Berlin, Februar 2021. Die ActiveEnergy Lösung inklusive der AE PowerStation, unserer kundenspezifischen Hardware, verwendet Spannungsoptimierung um Energie, Kosten und CO2 einzusparen. Spannungsoptimierung ist die Reduktion vom Spannungsniveau in Gebäuden.

Was ist Spannungsoptimierung?

„Spannungsoptimierung“ ist der Prozess, der das Spannungsniveau in Gebäuden reduziert und dadurch Energieeinsparungen ermöglicht. Elektrischer Strom wird durch Stromversorgungsunternehmen und Netzbetreiber zur Verfügung gestellt. Entsprechend der europäischen Norm IEC 60038 müssen Stromversorger und Netzbetreiber Spannungsebenen von 230 V ± 10% liefern. Grundsätzlich sollen sie jedoch die vereinbarten 230 V liefern.

Allerdings kann aufgrund der Einschränkungen in den Stromerzeugungsprozessen des Verteilungsnetzes nicht garantiert werden, dass jedes Gebäude zu jeder Tageszeit die gleiche Spannung erhält. Die Verteilungsnetze sind komplex und dementsprechend gibt es konstant Spannungsschwankungen in Gebäuden. Messen Sie zum Beispiel die Spannung, die im Haus oder Büro aus der Steckdose kommt, so schwankt sie im Laufe des Tages und der Nacht. Unserer elektrischen Geräte sind alle so gebaut, dass sie diese Schwankungen aushalten.

Jedes elektrische Gerät muss in der Lage sein, innerhalb eines Bereichs von plus und minus 10 % von 230 V zu arbeiten, was bedeutet, dass jedes Gerät in der Lage dazu ist, mit einer Spannung zwischen 207 V und 254 V zu arbeiten. Allerdings ist es so, dass jedes Volt über 207 V mehr ist als das, was elektrische Geräte zum Arbeiten benötigen würden.

Bei der „Spannungsoptimierung“ werden die Spannungspegel in Gebäuden auf das Mindestniveau des Spannungsbereichs reduziert und damit werden die Energieeinsparungen erzielt.

3 entscheidende Vorteile von Spannungsabsenkung: reduzierter Stromverbrauch, längere und bessere Geräteverlässlichkeit

Warum braucht mein Gebäude Spannungsoptimierung?

Spannungsoptimierung führt zu einem geringeren Energieverbrauch in Gebäuden, was wiederum zu einer direkten Reduzierung der Stromkosten führt, genauso wie weniger CO2-Emissionen. Denn wenn weniger Energie verbraucht wird, muss entsprechend weniger Energie produziert werden und somit wird weniger CO2 ausgestoßen.

Stromkosten abhängig von der Energiemenge, die ein Kunde verbraucht. Der Stromverbrauch wird in Kilowattstunden (kWh) berechnet. Die Berechnung kann wie folgt dargestellt werden:

Stromverbrauch (kWh) = Spannung x Strom x Zeit

Wie wir hier sehen, ist der Stromverbrauch direkt proportional zum Spannungsniveau, der Stromstärke und Zeit. Bei gleicher Strom- und Zeitmenge ist der Energieverbrauch höher, wenn die Spannung höher ist; wenn die Spannung jedoch niedriger ist, ist der Energieverbrauch niedriger.

Somit bedeutet Spannungsreduktion für das Gebäude einen geringeren Energieverbrauch und damit einhergehen auch geringere Stromkosten. Die Spannungsoptimierung in Gebäuden führt aber nicht nur zu weniger hohen Stromrechnungen, sondern auch zu reduzierten CO2-Emissionen.

voltage optimization in every building along the street can save energy

Ist Spannungsoptimierung eine neue Idee?

Die Idee der Spannungsoptimierung gibt es bereits seit einiger Zeit. Die Weiterentwicklung von Technologien und künstlicher Intelligenz haben es EnergyLabs jedoch ermöglicht, ein Produkt mit modernster Funktionsweise zu bauen.

Unter Verwendung von Algorithmen analysiert die AE PowerStation zusammen mit anderen elektrischen Komponenten, wie bspw. Transformatoren, kontinuierlich die Eingangsspannung mit einer hohen Frequenz. Die Ausgangsspannung, die an das Gebäude geliefert wird, wird dann entsprechend optimiert. Durch diese Optimierung wird das Spannungsniveau des Gebäudes konstant gehalten, um somit den Stromverbrauch zu minimieren. In diesem Prozess kommt es weder zu Risiken noch Komforteinbußen.

Ist Spannungsoptimierung für alle Geräte sicher? 

Unbedingt. Spannungsunterschiede innerhalb des Bereichs von ± 10% von 230 V verursachen keine spürbare Veränderung bei der Leistung eines elektrischen Geräts.

Vielmehr bedeutet eine niedrigere Spannung eine niedrigere Betriebstemperatur für elektrische Geräte. Dies führt zu einer signifikanten Verbesserung der Lebensdauer und der Zuverlässigkeit der Geräte. So führt z. B. bei LEDs eine Temperaturabsenkung um 10 K zu einer Verlängerung der Lebensdauer um 140 % und bei Halogenlampen und Glühbirnen führt eine Spannungsabsenkung um 20 V zu einer Verdoppelung der Lebensdauer.

Alle Elektrogeräte müssen gemäß CE-Zertifizierung in diesem Spannungsbereich fehlerfrei arbeiten. Die CE-Zertifizierung ist obligatorisch für alle elektrischen Geräte, die in der EU verkauft werden. Sie gewährleistet, dass sie nach hohen Sicherheits-, Gesundheits- und Umweltschutzanforderungen beurteilt wurden.

buildings and street view in Berlin

Bilder: Unsplash

Grafiken: EnergyLabs