Interview: Energie und Energiemanagement im Fokus

WAGO hat zum Beispiel dieses Energiedatenmanagement mit dem Controller PFC200 aufgebaut. Er stellt die Kopfstation eines modular aufgebauten, auf eine Standard-Hutschiene montierbaren Gerätes dar. Je nach Bedarf können verschiedene I/O-Module angereiht werden. Somit erreichen Sie die optimale Ausstattung an verschiedensten Ein- und Ausgängen. Harting empfiehlt seinerseits für den Einsatz der Controller-Schnittstellen unter anderem die Har-flexicon-Lösungen.

Grundsätzlich müssen intelligente Energiemessgeräte oder auch Messgeräte für Solaranlagen im Außenbereich robust gegen Wärme- und Kälteschwankungen, Manipulation, mechanische Beanspruchungen oder Vandalismus sein. Sie bedürfen einer integrierbaren Kommunikationsschnittstelle, um dem übergeordneten Energiemanagementsystem die verarbeiteten analogen und digitalen Werte zu analysieren. Rein elektrisch ist die Unempfindlichkeit gegen hohe Kurzschlussströme ebenso eine Standardvoraussetzung. Da der Laststrom oft aus einem Verbundnetz entnommen wird, sind die Überwachung von Lastspitzen oder auch Lastbegrenzungen und der dazugehörige Datenaustausch ein wichtiges Merkmal.

Firmen wie Phoenix Contact fokussieren auf verschiedene Anforderungen an die Energiemessgeräte. Energieflüsse sollen flexibel in verschiedenen Anwendungen sichtbar gemacht werden, wie eben in der Ladeinfrastruktur, in Gebäuden und der Produktion. Die Hard- und Software sollte dabei schnell einsatzfähig sein. Wichtige Rollen spielen die Sensorik wie Rogowski-Spulen und ein intuitiv zu bedienender Webserver. Intelligente Energiemessgeräte brauchen neben klassischen industriellen Kommunikationsarten ebenso Möglichkeiten zur einfachen und direkten Cloud-Anbindung.

Die Energiewende, das Interesse an der Nutzung von erneuerbaren Energien, die Elektromobilität in Verbindung mit Photovoltaik und neue Batteriespeichersysteme haben ein neues, großes Marktsegment geschaffen. Aber die Energieerzeugung, der Anlagenaufbau und die urbane Versorgung müssen auch normkonform geprüft und dokumentiert werden. Wir als Bürklin Elektronik glauben, dass speziell der gegenwärtige Einsatz von Photovoltaik erst am Anfang eines viel weitergehenden Wachstums steht.

Solaranlagen sind komplexe, technische Installationen und sind häufig schlecht zugänglich. Sie müssen sicher funktionieren und sie dürfen keine Unfallgefahr für Personen darstellen. Nach den derzeitigen Regeln zur Betriebssicherheit zur Prüfung von überwachungsbedürftigen Anlagen, hierunter fallen Solaranlagen, müssen diese alle vier Jahre geprüft werden. Zu den Prüfungen zählen äußerliche Unversehrtheit der Anlage, Durchgängigkeit der Schutzleiter und die Wirksamkeit der Schutzmaßnahmen. Messtechnische Kontrollen und Funktionsprüfungen komplettieren den Prüfumfang. Gossen Metrawatt aus Nürnberg ist im Bereich der Mess- und Prüftechnik für erneuerbare Energien mit verschiedenen Lösungen präsent. Die Nürnberger bieten z.B. mit dem PROFITEST PV Messequipment für Photovoltaikanlagen, mit dem sich Solarmodule auf ihre Leistungsfähigkeit prüfen lassen.

Auch der Betriebssicherheit von Windkraft-Anlagen kommt eine zentrale Bedeutung zu. Geeignete Lösungen mit Frequenzumrichtern und neue, leistungsstärkere Generatoren machen den Umstieg von 400 auf 690 V AC in der Windstromerzeugung insbesondere bei Anlagen mit Nennleistungen ab 600 kW attraktiv. Hier ist innovative Prüftechnik gefragt, wie sie das Prüfgerät PROFITEST PRIME bietet. Mit ihm lassen sich Spannung, Drehfeld, Schutzleiterwiderstand, Isolationswiderstand, Netzinnenwiderstand, Schleifenwiderstand messen und RCD-Fehlerstromschutzeinrichtungen prüfen.

Wir sehen mehrere Trends in diesem Bereich. Der Trend bei zukünftigen Ladesäulen ist, dass diese abrechnungsfähig sein müssen. Das bedeutet, dass ein eichrechtskonformer Zähler und die entsprechende Datenschnittstelle zur Auswertung der Verbräuche eingebaut sein müssen. Zudem sehen wir einen klaren Trend in Richtung Gleichstrom-Ladestationen. Die Stationen müssen immer höhere Ladeleistungen verarbeiten, das Laden erfolgt bidirektional und wir haben es mit zunehmend gekühlten Ladekabeln im Schnellladebereich zu tun. Die Nachfrage nach bidirektionalem Laden in Kombination mit einer Photovoltaikanlage oder ähnlicher regenerativer Energie wird steigen. Derzeit erarbeitet das Bundesministerium für Wirtschaft mit dem Bundesverkehrsministerium rechtliche und technische Rahmenbedingungen für das bidirektionale Laden. Ebenso steigt der Bedarf an intelligenten Ladelösungen mit Schnittstellen zum Energiemanagement im Gebäude oder mit der Möglichkeit zur Abrechnung im Fuhrparkmanagement.

Ladekabel und Ladedosen müssen sehr robust, langlebig, über eine hohe Temperaturbeständigkeit verfügen, widerstandsfähig gegen Schlag- und Stoßeinwirkung sowie nachhaltig sein. Ladecontroller an sich müssen höchst offen sein und Kommunikationsschnittstellen haben. Da spielen dann Themen wie ISO15118 bei Plug&Charge und Schnittstellen zu EMS-Systemen eine zunehmend stärkere Rolle. Unter anderem setzt WAGO hier auf schnelle Installation und Montage in einem kompakten Bauraum mit dem ausgewählten Leiterquerschnitt zur Versorgung der Ladesäule. Schneider Electric wirbt nicht nur für die E-Ladelösung, sondern bietet die gesamte Peripherie wie die Energieverteilung, den Stromschienenverteiler als sichere und kostengünstigere Alternative zum Kabel sowie ein dynamisches Lastmanagement mit Zonenregelung an. Das Unternehmen hat sich dabei mit seinem Partner inno2fleet zusammengetan, um die gesamte Wertschöpfungskette der Firmenwagenelektrifizierung, von der Analyse bis zur Umsetzung und dem Betrieb der Ladeinfrastruktur, abzudecken.

In dem Bereich der Ladeinfrastruktur sehen wir zunehmend den Bedarf an Ladelösungen für die Nutzfahrzeugindustrie. Hierbei reichen die Leistungen bis zu 1 MW. Dementgegen hat sich im privaten, aber auch im öffentlichen Bereich eine Ladeleistung von max. 11 kW pro Ladepunkt aufgrund der Vorgaben der Netzbetreiber etabliert. Langfristig werden jedoch immer höhere Ladeleistungen von über 500 kW angestrebt. Zukünftige Ladestecker werden auch mehr über internationale Gremien standardisiert werden. Die etablierten Typen im AC-Bereich bleiben weiter bestehen. Im DC-Bereich fokussiert man sich auf eine Vereinheitlichung des amerikanischen und europäischen Standards, bekannt als „Megawatt Charging System“, wohingegen im asiatischen Raum ein eigenes System etabliert wird. Das wird sich aus Gründen des Marktprotektionismus auch nicht ändern. Ein weltweit einheitlicher Ladestandard lässt sich also aktuell nicht erkennen.