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Schaltschrank/Wärmemanagement Hitzestress im Schaltschrank – so cool ist die Elektrotechnik

Von Dipl.-Ing. (FH) Sandra Häuslein

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Energieeffizienz beeinflusst die industrielle Elektrotechnik seit jeher. Hersteller von Schaltschränken und dazugehörigen Wärmemanagementsystemen reagieren mit neuen Technologien und zeigen damit, wie wichtig Flexibilität in der Branche ist.

Die Energiewende ist präsenter denn je: Auch die industrielle Elektrotechnik wagt den Sprung in eine ressourcenschonende und energieeffiziente Zukunft.
Die Energiewende ist präsenter denn je: Auch die industrielle Elektrotechnik wagt den Sprung in eine ressourcenschonende und energieeffiziente Zukunft.
(© stockphoto-graf - Fotolia)

Naturkatastrophen, internationale Verflechtungen, wirtschaftliche und politische Entwicklungen – es gibt unzählige Faktoren, die die industrielle Elektrotechnik und deren Fortschritt beeinflussen. Kunden- und Marktanforderungen befinden sich in ständigem Wandel. Die Industrie muss entsprechend reagieren: mit neuen Technologien, mit modifizierten Produkten, mit Flexibilität. Das war schon immer so. Doch heute vollzieht sich der Wandel rasend schnell. Die Digitalisierung macht eine schnellere, genauere Entwicklung möglich und der Markt fordert bessere, effizientere, ökonomische Lösungen just in time.

Wie geht diese Entwicklung weiter, wie haben sich Kundenanforderungen in den letzten 25 Jahren geändert und was verlangt der Markt in Zukunft? Welche äußeren Einflussfaktoren werden künftig eine Rolle spielen und welche Megatrends gab es früher, gibt es heute und werden in den nächsten 25 Jahren die industrielle Elektrotechnik beeinflussen? Zu unserem 25-jährigen Jubiläum haben wir den Bereich Schaltschrankbau, Schaltschrankklimatisierung sowie allgemein das Wärmemanagement im Maschinen- und Anlagenbau unter die Lupe genommen. Branchenexperten blicken zurück und wagen einen Blick in die Zukunft.

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Der Megatrend heute und in Zukunft heißt Industrie 4.0

„Das zentrale Branchenthema ist Industrie 4.0, also die Digitalisierung und vollständige Vernetzung von Wertschöpfungsketten in der Industrie“, sagt Gunther Koschnik, Geschäftsführer des ZVEI-Fachverbandes Automation. „Elektro- und automatisierungstechnisches Know-how und die Kompetenz bei der Herstellung von Cyber-physischen Systemen spielen dabei eine Schlüsselrolle“, erklärt Jürgen Schütz, Normungsexperte beim VDE. Die Branchenverbände sind sich also einig. Industrie 4.0 kommt oder ist bereits da. Und wie reagiert die Industrie auf den Megatrend?

Thomas Heli, Abteilungsleiter Entwicklung bei EBM-Papst spricht von intelligenter Regelung des Kältekreislaufs, was wiederum intelligente, regelbare Komponenten voraussetzt – ein intelligentes, optimales Gesamtsystem. Das hört sich sehr nach Digitalisierung und Vernetzung an und energieeffizient ist es auch. Stufenlos drehzahlregelbare EC-Ventilatoren, die entsprechend des Betriebszustandes eine leistungsgerechte und bedarfsorientierte Kühlung der Komponenten im Schaltschrank ermöglichen, gibt es bei EBM-Papst schon eine Weile. Jetzt geht es laut Heli noch stärker darum, die Kommunikation in vernetzten Systemen ganzer Produktionsanlagen zu ermöglichen. So müssen sich auch Hersteller einzelner Systeme über den Zusammenschluss zu einem Elektronik- und Mechanikverbund Gedanken machen, um so ein optimales Gesamtergebnis zu erzielen.

Enormes Einsparpotenzial

Ein Megatrend, der schon in den 90er Jahren in aller Munde lag, ist die Energieeffizienz. „Vor einem Vierteljahrhundert war die Energieeffi-zienz mehr Wunsch als Wirklichkeit. Aufgrund des veränderten Umfelds einschließlich der Umwelt-, Klima- und energiepolitischen Ziele in Deutschland und der EU hat Energieeffizienz heute eine hohe Priorität“, sagt Jürgen Schütz, Normungsexperte beim VDE. Dank der technologischen Entwicklungen sei sie heute auch leichter umsetzbar. Allein durch energieintelligente, energieeffiziente sowie klimaschonende Technologien und Produkte der Elektroindustrie sind in Deutschland Energieeinsparpotenziale von mehr als 100 Mrd. KWh zu heben. So zumindest die Aussage des Leitfadens „Energieeffizienz – Potenziale heben und finanzieren“, herausgegeben vom Bundesverband Deutscher Banken in Zusammenarbeit mit dem ZVEI.

Die vom VDMA initiierte Studie „Der Beitrag des Maschinen- und Anlagenbaus zur Energieeffizienz“ zeigt, dass im Vergleich zu vor 10 Jahren in allen betrachteten Sektoren in Deutschland effizientere Maschinen und Anlagen bereits 629 PJ Endenergie pro Jahr sparen. Dies entspricht dem Strombedarf von rund 48 Millionen privaten Haushalten. In den nächsten 10 Jahren soll sich das Einsparpotenzial nahezu verdoppeln, was einer Energiekosteneinsparung von 12,5 Milliarden Euro entspricht.

Industrie gestaltet Energiewende mit

Betrachtet man den Markt der Schaltschrankklimatisierung/Wärmemanagement im Maschinen- und Anlagenbau, wird deutlich, dass die Industrie ihrer Verantwortung bewusst ist und die sogenannte Energiewende mitgestaltet. Die Rittal GmbH und Co. KG beispielsweise bringt im Jahr 2015 ganz neu die Kühlgerätegeneration Blue e+ auf den Markt. Mit den Kühlgeräten, die mit einer neuen Hybridtechnologie ausgestattet sind, lassen sich Energieeinsparungen von bis zu 75 % erreichen. „Vor der Entwicklung haben wir eine umfassende Kundenbefragung durchgeführt. Das Ergebnis: Neben einfacher Bedienung und Montage sowie Mehrspannungsfähigkeit war Energieeffizienz die wichtigste Anforderung an eine Neuentwicklung“, berichtet Steffen Wagner, Leiter Produktmanagement Climatisation bei Rittal.

In den 90er Jahren stieg das Bewusstsein für Klima- und Umweltschutz immer deutlicher an. Die Forderung nach energieeffizienteren Kühlgeräten lässt sich dann verstärkt Anfang 2000 beobachten. Bis heute spielen bei dieser Entwicklung politische Einflüsse und Richtlinien eine eindeutige Rolle. „Das 1989 in Kraft getretene Montrealer-Protokoll verschärfte die Anforderungen in der Klimatisierungsbranche. Das internationale Umweltabkommen untersagt die Verwendung von Fluorchlorkohlenwasserstoffen“, sagt Nils-Peter Halm, Chief Technical Officer der Pfannenberg Group Holding GmbH. Pfannenberg reagierte, alle Hersteller von Klimageräten reagierten und führten ozonunschädliche Kältemittel in den Klimageräten ein. Das Protokoll wirkt: Die Ozonschicht beginnt, sich langsam zu erholen, das zeigen jüngste Forschungsergebnisse. „Die jetzt vorliegenden wissenschaftlichen Nachweise über seine Wirksamkeit sind zugleich ermutigende Belege dafür, dass es möglich ist, globale Umweltprobleme durch eine gemeinsame Anstrengung der weltweiten Staatengemeinschaft erfolgreich anzugehen“, sagte der ehemalige Bundesumweltminister Dr. Norbert Röttgen in seiner Amtszeit im Jahr 2010.

Energiepolitisches Zieldreieck erreichen

Die Ozonschicht ist also gerettet, das Ozonloch kein Thema mehr. Aber die Politik setzt weiter große Ziele. Seit der Nuklearkatastrophe in Fukushima im März 2011 hat die Europäische Union (EU) die Energiewende im Fokus. Ausstieg aus der Atomenergie, Erneuerbare-Energien-Quote, geringe Treibhausgasemissionen – so lauten die Schlagworte. Damit will die EU das energiepolitische Zieldreieck „Versorgungssicherheit – Klimaschutz – Wirtschaftlichkeit“ erreichen.

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Für die industrielle Elektrotechnik bedeutet dies, zum einen energieoptimierte Produkte zu entwickeln, aber auch in der eigenen Herstellung energieeffizienter zu arbeiten. Die Häwa GmbH, Hersteller von Schrank- und Gehäusesystemen, z.B. arbeitet derzeit an einer EN DIN 50001 Zulassung für ein systematisches Energiemanagement. „Wir betrachten die Energieeffizienz unserer Gehäuse- und Schaltschranklösungen gesamtheitlich. Daher wird unsere Fertigung für eine bestmögliche Energieeffizienz optimiert. Zudem achten wir besonders auf energie- und wassersparende, emissions- und abfallarme sowie ressourchenschonende und effiziente Techniken im gesamten Unternehmen“, sagt Stefan Kaufer, stellvertretender Verkaufsleiter Süd bei Häwa. „Energiemanagementsysteme optimieren den kompletten Energiebedarf eines Unternehmens. Nahezu alle ZVEI-Mitgliedsunternehmen haben ein solches System heute im Einsatz“, bestätigt Gunther Koschnik, Geschäftsführer des ZVEI-Fachverbandes Automation.

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