Powerbuilding Convention Zentrale vs dezentrale … Zuerich 2012/05...langlebige Kontaktsysteme welche wartungsfrei sind. 15 Schneider Electric - Efficiency Canalis Urs Kopp Mai 2012

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Zentrale vs dezentraleNiederspannungs-Energieverteilung 14:40-15:15

Urs Kopp Marketing Manager

Urs Kopp Schneider Electric, Marketing Manager Infrastructure / Power Consultation Business.

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Schneider Electric 2- Efficiency Canalis Urs Kopp Mai 2012

Agenda

● Zentrale versus dezentrale Energieverteilung●Verschiedene Architekturen, dezentrale

Energieverteilung●Das Konzept Schienenverteiler●Energie Effizienz mit Schienenverteiler●Effizienz auch im Unterhalt●Verbrauchsmessung●Zusammenfassung

Dieses Exposé hat das Ziel, Ihnen aufzuzeigen, wie man mit einer „Energie-Effizienten“ Planung die Betriebskosten einer Niederspannungs-Installation senken kann.

In den 2 Hauptthemen Niederspannung Energieverteilung mit Schienenverteiler und Verbrauchsmessung werde ich Ihnen Lösungen zu mehr Energie-Effizienz präsentieren.

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Dezentrale Energieverteilung mit CANALIS - Schienenverteiler

●Was verstehen wir unter einer dezentralen Energieverteilung mit einem Schienenverteilsystem?

KabelLösung

SchienenverteilerLösung

Was verstehen wir unter einer dezentralisierten Energieverteilung mit CANALIS Schienverteiler?

-Eine zentrale Energieverteilung verbindet mit einem Kabel jeden einzelnen Verbraucher, also jede Maschine und jedes EDV-Rack wird durch ein Kabel von der Unter- oder Hauptverteilung erschlossen.

-Die dezentrale Energieverteilung erschliesst die Räume mit einem Schienenverteiler und die Lasten / Unterverteilungen werden vom Schienenverteiler versorgt.

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Das CANALIS Konzept

Anschluss-Stelle

Brand-Schottung

Gerades Schienen-stück

Wand-Aufhängung

Verbinder und Abgangskästen

Abschluss-Stück

Richtungs-wechsel

Kabelkanal Träger

Das Konzept eines Schienverteilers sieht folgendermassen aus:

-Anschluss-Stelle, diese kann direkt in der Schaltanlage integriert werden,oder der Anschluss wird über eine Speisekabel realisiert.

-Wandaufhängung / Befestigung und Montage: Ein Schienenverteiler kann an der Decke, an einer Wand oder im Doppelboden montiert werden.

-Vorfabrizierte Richtungswechsel erlauben enge Radien.

-Brandschottungen verhindern die Ausbreitung eines Feuers.

-Der grösste Vorteil ist die Flexibilität mit den Anschluss-Stellen. Je nach Schienentyp verfügt die Schiene alle 50-100cm, über eine Anschluss-Stelle. An diesen Anschluss-Stellen können gefahrlos im Betrieb, die Abgangskästen montiert bzw. demontiert werden. Anschlusskästen können „frei“ ausgerüstet werden. Sei es mit einem Leistungsschalter, LS-Automaten, Messgeräten oder Steckdosen. Abgangskästen sind von 10A - >630A je nach Schienennennstrom verfügbar.

-Um eine Redundanz der Energieversorgung zu erzielen, können zwei Schienen, getrennt versorgt, in den Räumen installiert werden.

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Energie Effizienz mit dezentraler Energieverteilung

Konzept :

Viele Einzelkabel durch einen gemeinsamen, verlustarmenVersorgungsstrang, mit entsprechend höherem Bemessungsstrom zu ersetzen.

KabelLösung

SchienenverteilerLösung

-Das Konzept ist einfach und wirkungsvoll. Sie ersetzen die vielen Einzelkabel, welche von der Verteilung aus gehen, durch einen verlustarmen Versorgungsstrang, mit einem entsprechend höherem Bemessungsstrom.

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● Grundanforderungen an eine moderne Elektroinstallation

- Verfügbarkeit der Energie an allen Punkten der Installation

- Einfache Erweiterungen der Installation

Beitrag von Canalis zur

● Verringerung des Verbrauchs von Rohstoffen

● Verringerung der Verlustleistungund deren Kosten

● Erhöhung der Möglichkeit von Recycling

Basiskonzept von Canalis

Energie Effizienz mit CanalisDer Grundgedanke

Ursache der Verlustleistung

Diverses

Leitermaterial

Transformatoren

Was sind die Anforderungen an eine moderne Elektroinstallation. (nicht abschliessend)

-Verfügbarkeit der Energie an allen Punkten der Installation

-Einfache Erweiterung der Installation

-Flexibilität in der Planung und dem Betrieb.

Diese Anforderungen erfüllt das Schienenverteiler – System CANALIS.

Die Schonung unsere Ressourcen und die Wiederverwer tung der eingesetzten Rohstoffe ist in der heutigen Zeit ein MUSS.

Mit einem Schienenverteiler kann der Verbrauch der Rohstoffe verringert werden. Fast keine Verwendung von auf Erdöl basierenden Kunststoffen.

Gewichtseinsparung durch die Verwendung von Aluminium als Leiter, Schonung der Kupfer Ressourcen und den anderen Metallen durch eine einfache Rezyklierbarkeit der Schienen.

Wieso die Verlustleistung verringert werden kann, werde ich auf den folgenden Seiten ausführen.

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Energie Effizienz mit CanalisKupferverluste summieren sich!

Kabel

Canalis

Annahme:● 4 Verbraucher à 16A (Querschnitt 2,5mm²)● Leitungslängen 6m, 8m, 12m, 16m (4 Kabel für 4 Verbraucher)

Einsparung von bis zu 100W rein an Verlustleistung ! = -25%

Mit der Kabellösung summieren sich die Kupferverluste in jedem Kabel über die ganze Länge. Wir haben folgende Berechnung gemacht:

4 Verbraucher à 16A werden mit einem Kabel, Querschnitt von je 2.5mm2 versorgt. Die Leitungslängen betragen 6m, 8m, 12m und 16m.

Die Schienenverteiler Lösung mit einem Nennstrom von minimal 64A verfügt über einen zentralen Versorgungsstrang mit 4 Abgangskästen von je 16A Nennstrom.

Diese Lösung ergibt eine Einsparung an Verlustleistung von 25% = 100W.

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Kabel Lösung CANALIS Lösung

Verluste

Erwärmung auf der ganzen Kabelstrecke

Erwärmung nur auf dem 1. Teil der Installation.

Energie Effizienzökologisch, zuverlässig und sicher

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Wie lassen sich die bis zu 25% kleineren Verlustleistungen erklären?Das Kabel hat über die ganze Länge bis zum Verbraucher den selben Querschnitt. Die Verluste verteilen sich gleichmässig über die ganze Kabelstrecke.

Der Schienenverteiler hat auch über die ganze Länge denselben Querschnitt, doch der Querschnitt ist auf den maximalen Strom, in unserem Beispiel von 64A ausgelegt. Die Belastung, sprich Erwärmung konzentriert sich nur auf den ersten Teil der Schiene. Auf den übrigen Teilen des Schienenverteilers resultiert durch die verminderte Belastung und dem grösseren Querschnitt eine stark reduzierte Erwärmung.

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Energie Effizienz mit CanalisBeispiel aus der Praxis

Annahme:● Fabrikationshalle 20x30m, mit 8 Arbeitsplätzen (Stanzen, Fräsen, etc)● 4 Verbraucher à 16A und 4 Verbraucher à 20A

Einsparung von bis zu 400W rein an Verlustleistung gegenübereiner normalen Kabelinstallation!

Hier ein weiteres Beispiel wie mit einem Schienenverteiler die Energieeffizienz erhöht werden kann.

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●Studie eines Gebäudes mit einer Leistung von 1700KVA über 15 Jahre

Reduktion von 460 T von CO² (EU Strommix)Kosteneinsparung von > Fr. 300’000 in 15 JahrenEnergiepreis von Fr. 0.20/kWh

Bei dieser Studie wird ein Gebäude, z. Bsp. Eine Fabrik über einen Zeitraum von 15 Jahren betrachtet. Die Einsparung von Energieverlusten mit dem Schienenverteiler gegenüber der Kabelinstallation beträgt 27%. Dies ergibt eine Betriebskosteneinsparung mit einem konservativ gerechneten Energiepreis von mehr als Fr. 300‘000 in 15 Jahren.

Die Einsparungen durch die Flexibilität und der einfachen Erweiterung sind noch nicht eingerechnet.

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●Eine “saubere” Lösung für die Umwelt● 100% rezyclierbar●Halogen frei●Der Aufbau reduziert den „Carbon footprint“

●RoHS konform●Reduktion vom Kunststoff Gewicht●Reduktion vom Leiter Gewicht.

Real case

1700KVA insta

lled

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Graue Energie.

Der Aufbau der Stromschiene erfordert viel weniger Rohstoffe als eine Vergleichbare Kabelinstallation. Die Reduktion für den „Carbon footprint“fällt vor allem bei den Leitern und dem Isolationsmaterial ins Gewicht. Das Gesamtleitergewicht der Installation kann mit einem Schienenverteilermassiv gesenkt werden.

Metall-Schienenverteiler können wiederverwendet werden, wobei sehr wenig Isolationsmaterial anfällt.

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Effizienz mit CanalisInstallationskosten

+

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Preis einer Installationsstrecke von 15 m

Anzahl derAbgänge

Kabel

MontageStrom-schienen

Montage

SchienenverteilerKabel

Nicht nur die Energie Effizienz entscheidet bei der System Auswahl, auch die Investitionskosten dürfen nicht vernachlässigt werden. Schon ab ca. 5 Verbrauchern kann ein Schienverteiler wirtschaftlicher installiert werden, als eine Kabelverteilung mit zentraler Speisung. Wobei beim Kabel die höheren Montagekosten im Vergleich zum Schienenverteiler ins Gewicht fallen. Der höhere Materialpreis für einen Schienverteiler wird durch tiefere Montagekosten kompensiert.

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Übersichtliche Installation dank Canalis Stromschienen spart Zeit, weil…

● Einfache Zuordnung des Schutzorgans zum Verbraucher● Auswechslung von Abgangskästen auch in Betrieb möglich● Schnelle und sichere Intervention bei Abschaltungen oder

Störfällen

Effizienz mit CanalisAuch im Unterhalt

Die Flexibilität und die Übersichtlichkeit der Schienenverteiler Lösung ist hier bildlich dargestellt. Anstelle Kabeltragsysteme gefüllt mit Kabel, ist die Schienenverteilerlösung übersichtlich und aufgeräumt.

Dies spart Zeit bei Interventionen durch:

-Die einfache Zuordnung des Schutzorganes zum Verbraucher.

-Die Selektivität der Überstromunterbrecher kann sehr gut garantiert werden, da der Einspeiseschalter den x-fachen Nennstrom vom Anschluss-Stromunterbrecher hat.

-Die Auswechslung und die Erweiterung ist in Betrieb möglich

-Die schnelle und sichere Intervention bei Abschaltungen oder Störfällen ist garantiert.

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Effizienz mit CanalisAuch im Unterhalt

●Zugang zur elektrischer Energy einfach●Plug and Play System●Wieder verwendbare Elemente●Erweiterung der Installation jederzeit möglich●Wartungsfrei

Einschub Kontakte sind aus versilberten Kupfer für eine lebenslange Leistungs-Garantie

Der „Zugang“ zur elektrischer Energie ist einfach:

-Plug and Play System

-Die Erweitung der Installation ist jederzeit möglich

-Wieder verwendbare Elemente, wie Abgangskasten.

-Zur Betriebssicherheit und Flexibilität gehören auch die zuverlässige, langlebige Kontaktsysteme welche wartungsfrei sind.

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Agenda

● Zentrale versus dezentrale Energieverteilung●Verschiedene Architekturen, dezentrale

Energieverteilung●Das Konzept Schienenverteiler●Energie Effizienz mit Schienenverteiler●Effizienz auch im Unterhalt●Verbrauchsmessung●Zusammenfassung

Mit dem abschliessenden Teil möchte ich Ihnen das Thema Verbrauchs-und Belastungsmessung bei einer dezentraler Energieverteilung näher bringen.

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Energie EffizienzSchutz & Messung

Zentralisierte Messung in der Schaltanlage und der Schutz nahe der

Verbraucher.

Messung & Schutz nahe der Verbraucher

Garantierte Koordination

=

Betriebs-Sicherheit

Energie Effizienz und der optimale Einsatz der Betriebsmittel erfordert den Einbau einer Energie Verbrauchs- und Qualitätsmessung.

Um den Energieverbrauch nahe dem Verbraucher sichtbar zu machen müssen zentrale und dezentrale Messgeräte eingebaut werden.

Das CANALIS Konzept erlaubt eine zentralisierte Messung in der Schaltanlage und auch die Messung, nahe dem Verbraucher, im Schienenverteiler Abgangskasten.

Ein integriertes Mess-System hat folgenden Nutzen:

-Jederzeit genaue Informationen über den Auslastungsgrad der Anlage. Dies ist besonders wichtig bei Installationen mit stetig wechselnden Lasten, wie Datacenter, Telecom Anlagen.

-Sensibilisierung der Betreiber für den Energieverbrauch. Mögliches Einsparpotential kann so erkannt werden.

-Investitionen können genau geplant werden.

Die Betriebs- und Ausfallsicherheit kann mit der garantierten Koordination der Überstromunterbrecher und der Koordination Überstromunterbrecher zum Schienenverteiler garantiert werden.

Was wird unter der Koordination verstanden:

-Backup Schutz der Überstromauslöser

-Schutz der Leiter vor übermässiger Erwärmung in Betrieb und im Kurzschlussfall. (I2T)

-Selektivität der Überstrom-Schutzgeräte => Betriebskontinuität

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●Messung im Abgangskasten●Der Abgangskasten ausgerüstet mit einem Mess-System erlaubt die

Erfassung vom Verbrauch für jeden Abgang.

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●Speisung mit Leistungsschalter●Der Leistungsschalter speist den Schienenverteiler ●Neben dem Schutz übernimmt der Leistungsschalter auch die

Verbrauchsmessung des Verteilers.

Energie EffizienzMessung

Aufbau der Messung

Der Schienenverteiler wird durch einen Leistungsschalter geschützt und das im Leistungsschalter integrierte Mess-System erlaubt die Verbrauchs-und Energiequalitätsmessung vom Schienenverteiler.

Der Abgangskasten ist mit einer Messung für die Abgänge ausgerüstet und erlaubt die Erfassung vom Verbrauch je Abgang.

Der CANALIS Schienenverteiler ausgerüstet mit einem Mess-System erlaubt die Analyse der Anlagenbelastung für jeden Abgangskasten und den ganzen Schienenverteiler.

Die Modularität und der flexible Ausbau der Anlage wird durch den Einbau vom Mess-System nicht beeinträchtigt.

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●Monitoring● Leistungsschalter Status● Last Messung und Überwachung

Energie EffizienziBusway für Data Centre

iBusway, die Mess-Lösung für Data Center erlaubt die Überwachung des Leistungsschalter Status im Abgangskasten und in der Verteilung.Zugleich übernimmt iBusway die Lastmessung für jeden Verbraucher und den Schienenverteiler. iBusway kann als „stand-alone“ Mess-System oder in ein bestehendes System von APC by Schneider Electric integriert werden.

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Schienenverteiler bieten wesentliche Vorteile für moderne, zukunftsgerichtete Niederspannungsinstallationen in Zweckbauten.

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Zusammenfassung

Grün

Reduzierte Übertragungsverluste,

Rohmaterial Einsparung

Zuverlässig

Garantierte Betriebssicherheit durch Koordination

Sicher

Keine toxischen Gase im BrandfallReduzierte Brandlast

Energie Effizienz

Integration vom Mess- und Über-wachungssystem.

Produktiv

Einfache und flexible Erweiterbarkeit, Wiederverwendbarkeit

Saf

e

Reliable

Efficient

Produ

ctive

Green

Schienenverteiler mit CANALIS sind:

Sicher => keine toxischen Gase im Brandfall und eine reduzierte Brandlast. (Kleiner Kunststoffanteile im Vergleich zum Kabel.)

Grün => durch reduzierte Übertragungsverluste und rohmaterial Einsparung. Dies ergibt einen reduzierten Carbon Footprint.

Zuverlässig => Garantierte Betriebssicherheit durch Koordination und Typenprüfung nach IEC 61439.

Produktiv => Einfache und flexible Erweiterbarkeit. Wieder verwendbare Systemteile wie Abgangskästen.

Energie Effizient => Integration vom Mess- und Überwachungssystem.

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Make the most of your energy

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