Industrielle Energiemonitoring geht über kWh hinaus

Das industrielle Energiemanagement ändert sich. In der Vergangenheit überprüften viele Fabriken nur die Gesamtkilowattstunden auf der Stromrechnung. Heutzutage reicht diese einzelne Zahl oft nicht aus.

Produktionsanlagen benötigen eine klarere Ansicht darüber, wie, wann und wo Strom verbraucht wird. Daher fügen mehr industrielle Nutzer ihre elektrischen Systeme um Drehstromzähler, Spannungsmesser, Strommesser, Wattmeter und Energieeffizienz-Monitoring-Terminals erweitert.

Diese Geräte helfen Unternehmen, vom monatlichen Rechnungsreview zur täglichen Betriebskontrolle überzugehen. Sie können auch nützliche Daten für die Gerätewartung, Kostenverteilung, Kapazitätsplanung und Energieeinsparprojekte liefern.

Warum kWh-Daten allein Grenzen haben

Ein Stromzähler zeichnet die über Zeit verbrauchte Strommenge auf. Diese Informationen sind für die Abrechnung und die Analyse der Energiekosten essenziell. Der GesamtkWh-Wert erklärt jedoch nicht, warum der Verbrauch angestiegen ist.

Beispielsweise kann eine höhere monatliche Ablesung durch folgende Gründe verursacht werden:

• Längere Produktionszeiten
• Neue Geräte
• Betrieb von Maschinen unter Teilbelastung
• Schlechter Leistungsfaktor
• Ungleichgewichtete Drehstromlasten
• Abnormer Strom
• Spannungsänderungen
• Geräte, die während Leerlaufzeiten laufen gelassen werden

Ohne detailliertere Messungen können Facility-Manager es schwierig finden, die wahre Ursache zu identifizieren. Daher sollte das industrielle Strommonitoring sowohl akkumulierte Energie als auch Echtzeit-Elektrodaten umfassen.

Spannungsmesser helfen, Versorgungsprobleme zu erkennen

Ein Spannungsmesser zeigt den elektrischen Druck, der einem Stromkreis oder einer Maschine zugeführt wird. Eine stabile Spannung unterstützt den normalen Betrieb von Geräten. Im Gegensatz dazu kann eine zu hohe, zu niedrige oder instabile Spannung Motoren, Antriebe, Steuerungen und andere elektrische Geräte beeinträchtigen.

Das Monitoring der Spannung kann technischen Teams helfen, folgende Punkte zu identifizieren:

• Spannungsabfälle während der Spitzenproduktion
• Differenzen zwischen den Phasen
• Instabile Eingangsspannung
• Mögliche Verkabelungsprobleme
• Lasten, die das lokale Verteilnetz beeinflussen

Eine einzelne Ablesung kann jedoch nicht die vollständige Situation zeigen. Kontinuierliches Monitoring liefert einen besseren Nachweis darüber, wann ein Spannungsproblem beginnt und wie lange es andauert.

Strommesser zeigen die tatsächlichen Lastbedingungen

Ein Strommesser misst den durch einen Stromkreis fließenden elektrischen Strom. Diese Daten helfen Betreibern zu verstehen, wie stark ein Stromversorgungsleitung, eine Maschine oder eine Produktionslinie genutzt wird.

Hoher Strom kann auf eine Überlastung, einen Gerätefehler oder eine unerwartete Produktionsnachfrage hinweisen. Niedriger Strom hingegen kann zeigen, dass eine Maschine läuft, ohne genügend Output zu produzieren.

Stromdaten können auch die elektrische Kapazitätsplanung unterstützen. Vor dem Hinzufügen neuer Maschinen können Ingenieure die bestehenden Lastniveaus überprüfen, anstatt sich nur auf die Nennwerte der Geräte zu verlassen.

Bei Drehstromsystemen sollte der Strom jeder Phase separat überprüft werden. Ein großer Unterschied zwischen den Phasen kann Verluste erhöhen und zusätzliche Belastung auf elektrische Geräte ausüben.

Wattmeter verbinden Last mit tatsächlichem Stromverbrauch

Ein Wattmeter misst die Wirkleistung. Es zeigt die tatsächliche Strommenge, die ein Gerät zu einem bestimmten Zeitpunkt verbraucht.

Diese Messung ist nützlich, da zwei Maschinen ähnliche Betriebsstunden aufweisen können, aber sehr unterschiedliche Stromnachfrage haben. Ein Wattmeter kann helfen, Maschinen, Produktionslinien, Schichten und Betriebsmodi zu vergleichen.

Beispielsweise kann eine Fabrik Watt-Daten nutzen, um folgende Punkte zu vergleichen:

• Produktions- und Standby-Betrieb
• Normale und überlastete Geräte
• Tages- und Nachtschichten
• Alte und neue Maschinen
• Verschiedene Chargen desselben Produkts
• Geräte vor und nach der Wartung

Dadurch können Manager den Stromverbrauch mit der tatsächlichen Produktionsaktivität verbinden.

Leistungsfaktor-Monitoring unterstützt eine bessere Effizienz

Der Leistungsfaktor beschreibt, wie effektiv elektrische Energie in nützliche Arbeit umgewandelt wird. Motoren, Transformatoren, Kompressoren und andere induktive Lasten können den Leistungsfaktor senken.

Ein niedriger Leistungsfaktor kann den Strom erhöhen und mehr Anforderungen an Kabel, Transformatoren und Verteilgeräte stellen. In einigen Märkten kann er auch zu zusätzlichen Versorgungsgebühren führen.

Daher ist das Monitoring des Leistungsfaktors für viele industrielle Nutzer wichtig. Es kann Unternehmen helfen, zu evaluieren, ob Kompensationsgeräte korrekt funktionieren, und Werkstätten mit schlechter elektrischer Leistung zu identifizieren.

Käufer sollten jedoch bestätigen, dass der ausgewählte industrielle Stromzähler die erforderlichen Messungen für Wirk-, Blindleistung und Leistungsfaktor unterstützt.

Demand-Monitoring hilft, Spitzenlasten zu kontrollieren

Die Stromkosten basieren nicht immer nur auf dem Gesamtverbrauch. Einige industrielle Tarife umfassen auch Maximaldemand- oder Spitzenlastgebühren.

Eine kurze Periode hoher Last kann die Stromkosten für einen gesamten Abrechnungszyklus erhöhen. Aus diesem Grund monitoren Fabriken zunehmend die Demand in Echtzeit.

Demand-Daten können Teams helfen:

• Das gleichzeitige Starten mehrerer großer Maschinen zu vermeiden
• Stromintensive Prozesse zu planen
• Optionale Lasten während Spitzenperioden zu kontrollieren
• Die Transformatorkapazität zu überprüfen
• Lastalarme einzustellen
• Zukünftige elektrische Erweiterungen zu planen

Dieser Ansatz wandelt Zählerdaten in ein praktisches Betriebswerkzeug um.

Aufbau einer Fabrik-Energie-Baseline

Vor dem Beginn eines Energieeinsparprojekts benötigt das Unternehmen eine Baseline. Dies ist eine Aufzeichnung des normalen Stromverbrauchs unter definierten Produktionsbedingungen.

Eine nützliche Baseline kann folgende Punkte umfassen:

• Gesamtenergieverbrauch
• Energieverbrauch nach Werkstatt
• Energieverbrauch nach Produktionslinie
• Spitzenlast
• Betriebsstunden
• Produktionsoutput
• Spannungs- und Stromtrends
• Leistungsfaktor
• Leerlaufverbrauch

Das Unternehmen kann dann zukünftige Ergebnisse mit derselben Baseline vergleichen. Dies macht es einfacher, zu überprüfen, ob eine neue Maschine, ein Wartungsprogramm oder eine Betriebsänderung den Stromverbrauch reduziert hat.

Verwendung von Drehstromzählern für Sub-Metering

Fabriken installieren oft Drehstromzähler an der Hauptanschlussversorgung. Ein einziger Hauptzähler kann jedoch nicht erklären, wie der Strom zwischen verschiedenen Bereichen aufgeteilt wird.

Sub-Metering platziert zusätzliche Zähler an wichtigen Stromversorgungsleitungen und Lasten. Dazu können Produktionslinien, Luftkompressoren, Pumpen, HVAC-Systeme, Lagerhäuser und Bürogebiete gehören.

Kompakte DIN-Schienen-Zähler eignen sich für viele Verteilerkästen. Der DTSU1218-Drehstrom-DIN-Schienen-Energiezähler von Saving Meter unterstützt Energiemessung, Datenverarbeitung, Echtzeitmonitoring und Informationsaustausch. Seine RS485-Schnittstelle unterstützt die Protokolle Modbus und DL/T 645, die helfen können, Zähler mit Steuer- oder Energiemanagementsystemen zu verbinden.

Umwandlung von Zählerablesungen in nützliche Informationen

Das Sammeln von Daten ist nur der erste Schritt. Das System muss die Informationen auch auf eine Weise organisieren, die Betreibern verständlich ist.

Zähler sollten nach Fabrik, Werkstatt, Produktionslinie, Gerätetyp oder Kostenstelle gruppiert werden. Die Monitoringplattform kann dann den Verbrauch über verschiedene Zeiträume und Lastgruppen vergleichen.

Nützliche Berichte können folgende Punkte umfassen:

• Täglicher und monatlicher Stromverbrauch
• Energieverbrauch pro Produktioneinheit
• Rangliste des Werkstattverbrauchs
• Spitzenlastaufzeichnungen
• Abnormale Lastevents
• Phasenungleichgewicht
• Leerlaufverbrauch
• Kommunikationsstatus

Klar strukturierte Berichte helfen Managementteams, sich auf die Bereiche mit dem höchsten Verbesserungspotenzial zu konzentrieren.

Was B2B-Käufer bestätigen sollten

Vor der Bestellung von industriellen Stromzählern sollten Käufer die vollständige Anwendung definieren, anstatt nur nach Preis ein Modell auszuwählen.

Wichtige Anforderungen umfassen:

• Einphasen- oder Drehstromsystem
• Nennspannung und Nennstrom
• Direkte oder Stromwandler-Anschluss
• Genauigkeitsklasse
• Wirk- und Blindenergiemessung
• Spannungs-, Strom- und Leistungsdaten
• Leistungsfaktor- und Demand-Monitoring
• Kommunikationsschnittstelle
• Unterstütztes Protokoll
• Panelinstallationsraum
• Softwareintegration
• Erforderliche Normen und Zertifikate

Probentests sind auch vor der Serienproduktion nützlich. Sie ermöglichen dem Käufer, Verkabelung, Ablesungen, Kommunikation und Plattformkompatibilität zu überprüfen.

Industrielles Metering-Support von Saving Meter

Saving Meter ist ein Anbieter von Energiemess- und Managementdienstleistungen. Sein Portfolio umfasst intelligente Stromzähler, Drehstromzähler, DIN-Schienen-Zähler, Datenaufnahmeterminals, Cloud-Software, Systemintegration und Betriebssupport.

Für industrielle Projekte können Käufer elektrische Zeichnungen, zu monitorierende Lasttypen, Zähleranzahl, Kommunikationsbedürfnisse und Softwareanforderungen bereitstellen. Saving Meter kann dann bei der Modellauswahl und Systemplanung unterstützen.

Da Energiekosten zunehmend Aufmerksamkeit erhalten, benötigen Fabriken mehr als eine monatliche kWh-Gesamtmenge. Detaillierte Elektrodaten können ihnen helfen, Verschwendung zu finden, Gerätelasten zu verstehen und bessere Betriebsentscheidungen zu treffen.