Flackernde Leuchten, flimmernde Bildschirme und unpräzise arbeitende Maschinen: Die Ursache sind häufig Spannungsschwankungen.
Stromkosten sind besonders für die produzierende Wirtschaft ein großer Kostenblock. Schon deshalb, aber auch wegen des Klimaschutzes haben Unternehmen großes Interesse an Energieeffizienz und hoher Netzqualität. Was vielen jedoch nicht bekannt ist: Die elektrische Energie ist ein Produkt, bei dem es Qualitätsunterschiede gibt.
Das Energiewirtschaftsgesetz regelt, dass nicht nur die Betreiber der Verteilnetze die Versorgungszuverlässigkeit und eine gleichbleibende Spannungsqualität nachweisen müssen. Auch industrielle Netzbetreiber sind angewiesen, die in der Norm EN 50160 definierten Parameter am Netzübergabepunkt und innerhalb des Netzes zu überwachen und einzuhalten. Die Frage der Spannungsqualität ist somit ein wichtiger Bestandteil der Betriebsführung.
Für die Produktqualität, also die Qualität der gelieferten Spannung bzw. gelieferten Energie, gibt es je nach Bedeutung unterschiedliche Bezeichnungen, z.B. „Spannungsqualität“, „Versorgungsqualität“ oder „Power Quality“. Von der Arbeitsgruppe der International Electrotechnical Commission (IEC) wurde der Begriff „Power Quality“ folgendermaßen definiert: „Kennzeichnende Eigenschaften der Elektrizität an einer gegebenen Stelle des Elektroenergiesystems, wobei diese Eigenschaften gewissen technischen Kenngrößen gegenübergestellt werden“.
Die Qualität von elektrischer Energie ist von zahlreichen Parametern abhängig. Die Spannung sollte im Niederspannungsnetz exakt sinusförmig sein und eine konstante Frequenz von 50 Hertz aufweisen. Merkmale der Spannung mit ihren Bedingungen und Grenzwerten sind u.a. in der Norm EN 50160 definiert, sie beschreibt z.B. die Netzfrequenz, langsame und schnelle Spannungsänderungen, Spannungseinbrüche und Unterbrechung der Versorgungsspannung.
Diese definierten Merkmale stellen in der Praxis jedoch eine rein theoretische Annahme dar. Der Grund liegt bei den Industrieunternehmen selbst, denn durch ihr Verhalten haben sie Einfluss auf die Netzqualität: Beim Einsatz von Geräten wie beispielsweise Schaltnetzteilen oder Frequenzumrichtern entstehen Oberschwingungen. Sie belasten das Netz mit höherfrequenten Spannungen und Strömen, den sogenannten Oberschwingungen. Diese können teilweise mehr als 650 Hertz betragen. Als Verursacher lassen sich verschiedene Geräte und Anlagen orten, z.B. Schweißroboter, Fräs- und Drehmaschinen, Förderbänder, Produktionsstraßen, Krananlagen, Computer, Leuchtstoffröhren oder Anlagen der unterbrechungsfreien Stromversorgung (USV). Der Einsatz einzelner Geräte hat auf die Netzspannung keine Auswirkungen, ernst wird es jedoch sowohl in Industrie als auch in Privathaushalten, wenn eine Vielzahl von Geräten angeschlossen ist.
Probleme mit der Netzqualität haben oftmals gravierende Folgen für die Verbraucher am Stromnetz, aber auch für den gesamten Betrieb. Viel zu oft werden eindeutige Symptome wie z.B. das Flackern der Beleuchtung, das Flimmern von PC-Bildschirmen, ohne offensichtlichen Grund abschaltende Anlagen, durchgebrannte Sicherungen oder unpräzise arbeitende Maschinen viel zu spät erkannt. Mangelnde Netzqualität kann also zu Schäden und Kosten sowohl für das Energieversorgungsunternehmen als auch den Kunden führen. Um sich vor solchen Ausfällen und Folgeschäden zu schützen, empfiehlt es sich, genaue Kenntnis über den Zustand des Versorgungsnetzes zu haben.
Hier ist eine Netzanalyse die beste Maßnahme. Sie erfasst über acht bzw. 24 Stunden oder über acht Tage alle Parameter gemäß den einschlägigen Normen der Spannungsqualität (z.B. Leistung, Energie, Stromharmonie, Spannung) und lässt deutliche Rückschlüsse auf den Verursacher der Störung zu. Gleichzeitig bildet das Ergebnis der Netzanalyse die Basis, um eine kundenindividuelle Lösung zu erarbeiten.
Weiteres Einsparpotenzial bei der Energie liefert oftmals auch schon das genaue Betrachten der monatlichen Stromrechnung: Enthält diese den Posten „zu entrichtende Blindleistung“, bezahlen Unternehmen für Energie, die sie de facto nicht nutzen können.
Doch sowohl für Blindleistung als auch für Probleme mit der Netzqualität gibt es Lösungen: Energiekostenoptimierung bei maximaler Energieeffizienz garantieren zum einen Blindleistungskompensationsanlagen bzw. speziell auf Power Quality-Probleme ausgelegte Aktive Harmonische Filter. Diese werden auf der Grundlage der Netzanalysen speziell für das betroffene Unternehmen ausgelegt und dort eingebracht. Das lohnt sich auf jeden Fall: Die Amortisationszeit solcher Power Quality-Lösungen liegt erfahrungsgemäß zwischen ein und drei Jahren.
