Energieeffizienz von Niederspannungsanlagen

Anforderungen und Empfehlungen nach DIN VDE 0100-801

ep/2017/05/ep-2017-05-398-399-00.jpg
ep/2017/05/ep-2017-05-398-399-01.jpg

pdf Artikel als PDF-Datei herunterladen

Die DIN VDE 0100-801 definiert erstmals unter dem Aspekt der Energieeffizienz umfassende Anforderungen für die Planung und Errichtung von elektrischen 
Anlagen in Wohn-, Gewerbe- und Zweckbauten. Vorrangiges Ziel ist es, bei 
der Planung von neuen und bei der Modifizierung bestehender Anlagen die 
Verwendung elektrischer Energie zu optimieren.

Die Norm rückt das Thema Energieeffizienz beim Bau von Niederspannungsanlagen stärker als bisher in den Fokus – und zwar umfassend. Denn der Anwendungsbereich des Regelwerks erstreckt sich nicht nur auf sämtliche Wohngebäude vom Ein- bis hin zum großen Mehrfamilienhaus, sondern auch auf gewerbliche Gebäude wie Büros, Shopping Center, Museen, Krankenhäuser oder Hotels. Aber auch auf Industriegebäude wie Werkstätten, Produktionen oder Fertigungen und Infrastruktur-Einrichtungen wie Bahnhöfe, Tunnel oder Flughäfen zielt die Norm ab.

Während sich die DIN-VDE-Normenreihe 0100 bisher vornehmlich der Sicherheit von Niederspannungsanlagen widmete, definiert die DIN VDE 0100-801 erstmals Maßnahmen und Anforderungen, die darauf abzielen, die Energieeffizienz von Anlagen zu steigern. Dabei bezieht sie sich ausdrücklich auf die elektrischen Anlagen von Gebäuden oder Systemen und nicht auf einzelne Produkte. Konkret erweitert die Norm auch die Vorgaben zur Planung und Errichtung um Aussagen zur technischen „Intelligenz“ von Niederspannungsanlagen. Sie unterstützt den Planer und Errichter damit, die notwendige Versorgungssicherheit mit möglichst niedrigem Energieverbrauch zu erreichen.

Klassifizierung von elektrischen Anlagen

Das zentrale Element der Norm ist die Einordnung von Gebäuden in eine der insgesamt fünf Energieeffizienzklassen EIEC0 bis EIEC4. Dabei geht es ausschließlich um die Energieeffizienz der elektrischen Anlage, nicht um die des gesamten Gebäudes! Um in eine hohe EIEC eingeordnet zu werden, gilt es, innerhalb von 16 vorgegebenen Bewertungskriterien jeweils eine möglichst große Punktzahl zu erreichen. Die Bewertungskriterien teilen sich auf in 13 Effizienzmaßnahmen und drei Energieeffizienz-Perfomance-Level. Je nach Effizienz der Installation und Messmethode können pro Kriterium maximal vier Punkte und somit eine Gesamtpunktzahl von 64 Punkten erreicht werden. Aus der Summe der Punkte ergibt sich die Effizienzklasse der Anlage (Tabelle 1).

Zu den Bewertungskriterien der Effizienzmaßnahmen zählen beispielsweise der Standort der Hauptverteilung, die Bemessung der Leitungsquerschnitte oder auch die Bestimmung des Lastprofils, für das beispielhaft die Erreichung folgender Punktzahlen möglich ist: Erfolgt keine Betrachtung, so erhält die Anlage auch keine Punkte in diesem Bereich. Wird das Lastprofil des Anlagenverbrauchs einmalig an einem Tag betrachtet, wird der Anlage ein Punkt zugewiesen. Bei täglicher Betrachtung über den Verlauf einer Woche hinweg gibt es zwei Punkte und bei täglicher Betrachtung über ein Jahr hinweg sind es drei Punkte. Die Zuweisung der maximal erreichbaren Zahl von vier Punkten erfolgt bei der permanenten Protokollierung des Lastprofils während der gesamten Anlagenbetriebsdauer (Tabelle 2).

Die Bewertungskriterien „Energieeffizienz-Performance-Level“ (EEPL) umfassen die Verteilung des Jahresverbrauchs, den Leistungsfaktor sowie die Effizienz von Transformatoren. Dieser Bereich bezieht sich daher ausschließlich auf industriell-gewerbliche Anwendungen und auf Infrastruktureinrichtungen. Das Bewertungskriterium „Leistungsfaktor“ beispielsweise beschreibt die Minimalanforderungen zur Reduzierung der Blindleistung. Auch hier wird ohne Betrachtung kein Punkt vergeben. Bei einem Leistungsfaktor cos φ > 0,85 wird ein Punkt zugewiesen, bei cos φ > 0,90 sind es zwei, bei cos φ > 0,93 drei und bei cos φ > 0,95 vier (Tabelle 3). Durch den Einsatz einer Blindleistungs-Kompensationsanlage lässt sich der Leistungsfaktor optimieren und eine höhere EEPL-Punktzahl erreichen. Da in Wohngebäuden üblicherweise keine Blindleistungskompensationsanlagen benötigt werden, muss dieses Kriterium bei Wohngebäuden keine Betrachtung finden: es können automatisch vier Punkte erreicht werden.

Die Summe der jeweils erreichten Punktzahl ergibt dann die Effizienzklasse der elektrischen Anlage. Zur Erreichung der Effizienzklasse EIEC 4 sind für Wohnbauten mindestens 50 Punkte erforderlich; für alle anderen Bereiche mindestens 58 Punkte.

Transparentes Energiemonitoring in der Praxis

Bei der Umsetzung der normativen Vorgaben der DIN VDE 0100-801 erweisen sich Energiemonitoring-Systeme als unverzichtbare Hilfsmittel. So hat beispielsweise das Unternehmen Hager speziell für kleinere Wohn- und Zweckbau-Anwendungen ein Monitoring-System entwickelt, das aufgrund seiner einfachen Installation und Konfiguration komfortabel zu handhaben ist. Das System ermöglicht mit geringem Aufwand die Erfüllung aller in der Norm festgelegten Hauptaufgaben des Energiemonitorings, zu denen unter anderem Leistungskontrolle und -vergleich, Identifikation der Energienutzung oder auch die Untersuchung der Netzqualität gehören. So lässt sich der Alltagsbetrieb von Niederspannungsanlagen auf einfache Weise optimieren. Zentrale Einheit ist ein Energiemonitoring-Server, mit dem sich sechs der insgesamt 16 Bewertungskriterien positiv beeinflussen lassen. An dieses Modulargerät zur Hutschienenmontage können bis zu 31 Modbus-fähige Messgeräte beziehungsweise Geräte mit integrierter Messfunktion angeschlossen werden (Bild 1). Dazu zählen beispielsweise die offenen Leistungsschalter und die Blindleistungskompensationsanlagen mit Modbus-Schnittstelle oder auch die Multifunktionsmessgeräte mit Darstellung der Netzqualität zum Türeinbau oder die Energiemessgeräte zur Hutschienenmontage. Mit diesen Systemkomponenten lassen sich an allen relevanten Stellen einer Niederspannungsverteilung Messwerte für ein umfassendes Monitoring abgreifen. Dies ermöglicht eine notwendige Energietransparenz für eine Optimierung des Verbrauchs.

Der Anschluss aller Messgeräte erfolgt übrigens im Plug-&-Play Verfahren, da alle passenden Komponenten im Server hinterlegt sind. Das gewünschte Produkt muss lediglich per Mausklick dem System hinzugefügt und eine Modbus-Adresse vergeben werden. Der Zugriff auf die erfassten Messwerte und die Visualisierung im Server kann mit jedem Internet-Browser erfolgen, beispielsweise am Computer oder an mobilen Endgeräten wie Tablets; eine spezielle Software ist nicht erforderlich. Die Darstellung der Werte erfolgt in Anlehnung an die DIN VDE 0100-801, sodass diese Informationen den Nutzer beim Eingruppieren von Gebäuden in die oben genannten Energieeffizienzklassen EIEC 0 bis 4 unterstützen.n


Bilder:


(1) An den Energiemonitoring-Server können bis zu 31 Modbus-fähige Messgeräte beziehungsweise Geräte mit integrierter Messfunktion angeschlossen werden. Somit lassen sich an allen relevanten Stellen einer Niederspannungsverteilung Messwerte für ein umfassendes Monitoring abgreifen (Quelle: Hager)


Tafeln:

{1} Kernelement der DIN VDE 0100-801 ist die Klassifizierung von elektrischen Anlagen in die Effizienzklassen EIEC0 bis EIEC4

{2} Die Höchstpunktzahl EM4 entspricht vier Bewertungspunkten und kann nur durch eine permanente Protokollierung erreicht werden, die sich auf die gesamte Lebensdauer der Anlage bezieht

{3} Die Werte geben den Leistungsfaktor cos φ an. Da in Wohngebäuden keine Blindleistungskompensations-Anlagen benötigt werden, entfällt dieses Kriterium bei der Betrachtung

Anzeige

Fachartikel zum Thema

  1. Normen und Vorschriften

    DIN EN 61340-4-9 (VDE 0300-4-9) Elektrostatik – Teil 4-9, DIN IEC/TS 62600-101 (VDE V 0125-101) Meeresenergie, DIN EN 60974-4 (VDE 0544-4) Lichtbogenschweißeinrichtungen, DIN EN 60904-3 (VDE 0126-4-3) Photovoltaische Einrichtungen, VDE-AR-N 4203 (Anwendungsregel) Netzauskünfte, VdS 2311...

    05/2017 | Elektrosicherheit, Normen und Vorschriften

  2. Elektrische Sicherheit für mobile Stromerzeuger

    Neue zusätzliche Anforderungen

    Mobile Stromerzeuger sind ein unentbehrliches Hilfsmittel, wenn es um die Stromversorgung von Betriebsmitteln geht, bei denen kein unmittelbarer Zugriff auf eine Festinstallation besteht. Dies gilt beispielsweise für Bau- und Montagestellen, bei Rettungseinsätzen, aber auch bei Veranstaltungen....

    05/2017 | Elektrosicherheit, Energietechnik, Installationstechnik, Schutzmaßnahmen, Erdung und Potentialausgleich, Notstrom-/Ersatzstromversorgung

  3. Gleichzeitiges Laden von verschiedenen E-Mobilen

    Schieflast und Transienten, weniger Oberschwingungen

    Im Sommer 2016 wurde an der Technischen Hochschule Bingen (THB) an 
einem Nachmittag eine große Anzahl an E-Mobilen geladen. Die Auswertung 
ergab, dass die Ladetechnik in den E-Fahrzeugen in den letzten Jahren deutlich an Qualität zugenommen hat, es aber dennoch weiterer Verbesserungen bedarf, ...

    05/2017 | Energietechnik, Elektrosicherheit, Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV), Elektromobilität

  4. Energiespeicher in der Praxis

    Teil 2: Installation und ihre Voraussetzungen

    Dank staatlicher Förderprogramme und Preissenkungen werden Energiespeichersysteme zunehmend integraler Bestandteil vieler PV-Systeme und intelligenter Energiemanagementsysteme in Haushalten und Unternehmen. Leider werden Grundlagen der Planung, Installation und Wartung von Speichersystemen zu...

    05/2017 | Energietechnik/-anwendung, Installationstechnik, Elektrosicherheit, Regenerative/Alternative Energien, Energiespeicher, Batterieanlagen, Normen und Vorschriften, Photovoltaik

  5. Ströme auf PE/PA-Leitern in Anlagen mit Antriebstechnik

    Teil 2: Einflüsse durch induktive Einkopplung und schlecht entstörte Geräte, Messung und Maßnahmen zur Reduzierung

    Dieser Beitrag beschreibt die verschiedenen Ursachen für die Entstehung von Potentialausgleichsströmen in Anlagen, Möglichkeiten zur Messung/Analyse und Maßnahmen zur Vermeidung dieser Ausgleichsströme mit besonderem Bezug auf Antriebsumrichtern. Dabei werden die Phänomene insbesondere aus Sicht...

    05/2017 | Elektrosicherheit, Maschinen- und Anlagentechnik, Fachplanung, Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV), Motoren und Antriebe, Wartung und Instandhaltung

  6. Aus dem Unfallgeschehen

    Monteur wollte klemmenden Kasteneinschub mit einem Ruck herausziehen

    Arbeitsauftrag. Ein Elektromonteur eines Netzbetriebes sollte ein Niederspannungsfeld freischalten. Dazu musste ein Kasteneinschub einer Niederspannungsschaltanlage herausgezogen und damit in Trennstellung gebracht werden.

    05/2017 | Betriebsführung, Elektrosicherheit, Installationstechnik, Arbeitssicherheit, Schutzmaßnahmen, Schaltanlagen

  7. Sicheres Arbeiten an PV-Anlagen

    Intelligente Abschaltung trennt jedes einzelne Modul vom String

    Mit derzeit etwa 230 GW installierter Leistung ist die Photovoltaik inzwischen weltweit ein wichtiger und etablierter Bestandteil der Energieversorgung. Rund zwei Drittel der Anlagen sind auf Gebäudedächern verbaut und müssen auch dort sorglos gewartet und repariert werden können. Mit einer...

    05/2017 | Regenerative/Alternative Energien, Energietechnik, Elektrosicherheit, Schutzmaßnahmen, Leistungselektronik, Photovoltaik

  8. Arbeitsschutz wirksam organisieren

    Technische Führungskraft und verantwortliche Elektrofachkraft im Betrieb

    Der Unternehmer hat eine funktionierende betriebliche Organisation derart zu schaffen und aufrechtzuerhalten, dass die Sicherheit der Mitarbeiter jederzeit 
gewährleistet ist. Ein Weg, dies im Betrieb praktisch umzusetzen, besteht darin, insbesondere die technische Führungskraft/verantwortliche...

    05/2017 | Aus- und Weiterbildung, Arbeitssicherheit, Betriebsorganisation, Normen und Vorschriften, Fachwissen, Recht

  9. RCD für Elektro-Durchlauferhitzer

    Welchen Nennfehlerstrom muss eine Fehlerstrom-Schutzeinrichtung (RCD) besitzen, wenn ein Durchlauferhitzer (Drehstrom, 21/24/27 kW) im TN-S-System installiert werden soll?

    ep 05/2017 | Elektrotechnik, Technische Gebäudeausrüstung, Schutzmaßnahmen, Heizungs- und Wärmetechnik

  10. Baustellenverbot ohne Gefährdungsbeurteilung

    Arbeits- und Gesundheitsschutz sind mehr als eine reine Formalie

    Das Erstellen einer Gefährdungsbeurteilung und das regelmäßige Unterweisen der Mitarbeiter sind unabdingbare Pflichten des Arbeitgebers, wenn es um den Arbeits- und Gesundheitsschutz geht. Die Regelungsflut des Gesetzgebers machte es den Betrieben aber nicht sonderlich leicht, diese Vorgaben in...

    05/2017 | Betriebsführung, Arbeitssicherheit, Recht, Schutzmaßnahmen, Betriebsorganisation, Arbeitsschutzunterweisung

Anzeige

Nachrichten zum Thema

Das neue Fachbuch „Schutz gegen elektrischen Schlag in medizinisch genutzten Bereichen“ beschäftigt sich mit dem Thema sicherer Einsatz elektrischer Energie in medizinisch genutzten Bereichen.

Weiter lesen

Völlig unerwartet ist Dr. Bernhard Müller am 17. Mai 2017 im Alter von 63 Jahren verstorben.

Weiter lesen

Branchengeflüster: Neuer Geschäftsführer bei Lapp Fokus auf Wachstumsmärkte

Arnold Büscher ist neuer Geschäftsführer des Vertriebs Deutschland der U.I. Lapp GmbH, einer Gesellschaft der Lapp Gruppe. In seiner Position will er alle Vertriebskanäle stärken und den Fokus auf die Wachstumsmärkte in den Branchen Bahn,...

Weiter lesen

Ein fundierter Einstieg in das BGB-Werkvertragsrecht mit Blick auf die Elektrotechnik.

Weiter lesen

Arbeitsunfälle von Elektrofachkräften Tod durch Fahrlässigkeit

Ein erfahrener Elektromonteur missachtete die fünf Sicherheitsregeln. Bei einer Kabelmontage unter Spannung verzichtete er auf die notwendigen Schutzmaßnahmen – mit tödlichen Folgen.

Weiter lesen

Energieeffizienz: Kostenkontrolle beim privaten Verbrauch Stromspiegel bietet Vergleichsmöglichkeit

Spätestens mit der Jahresendrechnung des Stromversorgers interessieren sich viele Kunden für eine Vergleichsmöglichkeit: Entspricht ihr Verbrauch dem ähnlicher Haushalte – oder liegen sie darüber? Eine Hilfe bietet der jährliche Stromspiegel.

Weiter lesen

Ein Fachbuch für das sichere Bedienen und Betreiben elektrischer Anlagen aller Spannungsebenen.

Weiter lesen

Photovoltaik: Standard für bessere Solarzellen gesetzt DIN-Innovationspreis für Prüfverfahren

Wenn Photovoltaikmodule mit kristallinen Siliziumsolarzellen hohen Systemspannungen ausgesetzt sind und in feuchter Umgebung betrieben werden, können Leistungseinbußen auftreten. Diese Störung wird Potential-induzierte Degradation (PID) genannt. Sie...

Weiter lesen

Beim Erwerb einer Immobilie denken viele Eigentümer nur an die neue Wandgestaltung, an Umbaumaßnahmen und die Möblierung. Leider wird der Zustand der elektrischen Anlage häufig vernachlässigt.

Weiter lesen

Stefan Euler und Claus Eber geben mit ihrem Fachbuch eine Hilfestellung für Unternehmen, deren Führungspersonal keine Elektrofachkräfte sind.

Weiter lesen