreitenkapazitäten eignet sich TWDM aus Sicht der Chinesen wegen der möglichen Überlagerung weiterer Wellenlängen besonders.

Besonders Geschäftskunden mit hohen Sicherheitsanforderungen dürften sich auf die Zukunft mit WDM freuen.

Denn durch die exklusive Verwendung und das individuelle Tuning des Übertragungslinks auf einer einzigen Wellenlänge können sie sich beim Provider vermutlich ohne grosse Mehrkosten ihren massgeschneiderten Link bestellen.

Und da es weder Link Sharing noch Broadcasting mehr gibt, werden endlich auch individuelle und bessere Verschlüsselungsverfahren einsetzbar, was die Sicherheit markant erhöhen dürfte.

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Die eigentliche Evolution findet darum im Bereich des gewählten Multiplexingverfahrens statt. Mit WDM (Wavelength Division Multiplexing) zieht ein bewährtes Multiplexingverfahren in die NG PONs ein, das um die Jahrtausendwende bereits in optischen Weitverkehrsnetzen eingeführt wurde. Bei diesem PON-Konzept wird jedem Teilnehmer eine eigene Wellenlänge zur Verfügung gestellt (Bild 3). Heute werden bereits erste TWDM-basierte Lösungen angeboten (Time and Wavelength Division Multiplexing), die aber mangels Standards noch proprietär sind.

Bei TWDM werden die TDM-Datenströme auf verschiedene Wellenlängen (auch «Farben») moduliert, wodurch dieselbe Faser mehrfach genutzt wird.

Die Infrastruktur wird also von mehreren XGPONs parallel belegt, sofern OLT, AWG und ONT mit den entsprechenden Sendern und Filtern ausgestattet sind. FSAN (siehe Textkasten) hat als Technik für das NGPON2 bereits ein TWDM mit vier bis acht Wellenlängen beschlossen. Ein «echtes» NGPON3 in WDM-Technik mit entsprechenden Einrichtungen, bei dem jeder Endteilnehmer eine eigene Wellenlänge zugewiesen bekommt, wird realistischerweise

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Fragen und Antworten zu NIN

NIN-Know-how 99 Mit bestem Wissen und Gewissen versuchen wir immer wieder für Sie von Neuem stimmige Aussagen und Antworten zu formulieren. Dies ist nicht immer einfach, wenn sich sogar in Normen für die gleichen Probleme verschiedene Aussagen finden lassen. Auch wenn unsere Aussagen jetzt und heute stimmen, werden sie womöglich schon bald von einer neuen Norm überholt. Für Frage 3 wollten wir es genau wissen.

Für Schaltgerätekombinationen gibt es bekanntlich neu die EN 61439-1. Liest man darin, wird man schnell auf andere Dokumente verwiesen. So zum Beispiel auf die IEC 60 364-5-52, welche die Leitungsdimensionierung beschreibt. Mit diesen zwei Normen sind schon gut und gerne 750 Franken investiert. Man findet jedoch über 50 weitere Normenverweise in der besagten Norm. Entschliesst man sich dann aufgrund eines Verweises zum Kauf einer neuen Norm, so kauft man sich wiederum eine gute Sammlung von weiteren Verweisen.

Gut, dass sich viele Fragen aus dem Installationsalltag aus der NIN ableiten lassen.

David Keller, Pius Nauer

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Ersatz eines Leitungsschutzschalters Letzthin musste ich in einer bestehenden Verteilung einen defekten Leitungsschutzschalter auswechseln. Im genannten Stromkreis sind auch Steckdosen installiert.

Muss man bei einer solchen Auswechslung eine Fehlerstrom-Schutzeinrichtung einbauen?

(M. W. per E-Mail) Grundsätzlich sollte auch bei Reparaturen an die grossen Vorzüge einer Fehlerstrom-Schutzeinrichtung gedacht werden. In Ihrem Fall handelt es sich um einen Austausch eines Betriebsmittels.

Im SEV Info 2077 wird beschrieben, wie es sich mit dem Ersatz einer Steckdose

verhält. Da der Ersatz einer Steckdose nicht als Installationsänderung gilt, kann ein Einsatz einer Fehlerstrom-Schutzeinrichtung nach NIN 2010 nicht zwingend verlangt werden. Sinngemäss kann natürlich auch dieser Reparaturersatz des Leitungsschutzschalters angewendet werden. Wenn es die Platzverhältnisse in der Verteilung zulassen, ist die Nachrüstung einer Fehlerstrom-Schutzeinrichtung als Fachmann doch selbstverständlich. Natürlich gibt es unter Umständen Gründe dies nicht zu tun, wenn zum Beispiel die daran angeschlossene Installation noch nach Nullung Schema 3 ausgeführt ist, kann eine FehlerstromSchutzeinrichtung nicht eingesetzt wer(pn) den.

2

Schutzleiter auf Niedervolt-Lampenstelle In unserer Firma sind wir uns nicht einig, ob zu den Lampenstellen, in denen dann LED-Spots eingesetzt werden, ein Schutzleiter eingezogen werden muss, oder nicht.

Die Einbetonierbüchsen sind aus Kunststoff und es werden Betriebsgeräte nach SELV installiert.

(R. F. aus L) Im Kapitel 4.1.1.3.1.1 der NIN 2010 steht, dass in jedem Stromkreis ein Schutzleiter vorhanden sein muss. Ob aber dieser Schutzleiter auch in jeder Leitung und bei jedem Verbrauchsmittel vorhanden sein muss, dass ist so nicht vorgeschrieben. Dazu findet man in anderen Teilen Hinweise. Im Kapitel

Richtigstellung Fehlerstromschutzschalter FI Typ A Im Interview «Was ist neu bei der NIN 2015» in ET 2/2014 haben uns aufmerksame Leser auf folgenden Fehler hingewiesen: «Die Aussage von Josef Schmucki auf Seite 27 (mittlere Spalte unten), der Fehlerstromschutzschalter Typ A sei in der Schweiz nicht zulässig und üblicherweise werde der Typ AC eingebaut, ist nicht korrekt.» Richtig ist gemäss Auszug aus NIN 5.3.1.3 Fehlerstrom-

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Schutzeinrichtungen (RCDs), 5.3.1.3.1 (Allgemeines): Die Art des Fehlerstroms hat Einfluss auf die Funktion von FehlerstromSchutzeinrichtungen (RCDs). Aus diesem Grund wird zwischen den folgenden Typen unterschieden: • Typ AC zum Schutz bei sinusförmigen Wechselfehlerströmen. Diese dürfen gemäss 2 5.3.1.3.2 in der Schweiz nicht eingesetzt werden.

• Typ A zum Schutz bei sinusförmigen Wechselfehlerströmen und bei pulsierenden Gleichfehlerströmen; • Typ B zum Schutz bei sinusförmigen Wechselfehlerströmen, pulsierenden Gleichfehlerströmen und glatten Gleichfehlerströmen in Wechselspannungsnetzen.

www.electrosuisse.ch

3a Aus- und Weiterbildung

zur Umsetzung der Schutzmassnahme doppelte oder verstärkte Isolierung (4.1.2 ff) steht, dass nur dann ein Schutzleiter vorhanden sein muss, wenn ein Anwender ohne Berechtigung Teile von Betriebsmitteln auswechseln kann.

Wenn aber Schutz durch Kleinspannung SELV oder PELV (4.1.4 ff) angewendet wird, besteht diese Forderung wiederum nicht. Angenommen also, in der Lampenstelle können nur Leuchten für Kleinspannung SELV oder PELV eingebaut werden, müsste auf diese Stelle kein Schutzleiter eingezogen werden. Weiter steht beispielsweise auch im Kapitel 7.01 über die Zusatzbestimmungen für Räume mit Badewanne oder Dusche, dass dort in jeder Leitung (natürlich nicht SELV, oder PELV) ein Schutzleiter enthalten sein muss. Also geht die Norm nicht davon aus, dass in jeder Leitung ein Schutzleiter vorhanden ist. Sinngemäss muss man sich fragen, ob in diese Büchsen wirklich nie eine 230-V-Leuchte eingebaut wird. Bis zur nächsten Abzweigdose ist der Schutzleiter aber vorhanden und so müsste dann halt dieser bis zur Lam(dk) penstelle nachgezogen werden.

3b

3

Aderleiter innerhalb einer Schaltgerätekombination In der NIN-Compact 2010 bin ich auf die Tabelle 5.3.9.7.5.5.1.e gestossen. Wie bei den Elektroinstallationen ist die Häufung in der Schaltgerätekombination ein wichtiger Faktor. Ich habe mir eine Schaltgerätekombination in unserem Bürogebäude angesehen (Baujahr nach 2010). In Abbildung 3 A habe ich ihnen ein Teil davon skizziert. In der Schaltgerätekombination sind drei Reihen FI/LS 13C (total 24 Stk.) eingebaut. Alle 24 Abgänge sind im gleichen Verdrahtungskanal mit einem Querschnitt von 1,5 mm2 auf die Reihenklemmen unten verdrahtet. Bei 8 Adern wäre die Belastung der einzelnen Leitern gemäss Tabelle nur noch 7 A (ca. 54 Prozent von 13 A). Bei 24 Stromkreisen sind es vermutlich noch viel weniger. Ist es möglich, dass hier mit einem Gleichzeitigkeitsfaktor gerechnet wurde wie aus Tabelle 3.1a? Die zwei Tabellen sind ebenfalls auf der Abbildung 3A ersichtlich. Nach meiner Interpretation reicht hier ein Querschnitt von 1,5 mm2 nicht aus. Ich habe den Verdacht, dass diese Schaltgerätekombination nicht fachgerecht verdrahtet ist. Gibt es Normen, welche in dieser Situation klare Aussagen machen?

Grundsätzlich gilt für den Bau der Schaltgerätekombinationen die EN 61439. Darin ist natürlich auch die Di-

mensionierung von Leiterquerschnitten geregelt. Wenigstens Ansatzweise, denn wenn man in dieser Norm konkrete Lösungen für die Querschnittsdimensionierung sucht, wird man schnell den Verweis auf die IEC-Norm 60364-5-52 finden. Dies ist die eigentliche Grundnorm für die Leiterdimensionierung.

Im Kapitel 5.2 der NIN findet man alle wesentlichen Tabellen aus der genannten IEC-Norm. Grundsätzlich sind diese Tabellen für die Dimensionierungen der Leitungen in der Installation gedacht. Da die Eigenschaften und Beeinflussungsfaktoren für Leiter in der Schaltgerätekombination dieselben sind

wie in der Installation, sind die Tabellen völlig ausreichend, wenn man die Dimensionierung von kleinen bis mittleren Installationsverteilern vornehmen muss.

Nun zu ihrer Abbildung 3a. Sie haben sich die NIN Compact als Hilfe genommen. Dieses gute Hilfsmittel gilt als Fachbuch und nicht als Norm.

Dementsprechend gibt sie gerade in der Hinsicht zur Leitungsdimensionierung einen guten Überblick, eine genaue Berechnung ist jedoch eher schwierig. Die angegebene Tabelle 3.1a beschreibt Gleichzeitigkeitsfaktoren, welche für die Leistungsberechnung einer Anlage

Elektrotechnik 4/14 | 59

Aus- und Weiterbildung

3c

als Praxiswerte gelten. Diese Faktoren sind nicht für die Berechnung von Querschnitten anzuwenden. Die Tabelle der Strombelastbarkeit aus der NIN Compact ist ein vereinfachter Zusammenzug aus der Leiterdimensionierung.

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60 | Elektrotechnik 4/14

In Abbildung 3b können Sie sehen, mit welchen Werten die Tabelle in der NIN Compact berechnet wurde. Als Grundlage dient die Strombelastbarkeit der Verlegeart B1, also Drähte in einem Kanal. Ein Leiter aus Kupfer mit einem

Querschnitt von 1,5 mm2 kann somit dauernd mit 15,5 A belastet werden.

Aus dem Tabellenkopf ist ersichtlich, dass dies für drei belastete Leiter bei einer Umgebungstemperatur von 30 °C Gültigkeit hat. Nun wird noch der Faktor der Häufung und der Umgebungstemperatur für 40 °C multipliziert, somit erhalten wir eine Strombelastbarkeit von 8,08 A. Die Tabelle aus der NIN Compact bezieht sich dementsprechend auf einen dreiphasigen Stromkreis und gibt die dauernd mögliche Belastung von 8 A an, ein Gleichzeitigkeitsfaktor ist darin nicht enthalten. In ihrem Fall handelt es sich jedoch um einphasige Stromkreise, also um zwei belastete Leiter. Ausserdem werden nie alle Steckdosenstromkreise voll ausgelastet sein. Wie die Berechnung mit den einzelnen Tabellen und den zugewiesenen Faktoren aus der NIN gemacht wird, können sie aus der Abbildung 3b entnehmen. Der Leiterbelastungsstrom wird durch den Leitungsschutzschalter definiert. Dieser wird mit dem Faktor der Häufung dividiert. Ich habe den Wert für 20 Leitungen eingesetzt, die Tabelle in der NIN geht hier auch nicht weiter. Den genaueren Wert würde man natürlich erhalten, wenn man den Faktor der Häufung auf 0,34 setzt.

So wären die 4 Leitungen mehr zur Tabelle auch noch berücksichtigt. Am Endresultat wird sich dadurch jedoch nichts ändern. Mit dem Zwischenresultat multipliziert man den Faktor der Gleichzeitigkeit. Diesen findet man in der Tabelle 5.3.9.4.7 der NIN. In der neuen Norm EN 61439-1 für Schaltgerätekombinationen findet sich diese Tabelle nicht mehr. Der Hersteller der Schaltgerätekombination ist verantwortlich, den Gleichzeitigkeitsfaktor festzusetzen. Nun dividiert man den Faktor der Umgebungstemperatur und erhält einen Stromwert, mit welchem aus der NIN-Tabelle 5.2.3.1.1.11.1 (Tabelle für zwei belastete Leiter) der Querschnitt bestimmt werden kann.

Der Faktor für die Umgebungstemperatur kann je nach Anlage natürlich auch verschieden sein. Wir kommen somit auf einen Querschnitt von 2,5 mm2, dieser kann gemäss Tabelle mit maximal 24 A belastet werden. Würde man die gleiche Berechnung mit einer Umgebungstemperatur von 30 °C machen, reicht ein Querschnitt von 1,5 mm2.

Schlussendlich ist der Hersteller einer Schaltgerätekombination verantwortlich, dass alles richtig dimensioniert ist.

Dies hat er auch mit einer Konformitätserklärung zu bezeugen. So viele

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Fehlende Selektivität beanstandet In einem Mängelbericht wurde beanstandet, dass die Selektivität zwischen Anschluss- und Bezügerüberstromunterbrecher nicht gewährleistet sei. Im HAK befinden sich Diazed-Patronen 63 A, als Bezüger sind Leitungsschutzschalter 40 A Charakteristik D eingesetzt. In der NIN steht irgendwie nichts konkretes dazu. Müssen wir das jetzt ändern oder nicht?

(M. D. per E-Mail) Nun, die NIN schreibt in 5.3.6: «Es ist anzustreben, dass die nachgeschaltete Schutzeinrichtung alle Überströme bis zur Grenze ihres Bemessungs-Kurzschlussausschaltvermögens allein abschaltet». Anzustreben heisst nicht «muss». Sobald Schmelzsicherungen mit Leitungsschutzschaltern (MCB) koordiniert werden, ist eine totale Selektivität nur mit sehr grossen Abständen zwischen den Bemessungsströmen

möglich. Grundsätzlich ist es Sache des Anlagebesitzers zu entscheiden, in welchem Masse Stromkreise unterteilt und auch gestaffelt werden müssen. Je besser das funktioniert, desto teurer die Anlage. Bei grossen Kurzschlussströmen kann das nur noch mit Leistungsschaltern (CB) erreicht werden. Bei diesen können die Auslösekennlinien sowohl der thermischen, wie auch der magnetischen Auslöser viel präziser eingestellt werden, als dies bei den Leistungsschutzschaltern (MCB) mit den fixen Einstellungen der Fall ist. Noch exklusiver können diese Geräte mit Zeitverzögerungen und elektronischen Auslösern viel genauer auch mit Schmelzsicherungen koordiniert werden. Selektivität unter Schmelzeinsätzen für allgemeine Anwendung ist eingehalten, wenn die Bemessungsströme mindestens um den Faktor 1,6 auseinander liegen. Bei der Mischung von Schmelzsicherungen mit Leitungsschutzschaltern müssen die beiden Kennlinien übereinander gelegt werden (sehen Sie Beispiel in Abbildungen 4). Der Schnittpunkt der beiden Linien bildet die Selektivitätsgrenze. Aus der Grafik kann man herauslesen, dass eine Zeitlang der LS

schneller auslöst, dann übernimmt die Sicherung und dann wieder der LS. Zwischen ca. 350 A und ca. 500 A und ab ca. 2,5 kA ist die Selektivität nicht gegeben. Mit einem realistischen Gleichzeitigkeitsfaktor könnten also sicher mehr als 20 Bezüger mit einem LS 40 A Char. D nachgeschaltet werden, ohne dass die Anschlusssicherung anspricht. Für die Risikoabwägung bei einem Kurzschluss kommt es jetzt natürlich sehr darauf an, welche tatsächlichen Kurzschlussströme wo auftreten und wie hoch die Wahrscheinlichkeit eines Kurzschlusses an der jeweiligen Stelle ist. Im Heimbereich ist die Wahrscheinlichkeit eines Kurzschlusses eher gering, ein solcher tritt sehr selten auf.

Das Schadensausmass bei Ausfall der vorgeschalteten Überstromschutzeinrichtung ist vertretbar. Insgesamt fehlen also die Argumente für eine Beanstandung, es sei denn, der Kunde hat absolute Selektivität schon bei der Pla(dk) nungsphase verlangt.

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

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weiter wissen > Elektrotechnik 4/14 | 61

Aus- und Weiterbildung

Laststromkreise in einen Verdrahtungskanal zu packen ist jedoch nicht sinnvoll. Eine schlauere Leitungsführung für bessere Wärmeabführung und die Leiter müssen nicht so hoch dimensio(pn) niert werden.

Aus- und Weiterbildung

Kopftraining für Lernende und Fachleute

Brain Food Es ist das Know-how der Installateure, das eine dauerhafte, normgerechte und sichere Installation ausmacht. Die Ausführenden werden durch die Praxis immer wieder gefordert.

Rico De Boni Installationspraxis Die nachfolgenden Fragen gehören zu den folgenden Leistungszielen im Bildungsplan des Elektroinstallateurs EFZ: • Bildungsplan L3/4.2.4: Die Lernenden erläutern und zeichnen Pläne für Installationen und Installationsänderungen.

• Bildungsplan L2/5.1.3: Die Lernenden bestimmen das Installationsmaterial gemäss dem Einsatzbereich und verlegen die Leitungen für Starkstrom nach den Regeln der Technik.

Aufgabe 1162 Das Schaltschema für die Schaltung der Beleuchtungsschiene ist zu zeichnen.

Alle Leitungen sind über die Abzweigkasten zu führen. Siehe Bild 1162.

Aufgabe 1163 Der Strom in der Beleuchtungsschiene Bild 1162 ist zu bestimmen. Mit wel-

Aufgabe 1162

Aufgabe 1159 Ein AP-Abzweigkasten mit der Schutzart IP 68, ausgerüstet mit Kabelverschraubungen IP 54, wird im Aussenbereich montiert. Ist das korrekt?

Aufgabe 1160 Ist die Montage von Kunststoff-Isolierrohr KIR an einer Aussenwand richtig?

Aufgabe 1161 Der Spiegelschrank mit Licht und Steckdose und der Aufschrift gemäss

Aufgabe 1164 Aufgabe 1161

Bild, muss neben der Badewanne montiert werden. Wie gross muss die Distanz zum Rand der Badewanne sein?

Siehe Bild 1161.

62 | Elektrotechnik 4/14

chem Strom (FL mit EVG) muss gerechnet werden?

Aufgabe 1164 Im Schema der Schrittschaltung sind für jeden Abschnitt die Drahtzahlen anzugeben. Die Schaltung aller Leuchten erfolgt von drei Stellen aus. Siehe Bild 1164.

Aufgabe 1165 Der in Bild 1164 benötigte Schrittschalter ist als REG mit der E-Nr. zu bestellen.

Aufgabe 1168 Aus- und Weiterbildung

Aufgabe 1166 Eine Anlage wird durch eine Installation einer CEE-Steckdose 16 A 3 × 400/230V an der Aussenwand des Gebäudes erweitert. a) Um welche Betriebsmittel muss die Schaltgerätekombination ergänzt werden. b) Welche grundsätzlichen Sachverhalte sind bei der Inbetriebnahme zu kontrollieren?

Aufgabe 1167 Anstelle des Handschalters wünscht der Kunde einen Bewegungsmelder. Wie muss die Installation angepasst werden?

Aufgabe 1168 In einer Wohnung wurden die Drähte für eine Schaltung gemäss Bild 1168 eingezogen. a) Sind die beiden Varianten a+b korrekt? b) Auf was ist bei solchen Schlaufungen zu achten?

Aufgabe 1169 In der Schaltgerätekombination sind Leistungsschalter und Leitungs-Schutzschalter eingebaut. Welche Aufgaben erfüllen diese?

Aufgabe 1170 Im Beschrieb einer Maschine ist ein «MCD» für den Anschluss gefordert.

Um welches Bauteil handelt es sich?

Aufgabe 1171 Welche maximale Absicherung ist einzuhalten: a) bei Steckdosen b) bei Schaltern Aufgabe 1172 In einer Dusche muss der Abstand der Steckdose definiert werden. Es ist eine

Dusche ohne Wanne, mit fliessendem Übergang vom Duschboden zum Raumboden. Siehe Bild 1172.

Aufgabe 1172

Elektroplanung Aufgabe 1173 Erklären Sie den Begriff «Direktes Berühren».

Aufgabe 1174 Nennen Sie drei Möglichkeiten, wie die Fachkundigkeit erreicht werden kann.

Aufgabe 1175 Was ist eine Apparatesteckvorrichtung?

Aufgabe 1176 Nennen Sie die fünf Sicherheitsregeln.

Antworten zu den Aufgaben 1159 bis 1176 werden ab ca. 22. April 2014 im Dossier

Brain Food auf www.elektrotechnik.ch veröffentlicht.

Die Antworten zu den Aufgaben 1134 bis 1158 finden Sie jetzt im Dossier Brain Food auf www.elektrotechnik.ch.

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Elektrotechnik 4/14 | 63

Aus- und Weiterbildung

Auslegung von Leitungen

Leitungen Teil 5 Für den Kurz- und Überlastschutz der Leitungen gelten bestimmte Normen. Auch die Selektivität der Leitungsschutzschalter, die bestimmte Kabelabschnitte schützen, ist einzuhalten. Für ortsveränderliche Leitungen gelten sowohl bei der Isolation als auch beim Leitermaterial spezielle Normen.

18

Leitungsdimensionierung nach der vorgeschalteten Überstrom-Schutzeinrichtung.

19

Peter Bryner, Daniel Hofmann und Josef Schmucki * Überlastschutz Im Gegensatz zur Kurzschluss-Schutzeinrichtung kann die ÜberstromSchutzeinrichtung im Zuge der Leitung eingebaut werden (Bild 18).

Der Leitungsquerschnitt S1 wird nach dem vorgeschalteten Überstromunterbrecher bemessen, weil nicht alle Verbraucher an dieser Leitung bekannt sind. S2 dimensioniert sich nach der vorgeschalteten Schutzeinrichtung N (Bild 19).

Der Leitungsquerschnitt S1 wird nach dem vorgeschalteten Überstromunterbrecher bemessen, weil nicht alle Verbraucher an dieser Leitung bekannt sind. S2 dimensioniert sich nach der nachgeschalteten Schutzeinrichtung N,

Leitungsdimensionierung nach der nachgeschalteten Überstrom-Schutzeinrichtung.

weil in diesem Leitungsabschnitt S2 kein grösserer Strom fliessen kann als die Sicherung N zulässt (Bild 20).

Der Leitungsquerschnitt S1 wird nach dem vorgeschalteten Überstromunterbrecher bemessen, weil nicht alle Verbraucher an dieser Leitung bekannt sind. S2 dimensioniert sich nach dem

nachgeschalteten festangeschlossenen Verbraucher. Man geht hier davon aus, dass dieser ohmsche Verbraucher keine Überlast erzeugen kann, ein Kurzschluss ist jedoch nicht ausgeschlossen.

Der Kurzschlussschutz muss deshalb mittels der Schutzeinrichtung M gewährleistet werden (Bild 21).

20

21

Kurzschlussschutz mittels Schutzeinrichtung M gewährleisten.

Leitungsdimensionierung mit Gleichzeitigkeitsfaktor.

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22

Ortsveränderliche Leitungen: Zwingend flexible Leiter verwenden.

Ortsveränderliche Leitungen müssen flexible Leiter enthalten und einen nicht leitenden äusseren Schutzmantel aufweisen. Sie dürfen nicht durch Wände oder Decken geführt werden.

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Leitungsdimensionierung Die Schritte der Leitungsdimensionierung (Bild 23) lassen sich anhand der «Treppe» leicht veranschaulichen. Die ersten 3 Stufen bestimmen den Querschnitt der Leitung. Ist der Querschnitt ausgewählt, ist zu prüfen: • ist die Leitung ausreichend geschützt,

4. Neuauflage 23

Peter Bryner, Josef Schmucki: Sicherheit in elektrischen Anlagen Ausgabe 2013, ISBN 3-905214-80-2, Umfang 308 Seiten, Format 175x238, Gewicht 720 g, Preise: Fr. 69.– für Mitglieder; Fr. 92.– für Nichtmitglieder

Der Leitungsquerschnitt S1 wird nach dem vorgeschalteten Überstromunterbrecher M bemessen, weil nicht alle Verbraucher an dieser Leitung bekannt sind. Der Querschnitt S1 muss jedoch mindestens so gross sein wie S2.

S2 dimensioniert sich nach den nachgeschalteten Überstromunterbrechern.

Sofern nicht alle abgehenden Leitungen gleichzeitig mit ihrem maximal zulässigen Nennstrom betrieben werden, darf ein Gleichzeitigkeitsfaktor (bei Häufung 5 = 0.7) angenommen werden.

Ortsveränderliche Leitungen Bezüglich Umwelteinflüssen müssen ortsveränderliche Leitungen (Bild 22) gleich resistent sein wie ortsfestverlegte Leitungen. Dabei muss ihre mechanische Festigkeit speziell beachtet werden. Bei erhöhter mechanischer Beanspruchung werden PUR-PUR- oder PUR-EPR-Leitungen eingesetzt, z. B. auf Baustellen, Bauernhöfen oder in Werkstätten. Für dauernd feuchte und nasse Zonen sind PUR-Kabel nicht geeignet, da der Polyurethanmantel Wasser aufnimmt.

• ist der Personenschutz (die Abschaltzeit) eingehalten • ist der Spannungsfall und somit die Leitungsverluste nicht zu gross.

Diese «Prüfung» erfolgt vor dem Verlegen durch Berechnungen und nach dem Verlegen durch entsprechende Messungen.

Mit diesem 5. Teil ist die mehrteilige Serie über die Leitungen abgeschlossen.

■

Fachbuch: Sicherheit in elektrischen Anlagen Für Stromerzeuger und Netzbetreiber ist es von grösster Wichtigkeit, dass im Umgang mit ihren Produkten keine Unfälle geschehen. Unterstützung bringt die von Electrosuisse herausgegebene 4. Neuauflage des Fachbuchs «Sicherheit in elektrischen Anlagen».

Das anschaulich aufbereitete Wissen aus dem aktualisierten Fachbuch macht Elektrizität zu einer sicheren Sache.

*Autoren Seit der Einführung der NIN ist das Ermitteln der Strombelastbarkeit von Leitungen ein «Dauerthema». In fünf Beiträgen bringen die drei Autoren Peter Bryner, Daniel Hofmann und Josef Schmucki Licht in das Dunkel der Leitungsdimensionierung. Die drei Autoren arbeiten bei Electrosuisse im Bereich Netze und Installationen.

Normenverkauf T +41 44 956 11 65 normenverkauf@electrosuisse.ch Electrosuisse Luppmenstrasse 1 CH-8320 Fehraltorf www.electrosuisse.ch

Aus- und Weiterbildung

Normpositionenkatalog 2014

Was ist neu im NPK 2014?

Seit Januar 2014 ist die NPK Version 2014 erschienen. In den vergangenen Monaten hat der Verband Schweizerischer Elektroinstallationsfirmen VSEI alle interessierten Anwender, Installateure, Unternehmer und Planer an verschiedenen Standorten über die Neuigkeiten informiert. ET fasst wie gewohnt die wichtigsten Neuerungen zusammen.

In sämtlichen Kapiteln wurden nötige Anpassungen an den neusten Stand der Technik vorgenommen. Viele fehlende Positionen sind dazugekommen.

Der VSEI verweist einmal mehr auf die kartellrechtlichen Schranken beim Einsatz von Kalkulationshilfen. Bei den Preisangaben handelt es sich um unverbindliche Richtpreise, die nicht genau so auf die zu erstellenden Angeboten/Offerten übertragen werden können. Dies gilt auch für die Regieansätze der einzelnen Mitarbeiterkategorien. Jeder Unternehmer hat die Preise mit den betriebseigenen Zahlen zu errechnen. Als Hilfsund Informationsmittel stellt der VSEI eine Excel-Liste auf der Homepage www.vsei.ch zur Verfügung, worin die betriebseigenen Zahlen für die Kalkulation ergänzt werden können (siehe auch NPK-Neuheiten in ET 5/2013 S. 66).

Die Teuerungszahlen zeigt Bild 1.

Unternehmer sind aufgefordert, die Kupferteuerung separat zu regeln. Die Teuerungszahlen des KBOB werden gewöhnlich im April veröffentlicht.

Unterlagen und PRD Die Anzahl der PRD ist weiter angestiegen. So stehen heute über 11 748 Positionen zur Verfügung. Beim Start der PRD im Jahr 2005 waren es noch rund 2080 Positionen. Die Anzahl Lieferanten ist in der gleichen Zeit von 13 auf 44 Anbieter gestiegen. Die Produkte der Firma Drahtex, ProfiVac und Homefibre sind neu dazugekommen.

Die Firma InduPart hat sich nach nur einem Jahr aus den PRD zurückgezogen.

Zudem haben viele bereits vorhandene Anbieter ihr Angebot zum Teil mas-

siv erweitert. So gibt es heute Leistungspositionen im NPK, in welchen der Anwender neben der neutralen zusätzlich zwischen neun konkreten Lieferanten für die gleiche Position auswählen kann. Diese Umstände erleichtern die automatische Preisbildung, mit dem geforderten Produkt. Bereits sind weitere Interessenten vorhanden, welche voraussichtlich im Jahr 2015 zur Verfügung stehen.

Nutzer vom NPK können sich beim VSEI melden, wenn sie ein wichtiges Produkt vermissen. Der VSEI nimmt dann mit diesen Lieferanten Kontakt auf.

Neuerungen Selbstverständlich kann an dieser Stelle nicht auf alle der über 880 – rund 280 neutrale und etwa 600 PRD – Leistungspositionen eingegangen werden.

Im Dokument «Informationen zum NPK 2014» (vorher unter dem Namen «Erläuterungen zum NPK erschienen») kann pro Kapitel genau nachvollzogen werden, wie, wo und welche Position anzuwenden ist. Dieses Dokument lässt sich von der Homepage des VSEI herunterladen und steht auch bei

1 Teuerungsangaben des VSEI: 1) Bei entsprechender Abfassung des Werkvertrags, 2) Grundlage ist die VSEI-Lohnerhebung, *ohne Einfluss Kupferschwankungen.

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Kapitel 511 Alle Leistungspositionen für die Bewertung von preisrelevanten Vorbemerkungen sind im Kapitel 511 abgelegt und von dort aus einsetzbar.

Kapitel 512 Im Kapitel 512 mussten leider Nummern «verschoben» werden. Es handelt sich um Durchbrüche wie beispielsweise die Nummer 512 155 332. Diese Leistung ist neu unter 512 155 311 zu finden. Dies macht der VSEI nur sehr ungern, lässt sich aber nicht immer verhindern. Neu wurden die Fassaden-Systemelemente für die verschiedenen Einbaudosen oder «Gerätehalter» bis zu einer Isolationsstärke von 300 mm aufgenommen.

Kapitel 513 Bei den Alu- und Eisen-Brüstungskanälen wurden die Masse auf den Bildern den marktüblichen Produkten angepasst. Weitere stehen dem Anwender nun auch für Kabelträger in den Höhen 30, 50 und 70 mm zur Verfügung.

Kapitel 522 Sämtliche PVC-Kabel ab 25 mm2 wurden hier aus dem NPK gelöscht. Die KBOB-Richtlinien und -Vorgaben verlangen, dass in sämtlichen öffentlichen Bauten ausschliesslich halogenfreies Material verarbeitet werden muss. Dies verlangen auch immer mehr private Bauherren. Allerdings ist bekannt, dass Unternehmer PVC-Kabel einziehen, obwohl sie verlangte HF-Kabel offeriert haben. Dies kommt einem groben Verstoss der Vertragsbedingungen gleich. Der Unternehmer geht also das Risiko ein, sämtliche Kabel auf eigene Kosten ersetzen zu müssen, das kann sehr kostspielig werden. Mit Blick auf die ganze Diskussion um E30, E60, usw. ist die Aufnahme der Kabel FE180 E30 sehr positiv zu werten. Leider fehlen hier noch immer genaue Angaben aus der TK64, was in dieser Sache in

der NIN 2015 passiert. Selbst 10 Monate vor in Kraft treten der neuen Normen kann oder will sich die TK64 nicht äussern. Man bedenke, es sind bereits heute Kurse angekündigt und noch weiss nicht einmal das Normengremium, was sich in dieser Sache tut!

In der ganzen Thematik: Kabel für «Funktionserhalt» sind immer wieder Unsicherheiten zu spüren (Bild 2). Hier sei nochmals erwähnt, dass in den Positionen des NPK grundsätzlich Komponenten, welche der NIN 2010 entsprechen, hinterlegt sind. Wo nötig wurden auch die entsprechenden DIN-Normen berücksichtigt (siehe diverse ET-Berichte). Bei der Planung, Ausschreibung und Erstellung solcher Installationen ist es allerdings unabdingbar, dass mit den zuständigen Stellen und Ämtern eng zusammengearbeitet wird.

Kapitel 526 Bei den Schwachstromkabeln kommt es durch die «rasende Entwicklung» zu Anpassungen. Hier wurden, wie in den letzten Jahren üblich, die aktuellen Trends und Produkte bzw. Positionen ergänzt und im Gegenzug ungenutzte gelöscht.

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Elektrotechnik 4/14 | 67

Aus- und Weiterbildung

den einzelnen Softwarehäusern zum Download bereit. Folgende «Meilensteine» sind zu erwähnen: • Komplette Überarbeitung des Kapitels 573 (Verbraucher) • Installationsteile für Bussysteme • Leistungspositionen für Ringund Tiefenerder • Multimediasystem Hager HMS inkl. Vorlage

Aus- und Weiterbildung

Kapitel 531 Es wurden zusätzliche Zähleraussenkasten aufgenommen. Dies auf Wunsch der Anwender, weil die Anforderungen der EVU sehr unterschiedlich sind. Es kommt hinzu, dass die Wünsche der verschiedenen Signalkabelanbieter (Cu, Koax oder FTTH) stark variieren. Man darf vermuten, dass je nach Gusto des zuständigen Sachbearbeiters die Kastenwahl getroffen wird. Weiter wurden APKleinverteiler in IPX4 für 72 und 96 Module ergänzt. Auch Hauptverteilungen für EFH mit 3 Tarifapparaten wurden entsprechend ergänzt.

Kapitel 542 Leider kam es auch hier zu Nummernverschiebungen. So finden wir den APThermostat mit Schalter (573 711 111) neu im Kapitel 573 unter 542 211 611.

Kapitel 543 Im Kapitel 543 wurden alle LS 10 A gelöscht. Zusätzlich sind die «selektiven FI» aufgenommen worden (Bild 3). Im NPK 2014 heisst der Fehlerstrom-

2

bemüht, Weiterentwicklungen so gut als möglich im Kalkulationswerk aufzunehmen. Verschiedene Rangierpanel wurden neu aufgenommen. Weil es offensichtlich auch Anwender gibt, die Blindplatten in 19"-Rack einbauen, sind diese neu auch im NPK. Weiter wurde das Sortiment rund um die Multimediaverteilkasten erweitert und vergrössert (Bild 4).

Neu stehen nun auch HDMI-Anschlussdosen zur Verfügung. Diese sind übrigens in der Dose gesteckt, es sind keine Lötarbeiten vorzunehmen.

Kapitel 552 In Kapitel 552 geht es wesentlich «ruhiger» zu und her. Hier wurden Erweiterungen im Bereich von Videosprechstellen vorgenommen.

Kapitel 553 Längst sind die Zeiten vorbei, wo der Elektroinstallateur für das TV-Koaxialkabel leere Rohre verlegte. Es wurden verschiedene Positionen ergänzt und erweitert:

Kapitel 574 Die aufstrebende LED-Technik ist neu viel besser berücksichtigt. Es lohnt sich dieses Kapitel ganz besonders genau zu studieren. Es findet sich sicher etwas, auf das Sie schon lange gewartet haben.

Bei der Überarbeitung wurden nicht mehr benötigte Positionen gelöscht.

Passend zu den übrigen einfachen Leuchten wurden neu zusätzliche LED-Beleuchtungskörper ins Kapitel aufgenommen.

Kapitel 583 Das «Trassé-Sortiment» an E90 Positionen wurde ausgebaut (Bild 5). Das Kapitel wurde auch mit Installationsteilen für die Erstellung eines Erders ergänzt, für Gebäude, welche sich in einer «isolierten» Wanne befinden.

Kapitel 585 Die komplette Überarbeitung in diesem Kapitel ist nun abgeschlossen. Die letzten Punkte wurden fertiggestellt und stehen nun zur Verfügung.

• Installationsteile für Bussysteme • Installationsteile für Torantriebe

3

Neu im NPK - selektive FI. Neue Kabel im Kapitel 522.

schutzschalter immer noch FI und nicht wie in den Normen RCD. Rund um diese Begriffe ist an gewissen Stellen eine ähnliche Diskussion wie vor Jahren bei der Einführung des Begriffes «Schaltgerätekombination» aufgekommen. Weiter kommen die verschiedenen Sprachen dazu. Immer öfter werden heute englische, statt deutsche Begriffe eingesetzt; dies vor allem in der Kommunikationstechnik.

Kapitel 547 Das Kapitel «Gebäudeautomation» ist einer stürmischen Entwicklung ausgesetzt (siehe Artikel Seite XX). Die ganze Palette der 433-MHz-Funksender wurde gelöscht. In Kapitel 547 werden auf 2015 alle Bilder überarbeitet.

Kapitel 551 Die gesamten Multimediaeinrichtungen in Kapitel 551 sind einer ständigen Wandlung unterworfen. Der VSEI ist

68 | Elektrotechnik 4/14

• M+A-Lautsprecher wurden in der Grösse begrenzt • M+A SAT Splitter für LWL • UP Bluetooth-Empfänger • Musikwiedergabe und Ladestation für Tablet, drehbar • usw.

Kapitel 557 In diesem Kapitel ist ebenfalls eine stürmische Entwicklung festzustellen. Neu sind verschiedenste «POF-Komponenten» aufgenommen. Heute ebenfalls vorhanden sind die USB-Ladesteckdosen in UP-und AP-Version.

Kapitel 573 Das Kapitel 573 wurde komplett überarbeitet. Bei der «Neuschaffung» der Positionen wurde vor allem darauf geachtet, dass diese neutral und möglichst vielseitig einsetzbar sind.

• Installationsteile für Komfortlüftungsanlagen • Zusätzliche Positionen für den Zentralstaubsauger Die Installationsteile für eine komplette Wärmeverteilgruppe (Pumpe, Fühler und Ventil) kommt nun im Jahr 2014 auch mit dem «richtigen» Referenzpreis daher. Neben den Installationsteilen aus dem Bereich «Heizung» stehen nun auch Teile für KomfortLüftungsanlagen zur Verfügung. Diese können in der gleichen Art und Weise wie die Heizungsteile eingesetzt werden.

Die erwähnten Anlagen lassen sich nun alle modular aufbauen. Eine Heizungsanlage entsteht dabei immer mit den entsprechenden Komponenten wie Mischventil, Umwälzpumpe, Fühler, usw. Diese sind bedarfsgerecht einsetzbar. Die Zuleitung auf die Steuerverteilung ist natürlich separat mit den Posi-

erst sind folgende Neuerungen eingeflossen: • Die Längen bei den Steig-/Zuleitungen wurden bis auf 35 m ergänzt • Ein «einfacher Link» wurde ebenfalls ergänzt • Auch hier gibt es entsprechende Positionen für den Einsatz in «vorhandene Rohranlagen» Preisrelevante Vorbemerkungen Immer wieder werden in Ausschreibungen im sogenannten «Vorspann» Sätze entdeckt, welche für die Preisbildung wichtig sind. Beispiele: • Die sich während der Bauzeit ergebenden Änderungen und Ergänzungen sind in den Plänen und Schemata durch den Elektrounternehmer laufend nachzutragen. Diese Revisions-

4 Sortimentsvergrösserungen bei den Multimediaverteilern.

Schweizer Franken anzugeben und müssen alle Nebenkosten enthalten, beispielsweise diverse Aufnahmen bestehender Installationen und deren Leitungsverlauf mit Einzeichnen in die Pläne.

Damit soll nun Schluss sein. Alle im Vorspann eines Werkvertrages erwähnten Nebenleistungen und erschwerende Leistungsbedingungen sind zwingend wortgleich mit Leistungspositionen des NPK (z. B. mit offenen Positionen aus dem Kapitel 511) im Leistungsverzeichnis durch den Elektroplaner nochmals darzustellen und durch den Unternehmer zu bewerten. Dies mit den neu geschaffenen «preisrelevanten Vorbemerkungen» im Kapitel 511.

Ziel und Zweck dieser Massnahmen ist die Verbesserung der Vertragssicherheit.

• Herstellung einer Kalkulationssicherheit für die Unternehmer, • Schutz der Bauherren vor Nachforderungen, • Vermeidung von unschönen späteren Auseinandersetzungen und Schaffung eines verbesserten generellen Klimas von Vertrauen zwischen Bauherr, Planer, Bauleiter und Unternehmer.

bestehenden Gebäuden. Bezüglich Storenanlagen gilt es zu beachten, dass das Zusammenstecken der Kabel sowie korrekte Verlegen der Kabelreserven Sache des Storenlieferanten ist. Da gibt es leider Storenlieferanten, die sich davor drücken.

Kapitel 586 Das Kapitel 586 befindet sich nun in der kompletten Überarbeitung. Vor-

5 Erweitertes Sortiment im Bereich der E90-Installationen.

Ergänzungen zu NPK-Know how Teil 6 Im Artikel zum NPK in ET 2/2014 Seite 68, legt der VSEI Wert auf folgende Präzisierungen/Ergänzungen: 1) Die aktualisierten «Informationen zum NPK» werden nicht mehr gedruckt, sondern sind jeweils auf der VSEI-Website sowie in allen Softwarepaketen verfügbar/herunterladbar.

2) Die Aussagen gelten nur für das Kapitel 583. Neben den erwähnten FE0-Kabeln dürfen auch PVC-Kabel eingesetzt werden.

4) Die Antwort bezieht sich nur auf das Kapitel 585.

5) Die Antwort bezieht sich auf das Kapitel 586.

unterlagen sind mit der Schlussrechnung abzugeben. Das Erstellen der Revisionsunterlagen ist Sache des Unternehmers.

• Die Arbeiten und Leistungen, welche für den Sicherheitsnachweis (SiNa), sowie die Organisation der Schlusskontrolle gemäss der NIV 2002 sind vollumfänglich durch den Unternehmer zu erbringen. Unabhängige Kontrollorgane sind der Bauleitung vorzulegen und bestätigen zu lassen.

• An- und Abschlüssen, Nebenarbeiten und Zuschläge, welche nicht explizit ausgeschrieben wurden, sind in den Einheitspreisen inbegriffen • Es sind vom Unternehmer Festpreise einzutragen. Alle Preise sind in

Fazit Wie jedes Jahr wurden die NPK-Daten aufgrund von eingegangenen Praxiserfahrungen und Fehlermeldungen aufgearbeitet. Durch die Bereitstellung der Daten über CRB-Online (siehe NPKKnow-how ET 2/2014 S. 69) stehen den Anwendern die aktualisierten Texte zur Verfügung. Verschiedene Anwendungshilfen wie Nachführungen für die Papierform, Benützungsanleitung, Merkblätter, Entscheidungsschemata, Anwendungen oder Musterleistungsverzeichnisse gibt es auf der CRB-Website unter CRB-Standards, Anwendungshilfen. www.vsei.ch www.crb.ch

Elektrotechnik 4/14 | 69

Aus- und Weiterbildung

tionen «Zuleitung auf Schaltgerätekombinationen» auszuschreiben. Bei den Temperaturfühlern wurden alle gängigen Varianten abgebildet; einer zuverlässigen Ausschreibung steht nichts im Weg. Das gleiche System wurde auch für die Erstellung von RWA-Anlagen und die allseits bekannten M-Businstallationen der Wärmemessungen angewendet. Der wohl etwas voreilig gelöschte «Boiler» ist wieder enthalten als «Leitung für Wassererwärmer/Heizregister» unter Position 585 913 311.

Ein vertiefter Blick ins neue, nun fertige Kapitel 585 lohnt sich. Dabei fallen sicher auch die Positionen für eine Installation in «vorhandene Rohranlage» auf. Diese braucht es unter anderem in Element-Wohnbauten und natürlich in

Aus- und Weiterbildung

Einheitliche Ausschreibung für die Gebäudeautomation

Vielschichtige Struktur der Gebäudeautomation .

(Bild: Adiutec AG)

Eine Analyse der Gebäudeautomation (GA) zeigt, dass es sich hier um keine in sich geschlossene Branche handelt.

Vielmehr weist jedes Gewerk in Bezug auf Terminologie und Kultur Eigenheiten auf. In ein Projekt sind oft verschiedene Firmen oder Fachplaner involviert, was zu Abstimmungsschwierigkeiten führen kann. Gleichzeitig steht für die Besteller, Planer und Hersteller fest, dass Bedeutung und Komplexität der Gebäudeautomation sowohl beim Neubau als auch bei der Sanierung in Zukunft weiter zunehmen werden.

Wichtige Verbände und Hersteller haben deshalb 2013 mit der Erarbeitung der Leistungsbeschreibungen für den Normpositionen-Katalog NPK GA be-

gonnen. Mit dem NPK GA wird für alle Beteiligten eine einfache, verständliche und verbindliche Beschreibung der Gebäudeautomation möglich sein.

Eine weitere Zielsetzung ist das Schaffen von Kennwerten, die auf dem Baukostenplan Hochbau eBKP-H aufbauen (siehe auch Artikel Seite 28 in ET 1/2014). Wenn Inhalt und Umfang der Leistung klar sind, ist auch eine transparente Kostenübersicht über den gesamten Lebenszyklus möglich.

Da sich die Technologie auch in den nächsten Jahren rasant weiterentwickeln wird, steht die Funktion im Vordergrund. Sie beinhaltet alle entsprechenden Leistungen und Kosten, welche für die Kalkulation notwendig

sind. Ziel des NPK GA ist es, internationale und für die Schweiz gültige Standards zu übernehmen, diese aber an lokale Praktiken anzupassen und zu optimieren.

In einem ersten Schritt geht es nun um das Beschreiben von Anforderungen an ein GA-System, dazu werden NPK-Positionen ausgearbeitet. Das Erstellen einer einheitlichen Kalkulationsbasis ist später geplant. Die Leistungsbeschreibungen für die Gebäudeautomation führen zu • mehr Effizienz durch eine einheitliche Sprache zwischen den Marktteilnehmern: Der Interpretationsspielraum nimmt ab und Fehler werden minimiert • einer Steigerung der Qualität: Immer wiederkehrende Funktionen werden in den Unternehmungen als «Standardfunktionen» hinterlegt und wenn möglich genutzt • einer grösseren Konstanz: Da sich die Funktionen weniger schnell entwickeln als die technischen Geräte, sind die NPK-Positionen nicht gleich schnellen Innovationszyklen unterworfen; • Nachvollziehbarkeit: Alle Beteiligten sind sich über Inhalt und Umfang der Leistung im Klaren.

Der NPK GA wird unter der Regie von CRB bis 2017 realisiert. Arbeitsgruppen erarbeiten die Inhalte zu den Bereichen Managementsystem, Anlagenautomation und Raumautomation in Zusammenarbeit mit den Verbänden (FKR, GNI, KBOB, KNX, LonMark, MEGA, ProKlima, SVLW, VSEI, VSAS). www.crb.ch

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Der Gebäudefunk – Baureihe 14 Die Grundlage bildet hierbei der Eltako RS485-Bus. Über das bidirektionale Antennenmodul FAM14 mit integriertem Netzteil, gelangen die Funksignale der Sender in den RS485-Bus und steuern die Geräte.

Eine direkte Rückmeldung der Aktoren erfolgt dank Bidirektionalität. Bis zu drei weitere Funk-Empfangsantennenmodule FEM im Minigehäuse erhöhen die Reichweite und lassen sich einfach parallel auf den RS485-Bus schalten. Der RS485-Bus wird durch eine Querverdrahtung unter den Aktoren aufgebaut. Hierzu werden die mitgelieferten Steckbrücken einfach auf die Aktoren aufgerastet, die Speisung ist integriert. Die zentrale Montage in einer Unterverteilung ist sehr flexibel und variabel.

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Swisslux an Electro-Tec Bern Swisslux zeigt zahlreiche neue Produkte wie: • Erster intelligenter Lichtschalter «Luxomat IS». Er denkt mit, löscht das Licht selbstständig, wenn niemand mehr anwesend ist oder sobald das natürliche Tageslicht ausreicht.

• Intelligente LED-Leuchten «Swisslux IL1». Diese sind ebenfalls mit viel Intelligenz ausgestattet, denn sie brennen nie länger als absolut notwendig. Dank der eingebauten Bewegungs- und Helligkeitssensorik wissen die Leuchten jederzeit über die Anwesenheit von Personen und über die aktuellen Lichtverhältnisse Bescheid. Je nach Einsatzzweck sind volloder halbautomatische Ausführungen sowie Leuchten ohne Sensorik lieferbar.

• Bewegungs- und Präsenzmelder: Auch im angestammten Melderbereich gibt es zahlreiche Neuheiten zu sehen. So zum Beispiel die neuen universellen Präsenzmelder für die GebäudesystemTechnik «B.E.G. Luxomat

PD2 GST», verschiedene 3-Kanal-Melder für Dimmund Schaltanwendungen «B.E.G. Luxomat Trio», Mini-Melder für den Einsatz im Aussenbereich «B.E.G. Luxomat PD9 S1 IP65» oder der absolut flache KNX-Präsenzmelder «B.E.G. Luxomat PD11 360 KNX».

Neue Sonnenschutzzentrale TouchBuco TouchBuco von Somfy ist eine neue Sonnenschutzzentrale mit integriertem Bediendisplay. Bis zu vier Fassadenbereiche mit unterschiedlichen Behangarten wie Raffstoren, Rollläden oder textilem Sonnenschutz lassen sich damit individuell ansteuern. Diese Zentrale eignet sich für verschiedene Gebäudetypen wie öffentliche Gebäude, Büround Industrieobjekte, Wohnanlagen, Einfamilienhäuser sowie für Gebäude mit Mischnutzung.

Zudem überzeugt der TouchBuco durch seine Funktionsvielfalt: Sonnenstandsverfolgung, Windrichtungserkennung, Zeitschaltuhr und viele weitere Steuerungsvariablen sind problemlos parametrierbar. Sollten bestimmte Bereiche starkem Wind ausgesetzt sein, lassen sich unter Berücksichtigung der Windrichtung nur die Behänge an den entsprechenden Fassaden einfahren. Bereiche die nicht betroffen sind, können weiterhin alle Funktionen aus-

Auch ohne Vorkenntnisse lässt sich die Anlage schnell in Betrieb nehmen. Ein bedienungsfreundliches Touch-Display mit einem Durchmesser von sieben Zoll, die übersichtliche Menüführung sowie eine integrierte Hilfe erleichtern die Konfiguration. Die Hardware ist optimiert und verfügt über nur wenige Systemkomponenten. Dank einer Zwei-DrahtSteuerleitung für alle Bereiche lässt sich das System einfach und materialsparend verkabeln.

Egal, ob Raffstoren, Rollläden oder Innensonnenschutz – der TouchBuco ist unabhängig von der Behangart einsetzbar. Zudem muss bei der Gebäudeplanung nicht darauf geachtet werden, welcher Antrieb welcher Zone zugeordnet wird. Das ist alles nachträglich machbar.

führen. Ein weiterer Vorteil: Eine Sensorstation versorgt bei Bedarf mehrere TouchBucos mit Wetterdaten. Dadurch kann der Sonnenschutz unterschiedlicher Gebäudeabschnitte individuell gesteuert werden.

Ein Besuch der Swisslux AG in der Halle 2.2 auf dem Stand B007 lohnt sich in jedem Fall.

Swisslux AG 8618 Oetwil am See Tel. 043 844 80 80 info@swisslux.ch www.swisslux.ch

Preiswerte Transformatoren Unschlagbar günstig ist die neue kompakte RSTBBaureihe von Transformatoren für den Schaltschrank. Diese Transformatoren bieten Sicherheit, Langlebigkeit und Effizienz.

Einsetzbar als Steuer-, Trenn- oder als Sicherheitstransformatoren für Einphasenbetrieb.

Erhältlich ab Lager EHS in diversen Standardausführungen. Die RSTBBaureihe zeichnet sich durch hohe Qualität und Effizienz, Spannungsanpassung ± 5 % auf Primärseite, hohen Wirkungsgrad, kompakte Bauweise bei niedrigem Gewicht, hohe Zuverlässigkeit und lange Lebensdauer, sichere galvanische Trennung, Leistungen von 50 bis 3300 VA, bis 320 VA inklusive Befestigung für DIN-Hut-

72 | Elektrotechnik 4/14

schiene und überdurchschnittlich hohe Leistung bei Kurzzeitbetrieb aus. Die Transformatoren erfüllen nationale und internationale Vorschriften.

EHS Elektrotechnik AG 8604 Volketswil, Tel. 044 908 40 50 info@ehs.ch, www.ehs.ch

Somfy AG 8303 Bassersdorf www.somfy.ch

Automatisierte Rollläden und Sonnenschutzelemente erleichtern den Alltag. Dies hat sich längst in den Köpfen von Haus- und Wohnungsbesitzern verankert.

Energieeinsparung, ein besseres Wohnklima, Sicht- und Blendschutz nach Bedarf sowie mehr Sicherheit durch automatisches Öffnen und Schliessen der Behänge sind nur einige Vorteile.

Elero hat nun die intelligente Steuerung Centero auf den Markt gebracht, mit der sich Rollladen-, Sonnenschutzsysteme und vieles mehr bequem per Tablet-PC oder Smartphone bedienen lassen. Damit haben die Bewohner weltweit Zugriff auf ihre Haustechnik. Hausautomation per Handy – dieser Ansatz liegt schon deshalb nahe, weil die Zahl der Smartphonenutzer kontinuierlich

steigt. Diese Ausgangslage macht sich das System von elero zunutze. Centero kommuniziert über einen Transmitter-Stick und das bidirektionale Funksystem «ProLine 2» mit den Antrieben der Sonnenschutzelemente. Zudem ist der Centero Server über ein Netzwerkkabel mit dem Router verbunden, der per WLAN oder Internetleitung die Befehle des Smartphones erhält.

Meimo AG 8954 Geroldswil Tel. 043 455 30 40 info@meimo.ch www.meimo.ch

Alltron Partnerevent 2014 Vom 21. bis 22. Mai findet der diesjährige Alltron Partnerevent im Logistikzentrum Willisau statt. Im Fokus stehen dabei Vertriebspartner und Wiederverkäufer des Grosshändlers im Bereich ITund CE-Fachhandel, Telekommunikation und Elektro. Gemeinsam mit den beteiligten Ausstellern bietet sich an zwei Tagen die Gelegenheit, neue Produkte sowie Lösungsansätze und damit zusätzliche Geschäftsfelder zu entdecken. Besucher profitieren vom Fachwissen und der Markteinschätzung der Hersteller, Markenvertretungen und Branchenkenner. Zudem sind am Event zwei Sonderschauen zu «Elektro & Licht» sowie Lösungen rund um das elektronische Klassenzimmer vorgesehen. Messebesucher können Produkte aus dem Messeangebot zu Top-Konditionen in einem begrenzten Zeitraum während und nach dem Event bestellen.

Die Alltron AG wurde 1985 gegründet und hat ihren Sitz im aargauischen Mägenwil.

Das Unternehmen, das zur Competec-Firmengruppe gehört, beschäftigt an den zwei Standorten in der Schweiz insgesamt über 400 Mitarbeitende.

Produkteanzeigen

Sonnenschutz übers Smartphone

Weiter.

Schneller.

Höher.

Die Zeit der Elektriker ist kostbar. Um weite Wege zu vermeiden, kommt die Infoshow auch 2014 wieder in Ihre Nähe! So erfahren Sie an einem Termin sechs Mal das Neueste aus erster Hand. Serviceorientierte Partner des Schweizer Elektrogewerbes zeigen eine breite Vielfalt an Produkten und Serviceleistungen, die den Elektriker im Berufsalltag schneller an sein Ziel bringen.

05./06.05.2014 Zürich

19./20.08.2014 St. Gallen

14./15.05.2014 Bern

26.08.2014

20.05.2014

27./28.08.2014 Lausanne

Münchenstein

Sion

21./22.05.2014 Luzern

09.09.2014

24.06.2014

Weinfelden

10.09.2014

Fribourg Neuchâtel

25.06.2014

Schaffhausen

11.09.2014

Thun

26.06.2014

Winterthur

16./17.09.2014 Rothrist

01.07.2014

Pontresina

01./02.10.2014 Bellinzona

02.07.2014

Landquart

03.07.2014

Näfels

Jetzt anmelden unter www.infoshow.ch

Die Partner der Infoshow:

www.alltron.ch

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Veranstaltungen

Powertage 2014: Lösungswege für die Zukunft

Die Zukunft des Netzes im liberalisierten Markt, die Herausforderungen der Energiestrategie 2050 und der Erzeugungsmix der Zukunft stellen die Kernthemen des diesjährigen PowertageForums dar. Namhafte Experten präsentieren vom 3. bis 5. Juni 2014 die neuesten Erkenntnisse und Lösungswege für die Zukunft der Schweizer Energiewirtschaft.

Neben dem durch die Fachbereiche Speicherung, Smart Grid und Smart Metering sowie Energieeffizienz ergänzten Ausstellungsprogramm beschäftigt sich vor allem das Powertage-Forum unter dem Patronat des Bundesamts für

Energie BFE mit den aktuellen Herausforderungen.

Der Dienstag – unter dem Patronat der Energietechnischen Gesellschaft ETG von Electrosuisse – widmet sich dem Thema «Zukunft des Netzes im liberalisierten Markt». Es referieren namhafte Branchenvertreter wie z. B. Jörg Spicker von swissgrid und Frédéric Gastaldo von der Swisscom Energy Solutions AG. Am Mittwoch werden unter dem Patronat des Verbands Schweizerischer Elektrizitätsunternehmen VSE «Die Energiestrategie und die Herausforderungen für die Schweizer Energiewirt-

schaft» diskutiert. Mit den Referenten Walter Steinmann vom BFE und Jasmin Staiblin von Alpiq ist ein anregender Forumstag zu erwarten.

Der «Erzeugungsmix der Zukunft» ist das zentrale Thema am Donnerstag, der vom Schweizerischen Wasserwirtschaftsverband SWV getragen wird. Unter anderen äussern sich Christian Schaffner von der ETH und Stefan Linder von ABB Schweiz über die Stromerzeugung von morgen.

Die Bildschirmpräsentationen werden an allen drei Tagen auf deutsch und französisch aufgeschaltet und zum Download zur Verfügung gestellt.

Die Ausstellung verspricht erneut eine umfassende Übersicht über die Branche und ihre Lösungen.

www.powertage.ch

Energie-Effizienzmanagement im Unternehmen Mit Energiemessung, Monitoring und Steuerung lassen sich erhebliche Einsparungen an Energie und Kosten verwirklichen. Der Tageskurs «EnergieEffizienzmanagement im Unternehmen», organisiert vom energie-cluster.ch, bietet Know-how für Verantwortliche der Infrastrukturen, für Betriebsleiter, Planer und Energieberater in Industrie und Gewerbe.

Der Tageskurs vom 18. Juni 2014 an der Hochschule für Wirtschaft in Zürich zeigt auf, wie mit Energiemessung, Monitoring und Steuerung erhebliche Einsparungen an Energie und Kosten verwirklicht werden können. Es geht um das Erstellen von Konzepten für ein nachhaltiges Energie-Effizienzmanagement. Dabei stehen die geeigneten Messtechniken für energierelevante

Faktoren im Mittelpunkt. Diese sollen mit einem Monitoring erfasst werden.

Auch muss die Einhaltung der festgelegten Effizienz- und Optimierungsziele für den Energieverbrauch mit einem zweckorientierten System überwacht und nachgewiesen werden.

Ein Energiemanagement mit permanenter Überwachung ermöglicht die Identifizierung des Energieverbrauchs als Grundlage für geeignete Reduktionsmassnahmen. Es geht beispielsweise darum, die Steuerungsparameter zu optimieren sowie ineffiziente Geräte zu erkennen und Ersatzinvestitionen ökonomisch beurteilen zu können. Der Tageskurs liefert sowohl theoretische Grundlagen als auch neuestes Wissen aus der Praxis. Die Themen reichen von Sensoren, Zählern, Auswahl des

Kommunikationssystems – unter Berücksichtigung bestehender Bussysteme – bis hin zum Entscheid der geeigneten Softwarelösungen zur Datenbewirtschaftung und Anzeige. Geplant sind folgende Referenten und Themen: • Frank Kalvelage, energie-cluster, Einführung und Leitfaden zur Erstellung eines Energie-Managementsystems • Armin Eberle, Energie-Agentur der Wirtschaft EnAW, Energie-Effizienzmanagement im Unternehmen • Matthias Zemp, KMU-Berater bei der EnAW, Randbedingungen, Gesetze, Vorschriften und Normen deren Einfluss auf die Konzeption eines Energiemanagements • René Senn, Gebäude Netzwerk Initiative GNI, Daten sammeln mithilfe von Bussystemen, Schnittstellen und erkennbare Verantwortlichkeiten • Patrick Isenschmid, pi-System, Aufbau von Leit- und Managementsystemen, Mess- und Auswertungsmöglichkeiten sowie die Visualisierung von Messdaten, mögliche Verdichtung der Daten, Benchmarking, Einbezug bestehender Infrastrukturen.

Wichtiger Kursteil sind die präsentierten Fallbeispiele und Erfahrungen der Unternehmen Tetrag Automation, Alpiq Suisse, Siemens Schweiz AG und Schneider Electric. www.energie-cluster.ch

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Am 5. und 6. Mai startet in Zürich die diesjährige Infoshow. Als nationale Fachmesse für Elektriker bringt sie die neuesten Produkte, Innovationen und Serviceleistungen der Branche direkt in die Regionen. Dafür haben sich sechs Unternehmen zusammengeschlossen, die sich in ihrem Angebot gegenseitig ergänzen und sich auch 2014 auf die persönlichen Gespräche mit den Elektrikern freuen.

In kürzester Zeit immer mehr leisten.

Vor diese Herausforderung stellt die heutige Zeit viele Branchen – auch Elektriker. Die sechs Aussteller Feller, Schneider electric, Plica, R & M, Wago und Zumtobel sehen ihre Aufgabe darin, den Elektriker im Arbeitsalltag mit innovativen Produkten und unterstützenden Serviceleistungen schneller an sein Ziel zu bringen. Als Plattform für den persönlichen Austausch sind die Veranstaltungen ideal, um an einem Termin sechs Mal das Neueste aus der Branche zu erfahren.

Von Mai bis Oktober 2014 präsentiert sich die Infoshow an ingesamt 25 Veranstaltungen in der ganzen Schweiz – von Lausanne bis Landquart und von Münchenstein bis Bellinzona. Neu dabei sind in diesem Jahr die zweitägigen Veranstaltungen, an denen Besucher die Wahl haben zwischen einem Besuch am Vormittag oder wie bisher am Nachmittag.

Und nach dem starken Interesse im letzten Infoshow-Jahr legen die sechs Aussteller wieder einen besonderen Schwerpunkt auf den Nachwuchs – die Zukunft der Branche. Speziell für Lehrlinge soll die Infoshow die Möglichkeit zum Austausch bieten und dazu erste Netzwerke zu bilden und mit den Unternehmen direkt in Kontakt zu treten.

Spannendes erwartet die Besucher aber nicht nur in fachlicher Hinsicht: Der neue Wettbewerb «Hot&Cool» wurde eigens für die Infoshow entwickelt. Als Online-Spiel steht es schon vorab zur Verfügung. Das grosse Finale steigt dann an der Infoshow. Dabei sind mit Geschick der Heisse Draht zu meistern und mit Fachwissen die Fragen richtig zu beantworten. Unter allen teilnehmenden Lehrlingen wird ein Check über 5000 Franken für ein Ausbildungszentrum verlost, unter allen Besuchern zwei iPad Minis. www.infoshow.ch

Volontär/in Sicherheitsberater/-in mit eidg. FA und Elektro-Projektleiter/-in mit eidg. FA

Sie sind an einer Weiterbildung zum/zur Sicherheitsberater/-in mit eidg.

FA und später Elektro-Projektleiter/-in mit eidg. FA interessiert?

Die E-Profi bietet Ihnen diese Chance, kombiniert mit einer Volontäranstellung. Während 2-3 Jahren sind Sie bei uns angestellt und besuchen die Vorbereitungskurse zum/zur Elektro-Sicherheitsberater/-in und Elektro-Projektleiter/-in.

Unsere Anforderungen Sie sind Elektromonteur/-in, Elektroinstallateur/-in EFZ, Elektroplaner/-in EFZ oder Repetent/-in einer höheren Berufsprüfung „ElektroSicherheitsberater/-in“.

Ihre Aufgaben x Einarbeitung in das Handwerk des CAD-Elektroplaner im hausinternen CAD-Planungsbüro für Elektro und Gebäudeinformatik (GIN). Einarbeitung in die gängigen OfficeTools x Mithilfe bei der AVOR und Einsatz als Assistent der Fachschule BMP für die eidg. Fachkurse x Instandhaltung der Schulungs- und Prüfungsmodelle im FreeTechno-Park der Sicherheitsberater/-innen x Praktische Mithilfe bei den Installationskontrollen im hausinternen NIV-Kontrollbüro x Projektbearbeitung und NPK-Kalkulation sowie selbständige techn.

Sachbearbeitung, Beratung von Architekten, Instandhaltung und praktische Einsätze (Planung & Kontrolle)

Die Infoshow 2014 auf Tour 5./6. Mai 14./15. Mai 20. Mai 21./22. Mai 24. Juni 25. Juni 26. Juni 1. Juli 2. Juli 3. Juli 19./20. August 26. August 27./28. August 9. September 10. September 11. September 16./17. September 1./2. Oktober

Zürich Bern Münchenstein Luzern Weinfelden Schaffhausen Winterthur Pontresina Landquart Näfels St. Gallen Sion Lausanne Fribourg Neuchâtel Thun Rothrist Bellinzona

Schweizerische höhere Berufsbildung BMP c/o E-Profi Joweid Zentrum 4 8630 Rüti Tel. 055 260 36 25 Fax 055 260 36 28 info@e-profi.ch www.e-profi.ch

Die Schweiz. höhere Berufsbildung BMP c/o E-Profi Elektro-Profi BMP bildet seit mehr als 30 Jahren angehende Kaderleute für die Elektrobranche aus. Dank dieser langjährigen Erfahrung mit Vorbereitungskursen für die Berufs- und Meisterprüfungen (BMP) des Verbands Schweizerischer Elektro-Installationsfirmen (VSEI) erreichen Lernende von e-profi.ch regelmässig sehr gute Quoten.

Das Qualitätsmanagement der Fachschule von e-profi.ch ist seit 2004 eduQua-zertifiziert. Sämtliche Zertifizierungen und Zwischenaudits erfolgten ohne Auflagen.

Interessiert?

Gerne laden wir Sie zu einem Rundgang bei uns ein. Wir freuen uns auf Ihren Anruf.

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Veranstaltung/Stellenangebot

Wanderausstellung für neueste Produkte und Innovationen

Stellenangebote

Das Kinderspital Zürich ist das grösste pädiatrische und kinderchirurgische Zentrum der Schweiz und erbringt mit seinen rund 2’000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern anspruchsvolle Dienstleistungen in der stationären Akutmedizin, im Notfall, in der Rehabilitation sowie im ambulanten Bereich.

Die swisspro ist eine schweizweit tätige Unternehmung und beschäftigt an ihren 16 Standorten über 650 Mitarbeitende. Wir sind in den Bereichen Installation, ICT Solutions, BCT Solutions, Engineering und Facility Services tätig. Von der Beratung über die Projektierung bis zu Installation und Unterhalt erbringen wir sämtliche Dienstleistungen.

Suchen Sie eine spannende Tätigkeit in einem zukunftsorientierten Unternehmen? Zur Verstärkung unseres Teams des Technischen Dienstes suchen wir per sofort oder nach Vereinbarung einen

Für unseren Firmenstandort in Basel suchen wir einen/eine

Elektro-Sicherheitsberater/-in

Betriebselektriker 100%

Sie übernehmen die Verantwortung für folgende Aufgabenbereiche: • Selbstständige Durchführung von Abnahmen und regelmässige Sicherheitskontrollen an elektrischen Installationen nach den gesetzlichen und betrieblichen Vorschriften und Normen • Ausstellen von Kontrollberichten, allfälligen Mängellisten und Sicherheitsnachweisen • Durchführen von internen Schulungen für Bauleiter und Installateure • Kompetente Beratung unserer Kunden in Sicherheits- und Energiefragen • Zuständig für den Einkauf, die Wartung und die Kalibrierung der Messgeräte • Periodische Kontrollen für externe Auftraggeber

Ihre Aufgaben Als Gebäudetechniker Elektro gehören die Inspektion und Wartung von Elektroinstallationen, Sicherheitseinrichtungen sowie sämtliche Elektrogeräte des Kinderspitals zu Ihren Hauptaufgaben. Sie arbeiten eng mit Fremdfirmen zusammen und überprüfen deren Qualität und Leistung sowie die Einhaltung der gesetzlichen Vorgaben.

Sie bringen folgende Qualifikationen und Eigenschaften mit: • Abgeschlossene Ausbildung als Elektroinstallateur/-in • Weiterbildung als Elektro-Sicherheitsberater/-in mit eidg. Fachausweis • Mehrjährige Berufserfahrung in diesem Bereich • Gute Kenntnisse aller einschlägigen gesetzlichen Vorschriften und Normen • Selbstständige und kundenorientierte Persönlichkeit mit gesundem Durchsetzungsvermögen • Interesse und Bereitschaft zur Weiterbildung • PW-Führerausweis • Gute EDV-Kenntnisse Wir bieten Ihnen nebst modernen Anstellungsbedingungen eine ganzheitliche Tätigkeit mit Raum für eigene Ideen. Es erwartet Sie ein kollegiales Arbeitsumfeld, das durch Vertrauen und Eigenverantwortung geprägt ist. Ausserdem unterstützen wir Sie gerne in Ihrer beruflichen Weiterentwicklung.

Tragen Sie massgeblich zur Sicherheit in unserem Unternehmen bei und bereichern Sie unser Team. Ivana Vukadin, Human Resources, freut sich auf Ihre Bewerbungsunterlagen. swisspro NW AG Lysbüchelstrasse 160 4056 Basel ivana.vukadin@swisspro.ch www.swisspro.ch

Sie bringen mit • Berufsabschluss als Elektroinstallateur • Mehrjährige Erfahrung in der Störungsbehebung, Reparatur und Wartung an hausinternen Elektroanlagen • Kenntnisse in der Gebäudeautomation (GLS) sowie Unterhalt von Sicherheitsanlagen • Erfahrung im Bereich Telefon- und Kommunikationssysteme von Vorteil • Flexibilität, Teamfähigkeit und Dienstleistungsorientierung • Selbstständige und genaue Arbeitsweise • Gute PC-Kenntnisse • Bereitschaft für Wochenend- und Pikettdienst • Aus Gründen der Teamkonstellation werden Bewerber zwischen 25 und 45 Jahren bevorzugt Wir bieten Bei uns spüren Sie den Puls des Lebens und sind in einem universitären Spital mit ausgezeichnetem Ruf und internationaler Ausstrahlung tätig. Das Wohl der Kinder und deren Angehörigen steht bei uns an erster Stelle. Möchten auch Sie Ihren Beitrag dazu leisten und Teil unseres Teams werden?

Weitere Auskünfte erteilt Ihnen gerne Daniel Anderegg, Leiter Technischer Dienst, Tel. 044 266 78 91.

Eine neue Herausforderung?

Elektro-Profis planen & realisieren

Ihre Karriere professionell – kompetent – diskret GROPAG PERSONALMANAGEMENT AG, www.gropag.ch Rosswiesstrasse 29, 8608 Bubikon, Tel. 044 936 70 90

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Ihre Bewerbung richten Sie bitte über unser Onlineportal an: Kinderspital Zürich – Eleonorenstiftung, Monika Wirth, Bereichspersonalleiterin. Bewerbungen, welche per E-Mail oder Post eingehen, werden nicht berücksichtigt.

Besuchen Sie unsere Homepage www.kispi.uzh.ch.

Veranstaltungen/Stellenangebote

Veranstaltungen und Weiterbildung Powertage 2014 • 3.–5. 6., Messe Zürich www.powertage.ch Kongress des Schweizer Forum Elektromobilität • 24./25. 6., Verkehrshaus Luzern www.forum-elektromobilitaet.ch Security Essen • 23.–26. 9., Essen www.security-essen.de

Aare Elektroplan AG Aarauerstrasse 180 4600 Olten Tel. 062 287 83 00 www.aepag.ch E-Mail: monika.troller@aepag.ch

Die Aare Elektroplan AG ist als Ingenieurbüro in der Elektroplanung Haustechnik tätig. Gegründet wurde sie im Jahr 1983. Heute dürfen wir für zahlreiche zufriedene Kunden tätig sein und streben stets optimale und nachhaltige Lösungen in der Elektroplanung an.

Zur Ergänzung unseres Teams suchen wir eine/n

Elektro-Projektleiter/in (100%)

Spielen.

Lernen.

Gewinnen.

Cool bleiben und den Heissen Draht meistern!

Mit Geschicklichkeit und Wissen gewinnen Sie das Spiel zur Infoshow 2014: „Hot & Cool“. In 10 spannenden Levels gilt es, Fragen aus unterschiedlichen Fachbereichen richtig zu beantworten und gleichzeitig den Heissen Draht zu meistern. Den Highscore brechen Sie am Computer oder Tablet-PC – an der Infoshow steigt dann das grosse Finale mit besten Gewinnaussichten!

Ihr Zuständigkeitsgebiet • Sämtliche Arbeiten, für die Projektentwicklung, Ausführungsplanung, Ausschreibungen, Kostenbearbeitung, Auftragsabwicklungen, Bauleitung und Abschlussarbeiten • Bearbeitung von anspruchsvollen Aufgaben und Konzepten • Führung der am Projekt mitarbeitenden Personen Anforderungen • Höhere Ausbildung im Haustechnikbereich Elektro (Elektro-Sicherheitsberater, dipl. Elektro-Projektleiter, Elektrotechniker HF, Elektro-Ing. FH/ETH usw.)

• gutes technisches Verständnis im Elektrobereich • Erfahrung im Erstellen von Submissionen • gute mündliche und schriftliche Ausdrucksweise in Deutsch Wir bieten Ihnen eine interessante, vielseitige Aufgabe mit der Möglichkeit, Ihr Wissen und Ihre Fähigkeiten in eigenen Projekten einzubringen. Zudem erwarten Sie ein angenehmes Arbeitsumfeld sowie eine moderne Infrastruktur.

QR-Code scannen und „Hot&Cool“ spielen oder direkt unter junior.infoshow.ch loslegen!

Die Partner der Infoshow:

Wir freuen uns auf Ihre vollständigen Bewerbungsunterlagen per Post oder E-Mail.

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Veranstaltungen

CRB (Zentralstelle für Baurationalisierung) • 8. 5., Starterkit NPK (13.30–17 Uhr) • 15. 5., 5. 6., Vom Kostenvoranschlag zum Leistungsverzeichnis (13.30–17 Uhr) www.crb.ch, schulung@crb.ch Electrosuisse Kurse Mai/Juni 2014 • 6./7., Workshop Messen mit Multimeter und NIV-Installationstester • 7., Sicherheitsstromkreise und Sicherheitsbeleuchtung • 7./8./9., 20./21./22., Betriebselektrikerbewilligung nach Art. 13 NIV-Prüfungsvorbereitung • 8./9., 15./16., 26./27./28., Bewilligung für Installationsarbeiten an Photovoltaikanlagen nach Art. 14 NIVPrüfungsvorbereitung • 12. 5., 9. 9., 23. 10., 24. 11., Betriebselektrikerbewilligung nach Art. 13 NIV-Wiederholungskurs • 13., Bewilligungsträger nach Art. 14 oder 15 NIV-Wiederholungskurs • 13., Wiederholungskurs für Blitzschutzfachleute • 13./14., Qualifikation, Zertifizierung und Qualitätskontrollen PV-Module • 13./14., IEC/EN 60335-1 Haushaltsgeräte

Mittwoch, 14. Mai 2014 Donnerstag, 15. Mai 2014

• 13.,23., Arbeiten unter Spannung, Netze, Grundkurs • 14., Instandhaltung und Prüfung elektrischer Geräte • 14., 20., Schaltberechtigung, Grundkurs • 14., 21., Schaltberechtigung, Grundkurs • 15., Sicherer Umgang mit Elektrizität • 16. 5., 11. 6., 23. 10., Installationsverteiler für die Bedienung durch Laien • 19., Erstprüfung gemäss NIN • 19., Schaltberechtigung, WK • 20., Zulassung von Medizingeräten nach IEC/EN 60601 • 20. 5., 15. 10., Dimensionierung und Berechnung von elektrischen Anlagen mit belvoto und NIN digital • 20., Wiederholungskurs für Elektrokontrolleure/Sicherheitsberater • 21., Wiederholungskurs für Elektrokontrolleure/Sicherheitsberater • 21., RoHS II (Restriction of the use of certain Hazardous Substances) • 22., Infrarot-Thermografie • 27., Arbeiten unter Spannung, Netze, Wiederholungskurs • 28. 5., 4. 6., Arbeiten unter Spannung, Installationen, Grundkurs • 24. 6., 23. 9., Erden von Anlagen, Schutz-Potenzialausgleich • 19., 26. 8., 2., 4., 10., 11., 16. 9., NIN 2015 Informationstagung

• 4., 13., 20., 26. 11., Forum für Elektrofachleute • 23./24. 9., Elektrobiologie • 2. 10., ATEX 137, Elektrische Anlagen in explosionsgefährdeten Bereichen www.electrosuisse.ch, weiterbildung@electrosuisse.ch LonMark Schweiz • 12. 6., LON-Refresherkurs • 16.–20. 6., LON-Systemintegratorenkurs • 20. 11., LON-Grundlagenkurs www.lonmark.ch René Koch AG • 28. 5., 20. 6., 18. 9., 27. 11., Moderne Türkommunikation TC: Bus www.kochag.ch Zumtobel Licht AG • 17. 7., 25. 9. Basis Notbeleuchtung (VKF anerkannt) • 5. 6., 9. 10., Update Notbeleuchtung (VKF anerkannt) • 10. 4., 21. 8., Planung Notbeleuchtung www.zumtobel.ch (News) Aktuelle Veranstaltungshinweise unter «Agenda» und «Veranstaltung» auf www.elektrotechnik.ch

BERNEXPO www.electro-tec.ch

Fach- und Messetage für Kommunikations-, Gebäude-, Licht- und Installationstechnik

• 80 Aussteller • Fachseminarprogramm in d/f • Trends und Neuheiten

LeadingPartner Patronats-Partner

Partner

Co-Partner eev/aae 11/2013

ISSN 1015-3926 65. Jahrgang 2014 Auflage und Verbreitung (WEMF/SW-Beglaubigung 2013) Druckauflage 7000 Ex.*, Total verbreitete Auflage 5153 Ex., Davon verkauft 3803 Ex. * inkl. Probe- und Werbeexemplare, Veranstaltungen und Messen.

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 Axel Wüstmann a. i.

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 Redaktor Raymond Kleger, Tel. +41 (0)52 765 22 53 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 Autor-Honorierung 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 Anzeigenleitung André Fluri, Tel. +41 (0)58 200 56 27 Sachbearbeitung Verena Müller, Tel +41 (0) 58 200 56 42 Leitung Lesemarkt/Online Valentin Kälin Abo-Angebote und -Bestellung: www.fachtitel.ch, abo@elektrotechnik.ch, Tel. +41 (0)58 200 55 68 Preise Jahresabo Fr. 129.–, 2-Jahres-Abo Fr. 228.– (inkl. 2,5% MwSt.) Layout/Produktion Toni Zürcher, AZ Fachverlage AG, 5001 Aarau Ein Produkt der Verleger: Peter Wanner CEO: Axel Wüstmann www.azmedien.ch Namhafte Beteiligungen nach Art. 322 Abs. 2 StGB: AZ Anzeiger AG, AZ Fachverlage AG, AZ Management Services AG, AZ Regionalfernsehen AG, AZ TV Productions AG, AZ Verlagsservice AG, AZ Vertriebs AG, AZ Zeitungen AG, Belcom AG, Dietschi AG, Media Factory AG, Mittelland Zeitungsdruck AG, Vogt-Schild Druck AG, Vogt-Schild Vertriebs GmbH, Weiss Medien AG

Monatsausgabe ET 5/14 20. 5. 2014

Anzeigenschluss 25. 4. 2014

Redaktionsschluss 14. 4. 2014

ET 6/14 17. 6. 2014

Anzeigenschluss 22. 5. 2014

Redaktionsschluss 13. 5. 2014

ABB Technikerschule Baden 61 Alltron AG US 2 amag Automobil- und Motoren AG 11 Arocom AG 3 Astrel AG 61 Blickwinkel AG 12 Bosch Sicherheitssysteme GmbH 49 Brelag Systems GmbH 22 Bugnard SA 51 Canoo Engineering AG 29 CeCoNet AG 55 CTA Energy Systems AG 19 Demelectric AG 9, 71 Dosteba AG 45 Drahtex AG 31 Eaton Industries II GmbH 33 EEV Schweizerische Elektro- 39, 78 Electrosuisse 65 Elko-Systeme AG 17 Elvatec AG 52 EMU Electronic AG 30 Esylux Swiss AG 39 Fischer Otto AG US 3, 35, 48 Flextron AG 40 FVB Schweiz, Fachverband der Beleuchtungsindustrie 47 GMC-Instruments Schweiz AG 43 Hager AG US 4, 20 Hefti. Hess. Martignoni.

Holding AG 71 Heinz Martin AG 71 HS Technics AG 6 ibW Höhere Fachschule Südostschweiz 67

IBZ 70 Info-Show Buchhaltung 73, 77 Innoxel System AG 21 Koch René AG 57 Lanz Oensingen AG 52 Meimo AG 39, 73 Mercedes-Benz Schweiz AG 7 MKR Consulting AG 5 Newave Energy AG 18, 34 Osram AG 37 Phoenix Contact AG 72 Plica AG 41 Schweizerische Mobiliar Versicherungsgesellschaft 25 Sicotec AG 15 Siemens Schweiz AG 52 Somfy AG 72 Spectra (Schweiz) AG 71 STF 63 Swisslux AG 72 Theben HTS AG 2 Toyota AG 13 Trilux AG 38 Ulrich Matter AG 10 W. Wahli AG 80 Woertz AG 27 Stellenmarkt

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Titelseite HS Technics AG Beilage Firalux Design AG

Im Text erwähnte Firmen ABB Schweiz AG 4, 34, 42, 47, 74 Allsol GmbH 32 Alltron AG 73 Alpiq AG 4, 74 Alpiq Suisse SA 74 Amstein + Walthert AG 12 Bugnard SA 50 Bundesamt für Energie 42, 48, 74 Bundesamt für Kommunikation 6 CRB 66 Dätwyler Cabling Solutions AG 53 EKZ Elektrizitätswerke 34 Electrosuisse 58, 64 Elektroplan Buchs & Grossen AG 8 EMC Zürich 6 EMPA 8, 24 Energie-Agentur der Wirtschaft 74 energie-cluster.ch 74 Ericsson AG 53 ETH Zürich 8, 74 Feller AG 75 FMV SA 4 Fraunhofer-Institut 24, 38, 46 Genossenschaft Olma Messen 4 Geothermie.ch 4 GNI 70, 74 Hochschule Luzern 8 HSR Hochschule für Technik 12 Huber + Monsch AG 53

IWB Industrielle Werke Basel 4 KNX Swiss 70 LonMark Schweiz 70 MCH Messe Schweiz 74 MeGA 70 onlog (suisse) sa 37 Osram AG 41 Otto Fischer AG 49 Plica AG 75 PSI 24 Reichle & De-Massari AG 75 Schneider Electric 74, 75 SBB 4 ProKlima 70 Siemens Schweiz AG 28, 74 SIG Service Industriels 42 Siteco Schweiz AG 41 Swiss Technology Network 6 Swisscom (Schweiz) AG 53, 74 Tetrag AG 74 Tritec Services AG 32 VSEI 66, 70 VSAS 70 Wago Contact SA 75 Zumtobel Licht AG 40, 75

Elektrotechnik 4/14 | 79

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Themenvorschau 1+2

Multimedia in jedem Raum Eine Glasfaser von der Zentrale zu jedem Haus wird in der politischen Gemeinde Pfyn Realität. Damit ist es allerdings nicht getan, auch im Haus selbst sind oftmals Installationsanpassungen nötig. Was im Neubau einfach ist, kann in einem bestehenden Bau zur Herausforderung werden. Exemplarisch wird aufgezeigt, was es alles braucht, um im Einfamilienhaus ein Multimedia-Netzwerk nachträglich in jedem Raum zu installieren, ohne dass Aufputz-Leitungen zu verlegen sind. Gleichzeitig kommen auch zwei ganz neue WLAN-Accesspoints zum Einsatz, die sich in einer UP-Dose Grösse 1 einbauen lassen (Bilder 1 + 2).

POF – die Kunststofffaser Um Datensignale zu übertragen, stehen heute viele Möglichkeiten zur Verfügung.

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So können drahtlos über Funkstrecken, leitungsgebunden über Kupferkabel aller Art oder Glas- und Kunststofffasern wie POF (Polymere Optische Fasern) Daten

übertragen werden. In den letzten Jahren ist viel Entwicklungsarbeit in Kunststofffasern und passende Geräte investiert worden (Bild 3) Störungsfreier Betrieb und kaum Degradation Die seinerzeit höchstgelegene netzgekoppelte PV-Anlage der Welt auf dem Jungfraujoch (3454 m) wurde durch das PVLabor der BFH-TI im Herbst 1993 an der Fassade der hochalpinen Forschungsstation in Betrieb gesetzt. Seither arbeitet die Anlage in den über 20 Jahren störungsfrei mit einer Verfügbarkeit von Energieproduktion und Messdaten von >99,9%. Der Betrieb einer PV-Anlage in derartigen Höhenlagen ist ein extremer Stress für alle Komponenten. Trotz dem extremen Klima zeigt die Anlage noch praktisch keine Degradation.

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Funktionstalente im stilvollen Design

Besuchen Sie uns an der ELECTRO-TEC 14. – 15. Mai 2014 Halle 2.2 Stand B010

Ob in abgerundeter oder eckiger Ausführung, in Schwarz oder Polarweiss, die KNX Touch Sensoren ziehen mit ihrem ansprechenden Design alle Blicke auf sich. Und zeigen sich auch punkto Bedienung äusserst zuvorkommend: Eine leichte Berührung der kapazitiven Glasoberfläche genügt, um Schalt-, Tast-, Dimm- und Jalousie-Funktionen oder eine Szene abzurufen. Die Geräte sind sowohl als 2-fach bis 8-fach Ausführung wie auch als 4-fach oder 6-fach-Version mit integriertem Raumtemperaturregler erhältlich.

hager.ch