Produktmanager Martin Stump: Wie Sie Störungen im öffentlichen Stromnetz effektiv vorbeugen

Der Stromausfall. Wie ein Damoklesschwert hängt er über den Industriebetrieben in Österreich. Auch wenn das Stromnetz hierzulande weitgehend stabil ist, können selbst kleine Störungen zu gravierenden Problemen führen. Die wirkungsvollste Methode, um vorzusorgen, sind unterbrechungsfreie Stromversorgungsanlagen, kurz USV-Anlagen. Als Schnittstelle zwischen Versorgungsnetz und Verbrauchern sorgen sie unabhängig vom öffentlichen Stromnetz für Kontinuität bei der Energieversorgung. Wieso diese Sicherheitsvorkehrung nicht nur Anlagen, sondern auch die Gesundheit der Mitarbeitenden schützt, haben wir Martin Stump gefragt. Er ist seit über 20 Jahren Produktmanager von USV-Anlagen bei Schmachtl.

Bild 1: USV Anlagen © istock

Was sind die aktuellen Entwicklungen im Bereich der öffentlichen Netze?
Das europäische Energienetz befindet sich im Wandel. Früher floss die Energie vereinfacht gesprochen wie bei einer Einbahnstraße direkt vom Kraftwerk zu den Endverbrauchern. Viele Stromverbraucher heute haben jedoch ihre Consumer-Rolle abgelegt und sind jetzt zu sogenannten Prosumern avanciert, die durch Windkraft oder Photovoltaikanlagen selbst Energie erzeugen und Überschüsse ins Netz einspeisen. Diese Einspeisung vollzieht sich auf den unterschiedlichsten Spannungsebenen. Der aktuelle Wandel geht mit einer erheblichen Notwendigkeit zur Netzstabilisierung einher. Das funktioniert bis jetzt noch, doch die prognostizierten Entwicklungen können in Zukunft zu immer häufigeren Stromausfällen und im schlimmsten Fall sogar zu einem europaweiten Blackout führen.

Was genau sind die Risiken, die das öffentliche Netz mit sich bringt?
Das generelle Problem unserer Stromversorgung ist folgendes: Das Netz ist zwar vorhanden, doch etwaige Störungen der öffentlichen Versorgung können vom Kunden nicht beeinflusst werden. Das heißt: Der Strom, der von außen in die Gebäude geleitet wird, kann durch Einstreuungen „verunreinigt“ werden. Nun können wir in die gelieferte Qualität des öffentlichen Netzes nicht eingreifen, wir können den Strom aber filtern, wenn er in das Gebäude fließt. Das kann durch die unterbrechungsfreie Stromversorgung garantiert werden.

Und wie funktioniert die USV-Anlage?
Die Anlage kann man sich wie einen Filter vorstellen, der sämtliche Netzstörungen glättet und am Ende eine homogene, störungsfreie Energieversorgung bereitstellt. Durch eine eingebaute Batterie kann außerdem eine Überbrückung bei Komplett-Stromausfall gewährleistet werden. So können Mitarbeitende und Anlagen geschützt werden.

Ein Teil der Energie wird also für den Notfall zwischengespeichert?
Genau. Die vorhandene Energie wird in einer Batterie gespeichert. Meist eine Bleibatterie - ihr großer Vorteil: Sie ist zu über 99% recyclebar. Die Technologie existiert bereits seit über 200 Jahren, diese Art der Energiespeicherung ist ausgereift, kostengünstig und verlässlich.

Was passiert, wenn kein Netzfilter vorhanden ist?
Ein verbreitetes Problem ist der sogenannte “Flicker-Effekt”. Flackerndes Licht mag auf den ersten Blick zwar nicht gravierend erscheinen, es kann jedoch auf lange Sicht zu durchaus gravierenden Gesundheitsproblemen bei Mitarbeitenden führen: Augenschmerzen, Migräne, und Konzentrationsschwäche sind nur der Anfang. Auf Dauer können diese Auswirkungen das Wohlbefinden von Betroffenen stark beeinflussen.

Wie haben sich Stromstörungen in den letzten Jahren entwickelt?
Die Risiken, die durch Störungen des öffentlichen Netzes entstehen, werden immer größer. Das liegt unter anderem generell am gesteigerten Energiebedarf, sowie dem Einsatz von komplexerer Leistungselektronik, die in die Gleichmäßigkeit von Strom und Spannung eingreifen. Je mehr davon am Netz hängen, desto höher die Wahrscheinlichkeit für Störungen. In Österreich hatten Verbraucher laut Ausfalls- und Störstatistik im Jahr 2017 durchschnittlich 32 Minuten keinen Strom. Das entspricht einer Erhöhung von 8 Minuten im Vergleich zum Vorjahr.

Wie lange dauern die Störungen gewöhnlicherweise?
Die meisten Stromausfälle bemerken viele überhaupt nicht. Kurzzeitige Ausfälle bewegen sich meist zwischen 15 und 50 Millisekunden. Diese kurzen Unterbrechungen reichen aber schon um Computer oder andere wichtige Maschinen ausfallen zu lassen. USV-Anlagen reagieren sofort und liefern ohne Unterbrechung weiter Energie.

Kann die USV-Anlage auch längere Störungen überbrücken?
In der Regel wird eine USV-Anlage mit einer Überbrückungszeit von 10-30 Minuten dimensioniert. Die benötigte Zeit wird anhand des jeweiligen Betriebs ausreichend bemessen, um die Sicherheit von Mitarbeitenden und Anlagen sicherzustellen.

Welchen Störungen beugt eine USV-Anlage noch vor?
Verschiedene Arten von Störungen treten unterschiedlich häufig auf. Es muss nicht immer ein Komplettausfall sein, auch Unter- oder Überspannungen führen zu Problemen. Wir unterscheiden folgende Anomalien, hier nach Häufigkeit geordnet:

• 85% Unterspannungen
Die Verringerung der Spannung ist die häufigste Netzstörung. Sie kann von 10 Millisekunden bis zu 1 Sekunde andauern. Doch bereits diese kurze Zeit reicht aus, um beispielsweise IT-Systeme abstürzen zu lassen. Daraus können Datenverlust, Überhitzung und vorzeitiger Verschleiß der Elektrogeräte resultieren, die letztlich zum Ausfall führen. In der Industrie kann es durch Unterspannungen auch zu Betriebsunterbrechungen kommen.

• 8% Spannungsspitzen
Überspannungen werden hauptsächlich durch Blitzeinschläge verursacht. Die Folge ist meist die Zerstörung von Geräten und Anlagen.

• 6% Netzausfälle
Sinkt die Spannung auf Null, kommt es zu einem Stromausfall. Diese entstehen meist durch Bedienfehler bei Betrieb oder Wartung von Anlagen. Auch Kurzschlüsse oder unsachgemäße Behandlung können Gründe für Blackouts sein.

• 1% Überspannungen
Spannungserhöhungen von mehr als 10 Millisekunden sind bei industriellen Produktionsprozessen keine Seltenheit. Induziert werden sie durch die Ausschaltung großer Anlagen oder Blitzentladungen. Es folgen Schäden in allen elektronischen Geräten, die am Netz angeschlossen sind.

Für welche Branchen können Störungen besonders gefährlich werden?
Die Störungen betreffen grundsätzlich sämtliche Betriebe, die mit elektronischen Geräten arbeiten – und das branchenübergreifend. Besonders gravierend können Ausfälle für Produktionsbetriebe sein: Förderstraßen können unterbrochen werden, es kommt zu Stehzeiten, ganze Chargen müssen ausgeschieden werden, da keine lückenlose Datenaufzeichnung vorhanden ist. Bei Industriebetrieben kann es zu Schäden in Millionenhöhe kommen, wenn Werkzeuge und Maschinen beschädigt oder zerstört werden. Doch ein Unternehmen muss kein Industrie- oder Produktionsbetrieb sein, um Schäden von Netzunterbrechungen davonzutragen: Überall, wo sich Computer, Server und Rechenzentren befinden, kann eine Spannungsänderung zur unwiederbringlichen Zerstörung von Daten führen. Auch in Krankenhäusern und im öffentlichen Verkehr ist ein Auskommen ohne USV-Anlagen heute undenkbar.

Wann lohnt sich eine USV-Anlage?
Die USV-Anlage lohnt sich dann, wenn die Störungen mehr kosten, als die Anschaffung einer USV-Anlage. Ein Beispiel: Ein Produktionsbetrieb für Spezialkabel soll ein 1000 Meter langes Produkt fertigen und bei 990 Metern fällt der Strom aus. Das bisher gefertigte Kabel wird dann völlig unbrauchbar. In Relation zahlt sich die Investition in eine USV-Anlage hier bereits aus, um einem einzigen derartigen Verlust vorzubeugen. In Zahlen gesprochen: Eine Anlage für einen mittelgroßen Industriebetrieb kostet z.B. 40.000 Euro. Der Gesamtschaden im Falle einer Störung wird auf ca. 67.000 Euro geschätzt. Im Falle von Datenverlust in Rechenzentren sind die Schäden sogar unwiederbringbar. Der Schaden in Spitälern im Falle einer Beeinträchtigung der menschlichen Gesundheit ist dagegen unbezahlbar.

Bild 2: Ing. Martin Stump © schmachtl

  Fordern Sie weitere Informationen an…