DIN VDE 0100

Dr.-Ing. habil. Joachim Krause,

Standardisierte Energieeffizienz in NS-Anlagen

Vertrieb, Zuverlässig-/Verfügbarkeit, Personen-/Betriebs-Sicherheit, Qualität von Produkten/Leistungen zwingen zur Standardisierung. Unter Führung DIN, VDE, VDI prägen in Deutschland weitere Gremien die nationale und internationale Normung.

Energiemonitoring-Server System agardio HTG411H. (Hersteller: Hager Vertriebsgesellschaft mbH © Hager

Neben spezifischen Produkt- besitzen übergreifende Grundlagennormen besondere Bedeutung. Dazu zählt als Klassiker die DIN VDE 0100 beziehungsweise VDE 0100 „Errichten von Starkstromanlagen mit Nennspannungen bis 1000 V“. Diese Vorschrift zur Installation wurde um den Teil Energieeffizienz EE 800 ergänzt. Dem Vorbild Asynchronmotoren (IEC 60034-30 mit Effizienzklassen IE 1–4), ebenfalls von Leuchtmitteln folgend liegt erstmals die Bewertung von elektrischen Anlagen mit dem Ziel vor, ihre Verluste zu optimieren. Die in DIN VDE 0100-801: 2015-10 (VDE 0100-801, IEC 60364-8-1:2014, europäisches Harmonisierungsdokument HD 60364-8-1:2015) formulierten Kriterien gelten in erster Linie für Neuanlagen (Gewerbe, Industrie, Wohn- und Zweckbau, Infrastrukturen, Logistik), also für die Planung und damit auch für Auftraggeber. Letztere können jetzt ihre Forderungen an die gewünschte Effizienzklasse unter Beachtung der örtlichen Situation definieren und bei der Anlagenabnahme überprüfen. Zum Modifizieren von Bestandsanlagen durch verlustärmere Lösungen eröffnet sich zugleich eine Option.

DIN VDE 0100 klassisch
Die bisherige Norm ist sicherheitsgerichtet, ihr Nutzer wird von Gesetzen und Regeln unterstützt (Tabelle 1a+b).

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DIN VDE 0100 Teil 801 für genormte Effizienz
Diese seit 10/2015 verbindliche Vorschrift zur „Energieeffizienz“ ergänzt die älteste (Ursprung 1895) VDE-Normenreihe DIN VDE 0100. Die Anwendung des darin beschriebenen Klassifizierungssystems mit fünf Energieeffizienzklassen EIEC 0 – 4 (Tabelle 2) macht NS-Anlagen verlustärmer (nicht gültig für Produkte). Damit einhergehende Mehrkosten während der Projektierungsphase bleiben berechenbar. So errichtete Anlagen erzeugen während ihrer gesamten Betriebszeit minimale Verluste. Schwerpunkt sind neben Verbrauchern Kabel, Stromschienen, Transformatoren, Geräte, nicht zuletzt die Messtechnik.

Tabelle 1a: Inhalt DIN VDE 0100

Der Standard schreibt mit Punkten zu bewertende Maßnahmen vor. Ihre Summe wird einer Klasse EIEC zugeordnet. Künftig zeichnet die Projektierung/Planung die korrekte Ermittlung dieser Zahl aus. Unterschiedliche Entwürfe lassen sich transparenter vergleichen. Geeignete Messtechnik versetzt den Betreiber in die Lage, die Anlageneffizienz im laufenden Betrieb zu überwachen, ggf. in gewünschter Richtung zu korrigieren.

Systematische Planung der EE
Folgende Aspekte sind zu beachten:

  • Erstellung des Lastprofils
  • lokale Energieerzeugung
  • Energieverluste
  • räumliche Anordnung
  • Energieeinsatz (Kundenbedarf)
  • Tarifstruktur des Versorgers.
Tabelle 1b: Flankierende Gesetze und Regeln

Dem Umsetzen dienen 13 Effizienzmaßnahmen EM sowie drei EE-Performance-Level EEPL (Tabelle 3). Pro Kriterium können bestenfalls vier Punkte vergeben werden, so dass sich in der höchsten Klasse EIEC4 64 Punkte erreichen lassen.

Tabelle 2: Energieeffizienzklassen für NS-Anlagen [1) nicht gültig für Wohngebäude]

Realisierung der Maßnahmen
Die neue Vorschrift bietet für die genannten Aspekte jeweils vier Qualitätsstufen EM0 – EM4 beziehungsweise EEPL0 – EEPL4 an. Ihre Bewertung mit Punkten erfolgt rechen- (zum Beispiel Trafo-Auswahl, -Positionierung), messtechnisch (Lastprofil, cosϕ), analytisch (zum Beispiel IE-klassifizierter Motoreneinsatz) oder durch Überlegung (zum Beispiel Blindleistung; Wohnbauten benötigen keine Kompensation BLK, das nicht zu betrachtende Kriterium führt sofort zu vier Punkten). Vorgesehene Kontrollmessungen mit permanenter Protokollierung etwa der Last erfordern spezielle Geräte wie den Energiemonitoring-Server (Bild). Er sammelt, speichert und verarbeitet Messwerte der angeschlossenen Produkte. Die integrierte LAN-Schnittstelle leitet diese Daten über seine Webserverfunktionalität an die zuständigen Endgeräte (PC, Notebook, Tablet). Mit einer Benachrichtigungsfunktion per Email lassen sich Alarmmeldungen zielgerichtet absetzen. Das Gerät unterstützt bei der visualisierten Bewertung nach DIN VDE 0100-801.

Tabelle 3: Effizienprofile EM, EEPL (0-4, Punktbewertung 1-4)

Ausblick
Als ein Schritt zur EE in NS-Schaltanlagen erzwingt der neue Normenteil – auf Grenzwerte verzichtend – die vollständige Untersuchung der Anlage. Ihre Verlustarmut wird über die in der Effizienzklasse mündende, skalierbare Punktbewertung bei laufender, messtechnischer Kontrolle bestimmter Zustände reproduzierbar transparent für alle Funktionsgruppen beschrieben. Das Ermitteln der Klasse gehört zur qualifizierten Anlagenprojektierung. Als Resultat minimiert sie den Eigenverbrauch und verlängert die Lebensdauer. Damit verbundene Mehrkosten amortisieren sich meist in kurzer Zeit. Zu den Schwerpunkten gehören: Ermittlung/messtechnische Überwachung des Lastprofils als Ersatz für die fixe Bestimmung des Lastschwerpunktes aus der theoretischen Anschlussleistung, die Standortwahl der Haupteinspeisung, die ggf. permanenten Optimierungsanalysen von Komponenten sowie die Dokumentation des Einspeise-/Übergabepunktes. Wegen der verstärkten Einbindung der Digitaltechnik wachsen gleichzeitig die zu beherrschenden Sicherheitsrisiken.


Standard: Als Norm eine öffentlich zugängliche, technische Forderung beziehungsweise Regel ohne gesetzlichen Rang zu einem bestimmten Gegenstand beziehungsweise Sachgebiet auf nationaler oder internationaler Ebene. Als allgemein verbindlich anerkannter, unbedingt zu beachtender, niemals zu verletzender Standard repräsentiert sie den Stand der Technik. Mit juristischer Bedeutung vermittelt sie in einem Rechtsstreit als verpflichtende Erkenntnisquelle das aktuelle technisch-wissenschaftliche Niveau.

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