Messtechnik für nachhaltige Gebäudetechnik

Die BGV-Zentrale in Karlsruhe setzt auf Messtechnik von Janitza.
Die BGV-Zentrale in Karlsruhe setzt auf Messtechnik von Janitza.Bild: ©Martin Witzsch

1923 gründeten acht Gemeinden den kommunalen Feuerversicherungsverband Baden, aus dem die BGV Badische Versicherungen hervorging. Heute bietet der BGV Versicherungen für Privat- und Firmenkunden an und ist eine Körperschaft des öffentlichen Rechts. „Der Grundgedanke einer Versicherung war ursprünglich nicht, Geld zu verdienen, sondern das Risiko für den Versicherungsnehmer zu tragen. Wir haben diesen Gedanken noch“, erklärt Dierk Wolfinger, BDSH-geprüfter Sachverständiger und gesamtverantwortliche Elektrofachkraft am Firmensitz in Karlsruhe. Beim BGV stehen Vorsorge und Schadensverhütung im Mittelpunkt. „Wir wollen dem Kunden zeigen und vormachen, wie man es richtig macht“, fasst Wolfinger zusammen. Kunden werden eingeladen, Anlagen wie die Elektro- und Lüftungsanlagen sowie Rettungswege zu besichtigen. Ein Highlight ist das jährliche Expertentreffen in Kooperation mit Janitza, bei dem Theorie und Praxis verbunden werden und Beispiele aus der eigenen Liegenschaft dienen.

Janitza Messtechnik an einem Einspeisepunkt.
Janitza Messtechnik an einem Einspeisepunkt.Bild: ©Martin Witzsch

Unternehmenskultur prägt Architektur

Der Firmensitz in Karlsruhe bietet Büros, Seminarräume, Rechenzentren, ein Restaurant und eine Versammlungsstätte. Die Architektur ist anspruchsvoll und nachhaltig; das Hauptgebäude wurde 2011 nach zweijährigem Umbau als Green Building wiedereröffnet. Energieeffizienz wird großgeschrieben. Wolfinger sucht ständig nach Einsparpotenzialen, ohne den Komfort zu beeinträchtigen, etwa durch die Umrüstung auf LED-Beleuchtung: „Um die Akzeptanz zu erhöhen, haben wir nur die Leuchtmittel gewechselt. Die sind etwas heller, aber die vertraute Leuchte bleibt. Das haben die meisten Mitarbeiter gar nicht gemerkt.“ Auch die Außenbeleuchtung wurde bedarfsgerecht geschaltet. Um die Erkenntnisse der Energieeinsparungen zu nutzen, organisiert Wolfinger interne Audits: „Wir haben seit 2007 ein Energie-Audit und versuchen unseren Stromverbrauch zu senken. 2018 hatten wir 630kW Spitzenlast mit 2,7GWh pro Jahr. Heute haben wir 550kW mit 1,6GWh pro Jahr. Außerdem führen wir im Lauf des Jahres einen CO²-Bericht ein.“ Bemerkenswert: Die PV-Anlage blieb seit 2018 unverändert, die Einsparungen sind also echt.

Mike Stempniewski (links) und Dierk Wolfinger begutachten einen Lastgang.
Mike Stempniewski (links) und Dierk Wolfinger begutachten einen Lastgang. Bild: ©Martin Witzsch

Messtechnik bringt Transparenz

Die Messgeräte der Energieversorger am Übergabepunkt dürfen maximal 2 Prozent Toleranz aufweisen, doch laut Wolfinger gab es Fälle, in denen der Grenzwert überschritten wurde. „Mit Klimatechnik, Kältetechnik usw. kommen wir auf 1,6GWh. Bei 40ct im Einkauf sind zwei Prozent im Jahr über 10.000 Euro. Deshalb kontrollieren wir, was die Stadtwerke abrechnen.“ Ein weiteres Augenmerk legt Wolfinger auf Lastspitzen: „Da gab es auch schon mal Überraschungen, als uns der Energieversorger mitteilte, dass die eingekaufte Jahresmittelleistung nicht ausreicht. Dabei ist unsere Struktur nachvollziehbar.“ Mithilfe der Messtechnik von Janitza fand er die Ursache: Die Küche. Dort werden täglich 400 bis 800 Essen zubereitet, in der Vorweihnachtszeit laufen drei Konvektomaten für bis zu 1.000 Martinsgänse auf voller Leistung. „Jeder einzelne hat eine Nennleistung von 45kW. Das sind fast 150kW nur für die Gänse – und eine Lastspitze für rund 10.000 Euro.“ Mit der Netzvisualisierungssoftware Gridvis lassen sich solche Spitzen zuverlässig erkennen. Auch bei den Transformatoren half Messtechnik: Ältere Modelle entfalten bei etwa 80 Prozent Auslastung den höchsten Wirkungsgrad. Vor kurzem wurde ein 1.000kVA-Trafo durch einen 1.250kVA-Trafo ersetzt, um neue Ladepunkte zu versorgen. Wegen der Effizienzsteigerung im Gebäude sank der Gesamtverbrauch trotzdem. Bei etwa 55 Prozent Last halbierten sich die Leerlaufverluste: Das Gerät benötigt keine hohe Betriebstemperatur und erzeugt so weniger Verluste. Gleichzeitig sank der Aufwand, um Abwärme abzutransportieren.

Mit der Netzvisualisierungssoftware Gridvis lassen sich die Energieverbräuche 
'auf zwei Schreibtische genau' erfassen.
Mit der Netzvisualisierungssoftware Gridvis lassen sich die Energieverbräuche ‚auf zwei Schreibtische genau‘ erfassen. – Bild: ©Martin Witzsch

Abends Schreibtisch ausschalten!

Auch an den Schreibtischen hat Wolfinger Einsparpotenziale entdeckt: Neben dem Austausch von Hardware gegen sparsamere Modelle setzt er auf einen Schalter. „In Japan oder England hat jeder Industriearbeiter einen Schalter für seine eigene Beleuchtung, in Deutschland ist das undenkbar“, meint Wolfinger. Die Mitarbeiter sollen abends ihren Schreibtisch stromlos machen, um den Standby-Verbrauch von IT-Geräten und unnötige Leuchten-Aktivierung durch Präsenzmelder zu vermeiden. „Wir haben gemeinsam mit Janitza zunächst testweise 33 Schreibtische in der IT-Abteilung erfasst. Dabei werten wir aus Datenschutzgründen immer zwei Schreibtische zusammen aus.“ Das Ergebnis: Hochgerechnet auf alle Arbeitsplätze lassen sich mit dem Schalter rund 5.000 Euro im Jahr sparen. Künftig sollen alle Schreibtische so ausgestattet werden.

Die Automaten lassen sich ohne Werkzeug mit einem Handgriff wechseln.
Die Automaten lassen sich ohne Werkzeug mit einem Handgriff wechseln.Bild: ©Martin Witzsch

Verteiler ganz neu gedacht

Schon beim ersten Blick in die Verteiler des BGV fällt der ungewohnte Aufbau auf: Die Abgänge sind senkrecht statt waagrecht angeordnet und es gibt keine Trennklemmen für die Isolationsmessung. Wolfinger erklärt: „Unser System ist ohne Abdeckungen berührungssicher und damit laienbedienbar. Das ist wichtig, denn ein Mitarbeiter im Notdienst ist nicht unbedingt Elektriker, sondern kann ein Schlosser oder Wasserinstallateur sein. Er kann trotzdem gefahrlos eine ausgelöste Sicherung wieder einschalten.“ Die Stromschiene ist mit 200A belastbar und die senkrechte, fingersichere Anordnung ermöglicht das einfache Nachverfolgen und Durchmessen jedes Abgangs. Bei einem konventionellen Schaltschrank ist die Leiste unter einer Abdeckung. Man muss nachzählen, welcher Abgang zu welcher Sicherung gehört. Die Automaten lassen sich ohne Werkzeug mit einem Handgriff wechseln, die Phase lässt sich per Schieber einstellen. Eine Besonderheit ist die permanen-te Differenzstromüberwachung (RCM) durch Messtechnik von Janitza, wodurch Trennklemmen und regelmäßige Isolationsprüfungen entfallen. „Die Isolationsprüfung ist zeitaufwändig und liefert nur eine Momentaufnahme. Mit der RCM-Messung lässt sich erkennen, ob ein Fehlerstrom langsam ansteigt, lange bevor es zu Ausfällen kommt“, sagt Wolfinger. Ergänzend betont Mike Stempniewski (Janitza): „In unserer Netzvisualisierungssoftware Gridvis lassen sich individuelle Alarmwerte einstellen. Die historischen Daten ermöglichen es, Trends zu verfolgen oder Ereignisse zeitlich zuzuordnen.“ Erwähnenswert ist die installierte Messtechnik. Projekte wie die schreibtischgenaue Erfassung erfordern eine Messung der einzelnen Abgänge. Wolfinger nutzt hierfür Janitza-Netzanalysatoren des Typs UMG 801. Diese lassen sich mit dem Strommessmodul 800-CT24 erweitern. Stempniewski beschreibt das System: „Die CT24-Leisten lassen sich mit bis zu 24 unserer Low-Power-Stromwandler bestücken, wobei an ein UMG 801 bis zu drei Leisten angeschlossen werden können. Die Wandler liefern ein Spannungssekundärsignal vom 333mV. Dadurch entfällt die Wandler-Trennklemme, die man für die klassischen X/1A und X/5A-Wandler benötigt.“

Die Netzanalysatoren UMG 801 können mit Strommessmodulen 800-CT24 einfach und kostengünstig erweitert werden.
Die Netzanalysatoren UMG 801 können mit Strommessmodulen 800-CT24 einfach und kostengünstig erweitert werden.Bild: ©Martin Witzsch

Dynamisches Lastmanagement

Die Anforderungen an die Energieversorgung des BGV werden weiter wachsen, auch durch die Elektromobilität. 29 Ladepunkte à 11kW befinden sich auf dem Gelände. Um diese zu 100 Prozent mit grünem Strom zu betreiben, soll die PV-Anlage auf 180kW erweitert werden. Und natürlich sollen zukünftig auch keine Lastspitzen mehr auftreten. Wolfinger plant deshalb noch im laufenden Jahr das dynamische Lastspitzen-Management von Janitza einzubauen. ‚Dynamisch‘ bedeutet, dass das System bei möglichen Spitzen keinen harten Lastabwurf durch Schaltvorgänge auslöst, sondern sanft regelt. Droht eine Lastspitze, werden die Wallboxen nicht abgeschaltet, sondern nach Bedarf abgeregelt. Die Konvektomaten in der Küche verfügen bereits über eine Leistungsoptimierungsschnittstelle für Großküchengeräte nach DIN18875. Über diese lässt sich die Heizung des Gerätes vorübergehend abschalten. Das Gerät selbst bleibt in Betrieb und kann melden, wenn dringend wieder Heizleistung erforderlich ist. Wolfinger erklärt: „Wir machen immer nur kleine, kurzfristige Eingriffe, reduzieren die Ladeleistung vorübergehend von 11 auf 10kW oder schalten die Heizung eines Konvektomaten für ein paar Minuten ab. Das fällt beim Gesamtprozess gar nicht weiter auf, aber verhindert teure Lastspitzen.“

Mit Messtechnik besser kontrollieren

Seit zehn Jahren ist die Messtechnik von Janitza beim BGV im Einsatz. 2015 kamen mit Dierk Wolfinger die ersten beiden Geräte nach Karlsruhe. Inzwischen sind es etwa 60; im Endausbau werden es um die 100 sein. Auch die Netzvisualisierungssoftware Gridvis ist vielseitig in die Prozesse eingebunden, zunächst für den unmittelbaren Arbeitsbereich der Elektrofachkraft: „Genaue Ursachenforschung ist uns wichtig“, so Wolfinger. „Für uns gilt nicht ‚könnte sein‘, sondern ‚wir wissen‘.“ Mit den Auswertungen der Trends aus der Gridvis kann ich hochrechnen, ob wir am Ende des Jahres dort sind, wo wir hinwollen. Bei Bedarf kann ich frühzeitig gegensteuern.“ Auch für den Expertentag nutzt Wolfinger die Gridvis: „Wir machen Präsentationen mit Live-Schaltungen. Rechenzentrum, Beleuchtung, Schreibtische etc. haben jeweils ihre eigene, spezielle Einstellung. Das zeigen wir unseren Kunden. Auch dabei unterstützt uns Janitza, wenn die Zeit zu knapp wird, um jedes Dashboard selbst aufzubauen.“