Versorgungs- & Verbindungstechnik „Die Herausforderungen liegen in der gezielten Konvektion“

A&D: Wie standen die Schaltschrankbauer dem Thema Energieeffizienz bislang gegenüber?

Norbert Gemmeke: Die Schaltschrankbauer sahen dieses Thema peripher. Wie Energieeffizienz im Schaltschrank aussieht, darüber gab es keine belastbaren Untersuchungen. Dies war Ausgangspunkt dafür, gezielte Schritte zu gehen. So haben sich unter dem Motto Green Carbody Technologies vor zwei Jahren 60 Firmen in Deutschland zusammengeschlossen und treiben das Thema nun konsequent voran.

Wie viel Energie lässt sich im Schaltschrank einsparen?

Diese Frage lässt sich pauschal nicht beantworten. Generell ist zunächst zu unterscheiden, wie die einzelnen Schaltschränke aufgebaut sind und welche Mittel eingesetzt werden, um die Energieeffizienz zu verbessern. Drei Ebenen lassen sich unterteilen.

Wie unterscheiden sich die drei Ebenen?

Die erste Ebene ist die natürliche Konvektion im Schaltschrank. Hier wird ohne den Einsatz von Lüftern eine gezielte Entwärmung erreicht. Auf der zweiten Ebene forciert man dies etwas mehr, indem zum Beispiel Querlüfter eingesetzt werden. Nun kommt die Frage hinzu: Wo steht der Schaltschrank? In Indien herrschen andere Umgebungsbedingungen als in Norwegen oder Weißrussland. Deshalb muss man sich überlegen, ab welchem Punkt man mit Klimatisierung arbeitet - die dritte Ebene. Das Grundziel jedoch bleibt: eine möglichst turbulenzfreie, laminare Ventilation.

Wie lässt sich dieses Ziel erreichen?

Das ist vielschichtig: Auf der einen Seite haben wir den Schaltschrank selbst, auf der anderen Seite das Engineering des Schaltschrankes und drittens die Komponenten im Schaltschrank. Den besten Effekt erreicht man, wenn diese Fraktionen gezielt zusammenarbeiten. An der Stelle setzt das Projekt Green Carbody Technologies ein.

Wo liegen die Herausforderungen?

Die Herausforderungen liegen in der gezielten Konvektion im Schaltschrank. Das heißt, von den klassischen Schaltschranksystemen mit einer Standard-Schaltschranktafel muss man wahrscheinlich Abstand nehmen und innovative Konzepte erarbeiten. Das funktioniert ein Stück weit schon gut. Seit einigen Jahren gibt es neuartige Konzepte, die nun wissenschaftlich analysiert werden.

Welche Auswirkungen auf die Komponenten sehen Sie?

Heute sind die Hersteller von Komponenten wie I/Os, Umrichtern, SPSen natürlich daran interessiert, diese für sich energieoptimal zu gestalten. Das heißt aber nicht, dass dies auch im Schaltschrank so wirkt. Hinzu kommt, dass mit zunehmender Dezentralität die Verlustleistung im Schaltschrank kleiner wird. Der dritte Aspekt spielt dort eine Rolle, wo Schaltschrankbau historisch gewachsen ist. Wenn Komponenten immer an der gleichen Stelle positioniert werden, generiert man eventuell Hotspots, die sich durch eine andere Aufteilung im Schaltschrank vermeiden ließen.

Kann das Engineering des Schaltschrankes selbst dazu beitragen, Energie einzusparen?

Wenn Sie Planungs-Tools nehmen, die heute im Markt verbreitet sind, werden daraus Zeichnungen des Schaltschrankes mit allen Komponenten generiert. Die Informationen, die wir jedoch zusätzlich haben - zum Beispiel wo wirklich Verlustleistung erzeugt wird - werden hingegen nicht wirklich genutzt. Die Ergebnisse aus der Forschung der Green Carbody Technologies hingegen ermöglichen es, diese Informationen gezielt in Software umzusetzen. Hotspots zum Beispiel könnte die Software rot markieren.

Welchen Beitrag kann die Verdrahtung leisten, um weniger Energie im Schaltschrank zu verbrauchen?

Die Verdrahtung lässt sich in diesem Fall nicht separat betrachten. Die Komponenten und die Gehäusetechnik spielen eine entscheidende Rolle, so führen zum Beispiel immer kleiner werdende Komponenten im Schaltschrank zu Hotspots. Insgesamt muss also das Thema der Energieableitung sehr intensiv betrachtet werden.

Die meiste Energie im Schaltschrank wird für die Entwärmung aufgewendet. Wird dies auch weiterhin der Fall sein?

Auch diese Frage lässt sich pauschal nicht beantworten. Das Forschungsprojekt läuft nun seit zwei Jahren, mittlerweile zeigen Zwischenergebnisse, dass sich maßgeblich etwas ändern wird. Wir gehen davon aus, dass man allein durch eine Konvektion ohne Zusatz im Schaltschrank die Entwärmung um 15 Prozent verbessern und damit auch die Energieeffizienz erhöhen kann. Eine gute Basis für diesen Ansatz bieten Verdrahtungssysteme wie das Lütze LSC. Das Interview in voller Länge finden Sie unter www.youtube.com/publishindustry