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Das Smart Home wird energieeffizienter – mit Industriestromversorgungen

| Autor / Redakteur: Andreas Bitsilia und Nadine Hampe * / Thomas Kuther

Das Smart Home hilft auch der Umwelt. Ob Türöffner, Beleuchtung, Klimaanlage oder Heizung – vieles wird durch Automatisierung nicht nur bequemer und zuverlässiger, sondern auch energieeffizienter.

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Step Power: 
die im Industrieeinsatz bewährten „kleineren“ Stromversorgungen von Phoenix Contact wurden jetzt für den Einsatz im Gebäude optimiert.
Step Power: 
die im Industrieeinsatz bewährten „kleineren“ Stromversorgungen von Phoenix Contact wurden jetzt für den Einsatz im Gebäude optimiert.
(Bild: © scanrail - stock.adobe.com / Phoenix Contact )

Projektingenieur Holger hat es kommen sehen – die nächste Zeit wird stressig. Das Projekt-Meeting mit dem Projektleiter ging eben zu Ende, für seine Aufgaben bleibt Holger wenig Zeit. Für ein Energy-Management-System, das den Zugriff auf nahezu alle Verbraucher im Haus erlaubt, müssen die letzten Dimensionierungen der Versorgung vorgenommen werden. Dafür werden 24 V benötigt. Holger muss an das Desaster des letzten großen Projektes denken. Dabei wurde eine Stromversorgung ausgewählt und qualifiziert, doch dann kam alles ganz anders.

Die Systeme, die in Gebäuden eingesetzt werden und die die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) einhalten, müssen strenge Anforderungen erfüllen. In der finalen Abnahme kam es zu Problemen, da das Netzteil zwar die Funktionen, nicht aber die EMV in Bezug auf die Störaussendung nach Klasse B eingehalten hat (Bild 1). Ein neues Gerät musste kurzfristig neu qualifiziert und abgenommen werden. Als das erledigt war, kam die Hiobsbotschaft aus dem Einkauf: Das benötigte Gerät ist in den großen Mengen nicht verfügbar.

Komplexe Anforderungen für Industrie- und Gebäude

Neben den Anforderungen für den Einsatz in Gebäuden wird dieses Mal ein Gerät benötigt, das erstmalig sowohl für den europäischen, als auch den amerikanischen Markt passend und zugelassen ist. Da es sich bei den Endanwendern im Gebäude, die einen Zugriff auf das System haben, um Personal ohne einschlägige Fachkenntnisse handeln kann, muss die im Industrieumfeld geforderte hohe Sicherheit auch für die „haushaltsnahe“ Anwendung gegeben sein. Die Suche nach einem Gerät, das all diese Anforderungen erfüllt, ist aufwendig – sofern es so etwas überhaupt gibt. Zwei unterschiedliche Geräte einzusetzen ist jedoch keine Option für die Fertigung.

Auch der Vertrieb drängelt. Das System soll möglichst effizient und ökologisch sein, um dem Kunden einen Mehrwert zu bieten. Bei dem Projekt kommen noch weitere Faktoren hinzu: Der Zeitdruck ist immens – unter anderem wegen der großen Bestellmengen. Um diese Mengen produzieren zu können, müssen Aufträge gegebenenfalls an Subunternehmen vergeben werden. Doch um die Qualitätsansprüche an die Produktion auch in Übersee sicherzustellen, ist ein hohes Maß an Vorgaben und an Vertrauen gefordert.

Von seinen Kollegen wird Holger über eine bevorstehende Messe informiert. Aus Erfahrung weiß er, welche Vorteile solche Veranstaltungen haben. Nicht nur die neusten Produkte werden dort vorgestellt, auch die Fachgespräche und Kontakte haben sich in der Vergangenheit mehrfach bewährt. Viele seiner Fragen lassen sich häufig direkt auf der Messe klären. Eintrittskarten sind kostenlos über das Internet bei den großen Playern der Branche – etwa bei Phoenix Contact – erhältlich.

Die Zeit bis zur Messe nutzt Holger, um die Daten zu sichten und die Anforderungen an die gesuchte Stromversorgung wie Eingangsspannungen, Ausgangleistung, dynamisches Verhalten, Temperaturen, Zulassungen und EMV-Eigenschaften zu verschriftlichen.

Kleine Stromversorgung mit großen Vorteilen

Am Messestand von Phoenix Contact wecken neue Stromversorgungen das Interesse des Projektmanagers. Neben vielen Highlights bringt das Unternehmen die jüngste Generation der Produktfamilie Step Power auf den Markt. Die Erläuterungen der Produkt-Features entsprechen genau seinen Anforderungen. Holger staunt über die Passgenauigkeit des Gerätes, genau wie gewünscht.

Bild 2: Hohe Wirkung und geringe Verluste – durchschnittlicher Wirkungsgrad bei verschiedenen Ausgangsleistungen in Bezug auf die DoE Efficiency Level VI.
Bild 2: Hohe Wirkung und geringe Verluste – durchschnittlicher Wirkungsgrad bei verschiedenen Ausgangsleistungen in Bezug auf die DoE Efficiency Level VI.
(Bild: Phoenix Contact )

Der hohe Wirkungsgrad von über 94% sowie die geringen Leerlaufverluste von 0,1 bzw. 0,21 W sorgen für die optimale Energieeffizienz im Gebäude. Das Efficiency Level VI, der aktuelle Standard des DoE (Department of Energy USA), wird zum ersten Mal überhaupt bei Stromversorgungen, die auf die Hutschiene montiert werden, erfüllt (Bilder 2 und 3). Die Geräte setzen dadurch weniger elektrische Energie in unerwünschte Wärmeenergie um. Das spart nicht nur Energie, sondern wirkt sich auch lebensverlängernd auf alle weiteren Komponenten im Schaltschrank aus.

Die aktuelle Gerätegeneration bietet zudem pro Teilungseinheit eine verbesserte Leistungsklasse. Das bedeutet mehr Platz im Schaltschrank bei erhöhter Leistungsfähigkeit. Durch ihre hohe Kompaktheit mit der flachen und schmalen Bauform sowie durch die Standardisierung nach DIN 43880 eignen sich die Geräte besonders für den Einsatz in Installationsverteilern.

Bild 3: Geringe Verlustleistung im Leerlauf – mit 70 Prozent weniger Verlust erhöht die Stromversorgung Step Power die Energieeffizienz im Gebäude.
Bild 3: Geringe Verlustleistung im Leerlauf – mit 70 Prozent weniger Verlust erhöht die Stromversorgung Step Power die Energieeffizienz im Gebäude.
(Bild: Phoenix Contact )

Doch wie sieht es mit den EMV-Eigenschaften aus? Alle Phoenix Contact-Geräte übererfüllen die Anforderungen. Die Step-Power-Stromversorgungen sind in Bezug auf den Einsatz in der Industrie als auch der Haushalte geprüft. Die Störfestigkeit der Geräte ist doppelt so hoch wie von der Norm gefordert. Zusätzlich sind die Stromversorgungen erstmalig für die Industrie nach UL als auch für den „Hausgebrauch“ nach EN 60335 zertifiziert. Als Service bietet Phoenix Contact einen Zulassungssupport an, bei dem die CB(Certification Body)-Prüfberichte in kürzester Zeit zu Holgers Zulassungsinstitut weitergeleitet werden.

Im Feld auf Herz und Nieren getestet

Auch die flexiblen Montagemöglichkeiten überzeugen Holger. Die Geräte lassen sich entweder einfach auf den Tragschienen aufrasten oder auf ebenen Flächen anschrauben. Die im Gehäuse integrierten Fußriegel machen zusätzliches Material für letzteres sogar überflüssig. Zudem ermöglichen die Stromversorgungen aus dem Step-Power-Programm erstmalig die bereits bekannte Push-in-Anschlusstechnik von Phoenix Contact. Bei identischem Bauraum bietet die Anschlussklemme die doppelte Menge an Anschlusspunkten zum einfachen Verteilen und Durchschleifen der Potentiale. Der 45°-Winkel dient der ergonomischen und schnellen Verdrahtung während der Installation. Damit wären die meisten Anforderungen bereits erfüllt.

Holger ist nun zuversichtlich, der Besuch der Messe hat sich schon bezahlt gemacht. Nach der Messe hat er sich kurzfristig mehrere Muster der unterschiedlichen Step-Power-Modelle zukommen lassen und prüft diese auf Herz und Nieren. Die Aussagen und Produktversprechen von Phoenix Contact lassen sich bestätigen, das Gesamtpaket ist stimmig. In der nächsten Projektrunde stellt er seine Ergebnisse vor. Nun ist der Kollege vom Einkauf an der Reihe, um seine Anforderungen an kurzfristige Lieferfähigkeit sowie an die 10-jährige Verfügbarkeit zu formulieren. Auch hier lassen die Bestätigungen nicht lange auf sich warten.

Der Vertrieb freut sich nun über die deutlichen Effizienz-Vorteile – im Nennbetrieb wie im Leerlauf. Die Endkunden fordern diese bewusst ein und fühlen sich darin bestärkt, nachhaltig und ökologisch zu handeln. Die Kollegen aus der Produktion sind ebenfalls vom bedienerfreundlichen Handling überzeugt. Alles ist gut gekennzeichnet, sodass die sichere Installation auch bei einer Fremdvergabe und -wartung problemlos funktioniert. Auch der Approbationsservice für die Zertifizierung lief planmäßig.

Bild 4: Produktfamilie Step Power – die für den Gebäudeeinsatz optimierten Geräte sind in vier Leistungsklassen verfügbar.
Bild 4: Produktfamilie Step Power – die für den Gebäudeeinsatz optimierten Geräte sind in vier Leistungsklassen verfügbar.
(Bild: Phoenix Contact )

Das Projekt wird erfolgreich abgeschlossen

Holger und seine Kollegen freuen sich über den Erfolg des Projektes. Die Step-Power-Stromversorgungen bieten eine Möglichkeit, externe Netzteile mit neuesten Technologien zur Einsparung von Energie in vielfältigen Applikationen zu integrieren (Bild 4). Besonders hervorzuheben sind die Effizienz-Vorteile im Nennbetrieb und im Leerlauf. Die Bedürfnisse der zeitgemäßen und zukunftsorientierten Gebäudeautomation – in großen Wohn- und Zweckbauten genauso wie im Eigenheim – werden damit erfüllt. Der umfassende Service und die Lieferfähigkeit sowie die vielfältigen Ausgangsspannungen und das Zubehör ergänzen das Gesamtpaket.

Dieser Beitrag ist erschienen in der Fachzeitschrift ELEKTRONIKPRAXIS Ausgabe 7/2020 (Download PDF)

* Andreas Bitsilia ist Product Marketing Manager bei der Phoenix Contact Power Supplies GmbH in Paderborn.

* Nadine Hampe ist Marketing Communications Manager bei der Phoenix Contact Power Supplies GmbH in Paderborn.

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