Effizienz gewinnen CO2 einsparen
Begriffe wie ökologischer Fussabdruck, Klimawandel, Energieeffizienz und CO2 Ausstoss sind Themen, welche in der heutigen Zeit täglich in den Medien erwähnt werden. Nicht nur in den Medien, sondern auch in unserem Alltag zeigen sich diese Begriffe immer deutlicher.
Es liegt in der Verantwortung jedes Einzelnen, einen positiven Beitrag dazu zu leisten. Wir als Firma Bächli können mit unseren Produkten ebenfalls etwas dazu beitragen. Denn Transformatoren können verschieden ausgelegt werden, auch sehr energieeffizient. Ein energieeffizientes Produkt verursacht in Betrieb viel weniger CO2 Ausstoss und kann durch seinen längeren Lebenshorizont auch betreffend der Lebenszykluskosten mit einer positiven Bilanz abschliessen.
Wie man sich das vorstellen muss, erklären wir Ihnen gerne in diesem Blog. So viel sei vorab bereits verraten: Energieeffizienz und Wirtschaftlichkeit schliessen sich auf keinen Fall aus!
Jennifer Bächli
Inhaberin, Geschäftsführerin, Marketing und PersonalTeilen
Zusammenhang von Verlusten bei induktiven Wickelgütern und CO2
Verlust in Form von thermischer Erwärmung gibt es bei allen elektrischen Komponenten.
Bei induktiven Komponenten, einschliesslich der Transformatoren, treten Verluste in Form von thermischer Erwärmung auf. Trotz ihres hohen Wirkungsgrades von teilweise bis zu höchstmöglichen 99% entsprechen die Verluste der Transformatoren in Mittel- und Nordeuropa durchschnittlich 5.7%. Diese Energie muss nicht nur zusätzlich produziert werden, sondern sie kostet auch natürliche Ressourcen. Denn elektrische Energie erwärmt die Luft und belastet damit das Klima. Diese erwärmte Luft bezeichnet man als CO2 Ausstoss.
Circa 84% aller anthropogenen (menschengemachten) CO₂-Emissionen stammen aus den Bereichen Landwirtschaft, Transport, Elektrizitäts- und Wärmeproduktion und Industrie. Im Jahr 2016 war die Schweiz mit 38 Millionen Tonnen produziertem CO₂ pro Jahr auf dem einundsiebzigsten Platz der Weltrangliste. Wenn man das pro Kopf berechnet, belaufen sich die CO₂-Emissionen auf ca. 5 Tonnen pro Schweizer Bürger (Quelle: myclimat.org).
In diesem Blogbeitrag verwenden wir oft den Begriff CO2 Äquivalent. Dieses gibt Auskunft über die Menge der Emissionsgase, die während der Produktion von Energie anfallen. Gemäss einer Studie des Instituts für Wirtschaftsrecht im Jahre 2013 entsprechen in der Schweiz, Nord- und Westeuropa eine Kilowattstunde Strom (1kWh) einer Kohlendioxidmenge von 590g. Dies ist auch unser Ausgangswert zur Berechnung der folgenden Vergleiche.
Einsatz von energieeffizienten Wickelgütern
Durch verschiedene Parameter, wie die Materialwahl, die Qualität der Berechnung oder die Genauigkeit der Herstellung, kann der Wirkungsgrad eines Transformators beeinflusst werden. Natürlich hängt das auch immer mit der technischen Spezifikation und den Anforderungen an Platz, Gewicht, Temperatur, Kosten, etc. zusammen.
Allgemein ist zu sagen, dass die induktiven Komponenten wie Transformatoren, Drosseln und Filter bereits über einen hohen Wirkungsgrad verfügen. Trotzdem gibt es immer noch Spielraum nach oben, welcher die Energieeffizienz eines Produktes positiv beeinflussen kann.
Unsere Ingenieure sind in diesem Bereich sehr kompetent und helfen Ihnen das Produkt nach Ihren Design Kriterien optimal, aber auch sehr nachhaltig und ressourcenschonend zu gestalten.
Bächli hat dafür ihre eigene Baureihe, die Smart-E-Power® Produktlinie. Sie ist der Lösungsansatz für höchste Effizienz. Die Produkte heben sich durch kleinstmögliche Wirkungsverluste hervor. Damit werden die Betriebskosten auf ein Minimum reduziert und die CO2 Emissionen massiv gesenkt.
Smart-E-Power® Produkte zeichnen sich durch die geringstmöglichen Wirkungsverluste aus: Sie erreichen eine Effizienz von über 99%, ab einer Bauleistung von 25 kVA für 50/60Hz-Trafos. Damit reduzieren sich die Unterhaltskosten auf ein Minimum.
Auf der Grafik ist zu sehen, dass die Smart-E-Power® Produktlinie betreffend des Parameters Energieverluste die besten Leistungen aufweist. Das bedeutet in dieser Darstellung die absolut höchste Energieeffizienz und die kleinsten Verlustleistungen.
Gerne zeigen wir das anhand eines Produktebeispiels auf. Unser Transformator, ein kompakter 70kVA Hilfsbetriebsumrichter Transformator wurde einmal als normale Standard-Variante berechnet und das andere Mal als Smart-E-Power® Produkt. Die Grundbedingung für beide Varianten war eine beschränkte Platzkapazität mit eingeschränkter Wärmeentwicklungsmöglichkeit.
Leerlaufverluste treten im Transformator dann auf, wenn keine elektrische Energie von den angeschlossenen Verbrauchern bezogen wird. Es wird davon gesprochen, dass der Transformator im Leerlauf läuft oder arbeitet. Die Leerlaufverluste sind 24 Stunden am Tag, 365 Tage im Jahr wirksam, und nur 1W weniger ergibt eine Einsparung von ca. 8,7kWh. Die Tabelle zeigt, dass die Smart-E-Power®-Variante deutlich geringere Verlustleistungen hat. Daraus resultieren 40% geringere Leerlaufverluste pro Jahr. Was bedeutet, dass mit der Smart-E-Power®-Variante viel Energie innerhalb eines Betriebsjahres eingespart werden kann.
Es ist zu beobachten, dass der Wirkungsgrad der Smart-E-Power®-Produkte, um ein Prozent höher ist als bei der Standardvariante. Dadurch gibt es weniger Energieverluste, da das Standardprodukt insgesamt ca. 3'300 kWh mehr Energieverluste pro Jahr erzeugt. Der geringere Energiebedarf bedeutet, dass die jährlichen Energiekosten niedriger sind. Basierend auf dem Schweizer Energiepreis von CHF 0.12 pro kWh können Sie mit dem Smart-E-Power Produkt CHF 400 pro Jahr sparen.
Lebenszykluskosten
Unter den Lebenszykluskosten verstehen wir alle anfallenden Kosten eines Gutes, welche über dessen gesamte Lebensdauer entstehen. Darin enthalten sind die Kosten der Planung, der Anschaffungspreis, die Instandsetzung, Betriebskosten, sowie die Entsorgungsgebühren.
Da der Lebenszyklus des Standardprodukts theoretisch kürzer ist als der eines energieeffizienten Produkts, muss es auch früher ersetzt werden. In unserer Beispielrechnung bedeutet das, dass wir nach 22 Jahren die Anschaffung eines neuen Standard Hilfstransformators einkalkuliert haben. Das können Sie in der folgenden Grafik anhand der sprunghaft steigenden Kost im Jahr 22 auf Jahr 23 sehen. Da wird auch der Unterschied zwischen dem Standard – Trafo und der energieeffizienten Variante immer deutlicher sichtbar.
Der Lebenszyklus eines energieeffizienten Produktes ist aufgrund der hochwertigen Materialien, welche im Smart-E-Power-Sortiment verbaut werden, länger. Somit ist die Belastung des Bauteils geringer und die Lebensdauer erhöht sich. In unserem Beispiel verdoppelt sich die Lebensdauer des energieeffizienten Transformators gegenüber eines Standartproduktes.
Aus dem Vergleich zwischen der gesamten Lebensdauer eines Standartproduktes und eines Smart-E-Power®- Transformators könnten CHF 14'000 eingespart werden. Denn durch die geringeren Energiekosten des effizienten Trafos und den wegfallenden Beschaffungskosten des neuen Standardproduktes, welche im Jahr 23 anfallen würden, kann diese beträchtliche Summe eingespart werden. Sie sehen mit Weitblick auf die gesamten Lebenszykluskosten können kostenseitige Vorteile erzielt werden und auf der anderen Seite wird ein grosser Mehrwert hinsichtlich Energieeffizienz und CO2 Ausstoss geschaffen.
Wie Sie der folgenden Grafik entnehmen können, weist das Smart-E-Power®-Produkt bereits nach dem dritten Jahr eine positive Kostenbilanz auf. Die etwas höheren Beschaffungskosten des Smart-E-Power®-Produkts amortisieren sich bereits nach kurzer Zeit. Die Mehrkosten des Smart-E-Power®-Produkts können ganz klar hauptsächlich bei der Verwendung hochwertiger Materialien angesiedelt werden.
CO2-Einsparung
Das CO2-Äquivalent gibt Auskunft über die Menge an Emissionsgasen, die bei der Produktion von Energie entstehen.
Der zusätzliche Energiebedarf bedeutet auch den Einsatz von mehr natürlichen Ressourcen, was zu höheren Treibhausgasemissionen führen kann und somit das Klima schädigt. Daher kann gesagt werden, dass ein energieeffizientes Produkt zu einer besseren Energieeffizienz führt und zusätzlich zu einer nachhaltigeren Nutzung der natürlichen Ressourcen führt.
Wie der Name schon sagt, steht Smart-E-Power® für minimale Leistungsverluste und hohe Energieeffizienz, was zu einer Reduzierung der CO2-Emissionen führt. Das berechnete CO2-Äquivalent des kompakten Smart-E-Power®-Hilfsstromrichtertransformators beträgt 6’964 kWh in einem Jahr rund 2t weniger als bei der kompakten Standardversion. Diese Einsparung entspricht einem Hin- und Rückflug von Zürich nach New York (Flugzeit ca. 8.5h). (Quelle /co2.myclimate.org)
Wie schon erwähnt gehen wir bei einem Standarttransformator von einer durchschnittlichen Lebensdauer von 20- 30 Jahren aus. Nimmt man nun unser Beispielprodukt den 70kVA Hilfsbetriebsumrichter Transformator, können wir eine mögliche Gesamteinsparung von 99'930t CO2 berechnen. Es ist nicht ganz einfach, sich diese Menge an CO2 vorstellen zu können, deshalb hier ein Vergleich zu einem Heissluftballon. Mit den eingesparten 99’930t CO2 können rund 13’800 Heissluftballone gefüllt werden. Sie sehen, es ist eine riesige Menge an CO2 Einsparung, welche durch die Wahl des richtigen Transformators eingespart werden kann.
Die Möglichkeit, Ihr Produkt nachhaltiger und energieeffizienter zu gestalten, steht also nicht im Widerspruch zur Wirtschaftlichkeit. Nutzen Sie diese Chance!