Energieeinsparung via Spannungsabsenkung

Es ist schwierig, hierzu eine konkrete Aussage

bezüglich Sinn, Zweck und Einsparpotential

zu treffen, da aus meiner Sicht noch

zu wenig Erfahrungen vorliegen. Außerdem

müsste die vorhandene elektrische Anlagen

dazu ganz genau daraufhin analysiert werden,

ob sie hierfür geeignet ist.
Grundsätzlich gilt jedoch, dass es in den

VDE-Bestimmungen weder eine positive noch

eine negative Festlegung zu einer „Spannungsabsenkung“

gibt, da eine Spannungsabsenkung

normalerweise nicht sicherheitsrelevant

ist. Ich betone „normalerweise“, weil

es natürlich durch eine zu geringe Spannung

schließlich auch zu Problemen kommen

kann.
Gefährlich kann die Situation z. B. werden,

wenn aufgrund einer zu niedrigen Spannung

der erforderliche Abschaltstrom für die

Schutzeinrichtungen zum Schutz durch automatische

Abschaltung der Stromversorgung

nicht mehr fl ießen kann. Dies gilt insbesondere,

so der vorgesehene Transformator eine

zusätzliche Impedanz im fehlerbehafteten

Stromkreis darstellt. Dieses Problem lässt

sich aber durch Verwendung von Fehlerstrom-

Schutzeinrichtungen (RCDs)

sicher leicht lösen.
Aber es ist richtig, dass die Nennversorgungsspannung,

die der Netzbetreiber

zur Verfügung stellt, gemäß

DIN EN 60038 (VDE 0175) [1]

eine Schwankung von ± 10 % (nun

wieder die „alte“ Toleranz) aufweisen

darf – d. h. bezogen auf die

üblichen 230 V/400 V darf also die Spannung zwischen Außen- und Neutralleiter

zwischen 207 V und 253 V bzw. zwischen

zwei Außenleitern zwischen 360 V und 440 V

liegen.
In [1] wird aber auch darauf hingewiesen, dass

diese Spannungswerte als Bezugswerte für

Betriebsmittel dienen sollen – d. h. diese Norm

[1] richtet sich an die Produktkomitees, die

diese Toleranzen bei ihren Festlegungen in

den Betriebsmittelnormen berücksichtigen

sollten. Dabei ist zu beachten, dass zusätzlich

zu der an der Übergabestelle vom Netzbetreiber

an den Kunden auftretenden Spannungen

auch noch die Spannungsfälle innerhalb

der Verbraucheranlagen zu berücksichtigen

sind.
Auch wenn der Abschnitt 525.1 von DIN VDE

0100-520 (VDE 0100-520) [2] sich immer

noch „in Bearbeitung“ befi ndet, so gibt es

jedoch die Empfehlung, dass der Spannungsfall

vom Schnittpunkt zwischen Verteilungsnetz

und Anschlusspunkt eines elektrischen Verbrauchsmittels

(Steckdose oder Gerät) nicht

größer als 4 % der Netznennspannung sein

sollte. Bei der Spannung von minimal 207 V

(bzw. 211 V, wie vom Anfragenden angeführt)

würde dann am Verbraucher nur noch eine

Spannung von 207 V – 9,2 V = 197,8 V (bzw.

im vorliegenden Fall 211 V – 9,2 V = 201,8 V)

bzw. zwischen den Außenleitern

360 V – 16 V = 344 V anstehen – sofern der

Elektriker die 4 % bezogen auf 230 V ausnutzt.

Eine solch niedrige Spannung kann aber dazu

führen, dass einige Betriebsmittel/Verbrauchsmittel

nicht mehr richtig funktionieren.
So gilt z. B., dass nach Abschnitt 4.3.2 von

DIN EN 60204-1 (VDE 0113-1) [3] eine vom

Hersteller gelieferte Maschine (elektrische

Ausrüstung) nur dann bestimmungsgemäß

funktionieren muss, wenn die Dauerbetriebsspannung

zwischen 90 % und 110 % der

Nennspannung beträgt. Auch bei Elektromotoren

kann die vorgesehene Spannungsreduzierung

dazu führen, dass diese nicht mehr ihr

Nennmoment erreichen können. Aus dem Bild

11 von Abschnitt 7.2 der DIN EN 60034-1

(VDE 0530-1) [4] ist zu erkennen, dass Motoren

nur zwischen 95 % und 105 % der Bemessungsspannung

ihr Nennmoment erfüllen

müssen.
Somit muss dies ggf. durch die Regelung

der Spannungsreduzierungseinheit berücksichtigt

werden. Damit dürfte dann aber

auch die Einsparung wesentlich geringer

ausfallen.
Erfreulicherweise lässt sich aus der vom Anfragenden

beigefügten Broschüre entnehmen,

dass man nicht einfach mal die Spannung in

einer elektrischen Anlage reduzieren kann,

sondern dass erst durch Messung und sorgfältige

Analyse der Messergebnisse unter

Einbeziehung der Verbrauchsgewohnheiten

die maximal mögliche Spannungsreduzierung

vorgenommen wird.
Zu 1: Wie zuvor bereits ausgeführt, gibt es in

den VDE-Bestimmungen diesbezüglich keine

Festlegungen.
Zu 2: Wie ebenfalls zuvor ausgeführt, fehlen

mir hierzu entsprechende Daten derartiger

Anlagen. Ich selbst habe allerdings gewisse

Bedenken, da die Verlustleistung des Transformators

– die auch im Leerlauf, d. h. ohne

eingeschaltete Verbraucher vorhanden sein

wird – nicht vernachlässigt werden darf.

Außerdem hatte ich ja bereits darauf hingewiesen,

dass es bei Motoren oder elektrischen

Maschinenausrüstungen Probleme geben

kann.
Zu 3: Was die Beleuchtungsanlagen betrifft,

wird in der Broschüre zu der Anlage für die

Absenkung der Spannung ja ausgesagt, dass

sich nur eine geringe Reduzierung (ca. 6 % bis

8 %) der Beleuchtungsstärke ergibt, was ich

aus meinem Wissen heraus nicht bestätigen

möchte. Diese Reduzierung kann aber in den

Fällen, in denen eine Mindestbeleuchtungsstärke

gefordert wird (z. B. an Arbeitsplätzen),

gravierend sein.
Was die Kabel-/Leiter-Querschnitte betrifft,

sei angemerkt, dass sich die Impedanz der

Kabel und Leitungen sowie der Widerstand

der Verbrauchsmittel durch eine Absenkung

der Spannung ja nicht verändert. Somit ergibt

sich bei gleichem Widerstand und einer kleineren

Spannung ein kleinerer Strom, was

letztlich mit für die Leistungsreduzierung ausschlaggebend

ist. Damit dürften die Querschnitte

nicht überlastet sein. Nur die zuvor

bereits angeführte Problematik der Abschaltbedingung

kann dann, aufgrund des geringeren

Stroms, zutreffend sein. Bei den Motoren

kann es aber durch die längere Anlaufdauer

zu einer Überhitzung kommen.

DIN EN 60038 (VDE 0175):2012-04 CENELEC-Normspannungen.

DIN VDE 0100-520 (VDE 0100-520):2003-06 Errichten von Niederspannungsanlagen – Teil 5: Auswahl und Errichtung elektrischer Betriebsmitteln; Kapitel 52: Kabel- und Leitungsanlagen.

DIN EN 60204-1 (VDE 0113-1):2007- 06 Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von Maschinen – Teil 1: Allgemeine Anforderungen.

DIN EN 60034-1 (VDE 0530-1):2011-02 Drehende elektrische Maschinen – Teil 1: Bemessung und Betriebsverhalten.