So wird’s gemacht

Best Practice in der unterbrechungsfreien Stromversorgung. Warum Sie EFFEKTA fragen sollten.

Projekt 1/5:

Vorgabe: Komplette Neukonzeption der USV-Anlagen für das Werksgelände der Merck KGaA

Produktion

 

Intelligente Ablösung für ein zu kompliziertes USV-System

Merck ist ein lebendiges Team von Spezialisten in den Bereichen Healthcare, Life Science und Performance Materials. Man teilt die Liebe zur Wissenschaft und die Begeisterung für Technologie. Für einen Pharma- und Chemieprodukte-Hersteller ist es unerlässlich, sich auf eine zuverlässige Stromversorgung für den Produktionsstandort verlassen zu können. Netzschwankungen oder Stromausfälle würden zum Stillstand der Produktion und damit zu hohen Ausfallkosten führen, wenn chemische Prozesse unterbrochen werden. Entsprechend setzte man im Werk in Gernsheim schon früh auf Anlagen zur unterbrechungsfreien Stromversorgung – allerdings wurden im Lauf der Zeit immer wieder andere Fabrikate angeschafft, was den Umgang mit diesem heterogenen System kompliziert machte: Viele Einzeltermine für Wartungen waren nötig, Ansprechpartner der jeweiligen Hersteller waren nicht immer allen bekannt, und auch die Versorgung mit benötigten Wartungs- oder Ersatzteilen gestaltete sich oft schleppend. Insgesamt ergab sich also eine rundum unbefriedigende Situation, wie sie allerdings nicht selten bei Großunternehmen vorzufinden ist.

Ab 2008 wurde deshalb EFFEKTA ins Boot geholt, um diese Situation entscheidend zu verändern: In enger Zusammenarbeit mit Merck entwickelten wir ein Konzept für ein innovatives, hochverfügbares System aus USV-Anlagen für das komplette Werksgelände.

USV-Muster für Merck-Standorte von EFFEKTA

Die Aufgabenstellung bei der Merck KGaA am Standort Gernsheim war klar: Ein einheitliches USV-System sollte her, das sich gegebenenfalls auch auf andere Standorte des Konzerns übertragen lässt. Höchste Flexibilität und Verfügbarkeit der USV-Anlagen sind wesentliche Voraussetzungen, zudem soll im Notfall eine Fehlerbehebung schnell und einfach gehen.

Die EFFEKTA USV-Anlagen der THOR-Serie erfüllen diese Anforderungen in jeder Hinsicht: Dieses USV-System ist extrem flexibel durch seinen modularen Aufbau. Dieser ermöglicht es, die USV in Sachen Leistung nahezu beliebig zu skalieren – ein USV-System, das höchste Verfügbarkeiten ermöglicht, da durch den Einsatz von zwei Geräten eine doppelte Redundanz hergestellt werden kann. Mit der THOR USV können Verbraucher von bis zu 2 MVA versorgt werden. Die Effizienz, die Robustheit und die Flexibilität der THOR-Anlagen machen sie zum perfekten System für die kritischen Anforderungen des Kunden.

 

40

installierte USV-Anlagen am Standort Gernsheim

25

% reduzierte Kosten für die USV-Absicherung

60

Minuten durchschnittliche Überbrückungszeit für Prozesse

100

% abgesicherte Prozesse am Standort Gernsheim

USV-Miete: Rundum-Sorglos-Paket für den Kunden

Für den Kunden war es nicht nur wichtig, ein verlässliches und einheitliches USV-System zu erhalten. Auch der Service spielt für die Merck KGaA eine zentrale Rolle: Merck wünschte sich ein Komplettpaket, bestehend aus Anlieferung der USV-Anlagen inklusive der Einbringung und Aufstellung der Geräte an den verschiedenen Standorten auf dem Werksgelände. Ebenso Teil des Komplettpakets war die Montage, die Inbetriebnahme und ein komplexes Wartungsmanagement über einen Zeitraum von 8 Jahren, inklusive aller eventuell benötigter Ersatzteile und Akkus.

Zusammen mit dem Zubehör wie externem Bypass und Netzwerk-Kommunikationskarten wurde das gesamte Paket durch Merck bei EFFEKTA gemietet. Für Merck ergibt sich somit der klare Vorteil, überschaubare Kosten für die USV-Absicherung verlässlich planen zu können.

Vorgabe: USV-Startleistung 160 kVA (inklusive 40 kVA Redundanz), ausbaubar auf bis zu 320 kVA

TU Wien

 

Leistungsgrenze erreicht: Neue Sicherheit für das IT-Herz der Fakultät

Für die Fakultät für Informatik der Technischen Universität Wien ist der eigene Haupt-Server zentrales Forschungs-, Lehr- und Verwaltungsinstrument gleichermaßen. Kein Wunder, dass für diesen technischen Leistungsträger der Fakultät besondere Anforderungen erfüllt sein müssen – die bisher eingesetzte USV-Anlage schaffte das nicht mehr. Mit der im Jahr 2010 installierten Anlage mit 80 kVA (die damals mit 50% Leistungsreserve kalkuliert wurde) war bereits 2015 absehbar, dass man mit dieser Leistung nicht mehr lange auskommen würde.

Eine überdimensionierte Anlage wollte sich die Fakultät aus nachvollziehbaren Gründen freilich nicht leisten. Dennoch sollte ein Wachstum der verfügbaren USV-Leistung möglich sein, um dem mutmaßlich weiter wachsenden Bedarf gerecht werden zu können.

Modular macht’s möglich: Sicher für deutlich mehr als 5 Jahre

Für EFFEKTA war klar: Eine modulare USV-Anlage für die Informatik-Fakultät ist gesetzt. Mit einer Startleistung von 160-120 kVA als Grundabsicherung und weitere 40 kVA als Redundanz – entsprachen dem prognostizierten Bedarf bis in 5 Jahren und decken damit den Anfangsbedarf sinnvoll ab. Ein Endausbau der neuen modularen USV ist bis auf 320 kVA problemlos möglich.

Damit diese stattliche Größe auch die verfügbaren Dimensionen des Fakultätsgebäudes nicht sprengt, fand zunächst eine Vorbesichtigung statt, bei der auch die vorhandenen Elektroinstallationen begutachtet wurden. Darauf basierend wurde ein Angebot erstellt, das auch Erfahrungen des Kunden mit der bisherigen USV-Anlage berücksichtigte.

Im bisherigen Betrieb zeigte sich, dass obwohl ein automatischer Server-Shutdown eingerichtet war, einige Restverbraucher die Anlage weiter belasteten und somit die Batterien weiter entladen wurden, selbst nach durchgeführtem Server-Shutdown. Dieses Problem wollte der Kunde im Zuge der Erneuerung der USV-Anlage ebenfalls behoben haben. Die Anforderungen wurden komplett erfüllt: Seit März 2018 arbeitet die neue USV-Anlage der Informatik-Fakultät im 4. Bezirk wunschgemäß.

 

TU Wien Logo

160

kVA Grundkapazität

320

kVA maximaler Leistungsausbau

12

Paletten Material

6

Tonnen Gesamtgewicht der USV-Anlage

Praxisnähe inklusive: Bypass und programmierbare Stromkreis-Abschaltung

Für eine problemlose Wartung der neuen USV-Anlage wurde in die Konzeption ein externer Bypass mit mit einem Nennstrom von 630 A eingebunden, um die EFFEKTA-USV im Service- oder Störungsfall vollständig freischalten zu können, ohne die angeschlossenen Verbraucher abschalten zu müssen.

Um die mit der alten Anlage gemachten Erfahrungen der ungewollten Batteriebelastung durch Restverbraucher ausschließen zu können, wurden potentialfreie Kontakte zur Verfügung gestellt, welche in Abhängigkeit der Batteriekapazität schalten. Diese Schaltschwellen können frei programmiert werden, sodass durch die potentialfreien Kontakte einzelne Leistungsschalter gezielt angesteuert und die betroffenen Lastkreise nach erfolgtem Server-Shutdown weggeschaltet werden können.

USV-Absicherung der OSMA-Personenfahrstühle mit höchster Energieeffizienz

Auzug ganz

© OSMA-Aufzüge

USV-Beitrag zur Energieeffizienz

Durch konsequente Optimierung ist es EFFEKTA gelungen, mit der USV-Version „MTD Industrie“ eine Anlage zur unterbrechungsfreien Stromversorgung zu entwickeln, die einen sehr geringen Eigenstromverbrauch aufweist und damit bis zu 70% unter dem Verbrauchswert marktüblicher USVs rangiert. Wie entscheidend dieser Einsparungsbeitrag für die Klassifizierung eines Aufzugs in Sachen Energieeffizienz sein kann, wird deutlich, wenn man das relativ enge Raster dafür betrachtet: Ein Aufzug der Effizienzklasse A darf im Stillstand unter 50 Watt verbrauchen. Für die Effizienzklasse B ist ein maximaler Stromverbrauch von 100 Watt angesetzt – 20 Watt weniger können also entscheidender Faktor für eine bessere Einstufung sein.

Doch EFFEKTA hat mit der MTD Industrie nicht nur die Aufgabe der maximalen Effizienz in Sachen Verbrauch gelöst: Auch die Gesamtkonstruktion der USV eröffnet Möglichkeiten zur Ressourcenschonung. So sind Steuerung und Batterien der USV getrennt untergebracht. Das erleichtert durch einfaches Umstecken den Tausch der Batterie, die Steuerelektronik wird nicht ausgewechselt. Die getauschten Batteriepacks werden im Werk wieder fit gemacht für einen weiteren Einsatz.

Energieeffizienz – nicht nur eine Normen-Frage

Gleich zwei Grundforderungen galt es für das traditionsreiche Unternehmen  OSMA-Aufzüge bei dem Projekt im Klimahaus Bremerhaven 8° Ost zu erfüllen: Es ging nicht nur um das Ziel, für gleich sieben Aufzüge die Energieeffizienz-Vorgaben der VDI-Norm 4707 umzusetzen, die den Eigenstrombedarf eines Aufzugs im Stillstand mit einem möglichst niedrigen Stromverbrauch vorsieht. Es war auch eine Frage der Ressourcenschonung, für die das Klimahaus Bremerhaven 8° Ost so eindrücklich wirbt, eine Anlage zu bauen, die durch niedrigen Verbrauch die Umwelt schützen hilft.

Entsprechend des Rangs unseres Auftraggebers OSMA galt es zudem, den Qualitäts- und Innovationsstandards dieses führenden Aufzugherstellers gerecht zu werden: Das Familienunternehmen mit rund 650 Mitarbeitern und 18 Standorten deutschlandweit installiert jährlich rund 1.200 Aufzüge und sorgt für den sicheren und reibungslosen Betrieb von 20.000 bestehenden Aufzuganlagen. Nicht umsonst steht der Name OSMA für Aufzugsysteme mit bester Technologie, preisgekröntem Design und hoher Energieeffizienz – für EFFEKTA ist OSMA also ein idealer Partner, um mit neuen, intelligenten USV-Konzepten an diesem hohen Ansehen mitzuarbeiten.

Um den Energiebedarf eines Aufzugs im Stillstand spürbar zu senken, ist die USV bzw. ihr Steuerungsstromverbrauch ein wesentlicher Faktor: Verbräuche um die 30 Watt oder mehr sind keine Seltenheit für eine USV, und bei den engen Grenzen der Effizienzklassen für Aufzüge spielt das eine durchaus entscheidende Rolle neben Faktoren wie Steuerung, Kabinenbeleuchtung, Antriebsregelung, Anzeigen und andere Komponenten.

Aufzug

© OSMA-Aufzüge

 

70

Prozent Energieeinsparung

20

Watt weniger Eigenbedarf

7

+x Aufzugsanlagen damit ausgerüstet

Noch mehr Vorteile: servicefreundlich, flexibel, robust

Durch eine intensive Zusammenarbeit der Entwicklung von EFFEKTA mit verschiedenen Aufzug-Herstellern haben sich weitere Eigenschaften ergeben, die großen Nutzen mit sich bringen: Die Anlage ist sehr kompakt, hat einen externen Steuereingang und ein automatisches Bypass-Relais – dadurch wird bei ausgeschalteter oder gestörter USV der Netzeingang direkt zum Ausgang durchgeschaltet, was die Betriebssicherheit weiter erhöht. Das TN-Netz funktioniert auch im Batteriebetrieb, dadurch ist der Personenschutz durch Fehlerstromschutzschalter (RCD) auch im Batteriebetrieb gegeben. Ein weiterer Vorteil: Das Gerät ist durch den modularen, steckbaren Aufbau sehr servicefreundlich. Und durch den Hot Swap-Batterieaustausch ist die Wartung schnell und günstig. Da Leistungselektronik und Batteriepack voneinander getrennt sind, ist das Handling einfach und die Batterie wird geschont. Die Anlage kann im Kundendesign geliefert werden, verschiedene Gehäuseformen sind möglich, die Montage ist einfach, verschiedene Batterietypen können genutzt werden, und diverse Zustandsmeldungen werden über Relais-Leiter angezeigt. Auch ein Staubfilter kann optional mit eingebaut werden.

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