Energiekosten im Visier

Transkript

1 Energiekosten im Visier Dipl. Ing Wolfgang Buttner 1

2 Es gibt keine Energielücke, sondern nur eine Phantasielücke. Freimuth Duve, MdB 2

3 Lohnt es sich überhaupt? 1% 9% Quelle: LICHT 4/ % 2% 32% 40% Beleuchtung Sonstige Büroarbeitshilfen Warmwasser Antriebe Raumwärme 40% der elektrischen Energie wird in Büro- und Verwaltungsgebäuden für die Beleuchtung aufgewendet. Der Anteil am elektrischen Energieverbrauch und die Einsparpotentiale in der Beleuchtung werden regelmäßig unterschätzt! 3

4 Lohnt es sich überhaupt? Ca.30% davon lassen sich ohne Aufwand einsparen. Oft sind auch Einsparpotentiale von 50% realisierbar % vom Gesamtstromverbrauch nur Peanuts? Dazu kommen noch indirekte Einsparungen (Klimatisierung). Technisch realisierbares Einsparpotential in Deutschland 5%. In absoluten Zahlen sind das ca. 25 TWh! Zum Vergleich: Das Stromaufkommen aus Wasserkraft 23,5 TWh (1999) Erzeugung durch Photovoltaik weniger als 0,2 TWh (2002) 4

5 Lux fugit Licht ist die flüchtigste aller Nutzenergieformen Kaum erzeugt wandelt Sie sich bereits mit Lichtgeschwindigkeit in Wärme um und verliert damit vollständig ihre Arbeitsfähigkeit und Nutzbarkeit! 5

6 Verluste vermeiden Lux fugit Bei der Umwandlung von elektrischer Energie im Leuchtmittel in Abstrahlung im Bereich des sichtbaren Lichts. - Verbesserungen bis zu Faktor 8 möglich. Umwandlungsverluste in Vorschaltgeräten und Transformatoren - Verbesserungen bis Faktor 2 möglich Konstruktionsbedingte Umwandlung von Licht in Wärme - Verbesserungen des Leuchtenbetriebswirkungsgrades bis Faktor 3 Verluste durch schlechte Raumwirkungsgrade - Erhebliches Potential durch Wahl geeigneterer Farben Verluste durch konkurrieren mit der Sonne - Erhebliches Potential durch tageslichtabhängige Regelung Verluste durch Beleuchtung leerer Räume - Beachtliches Potential durch Einsatz geeigneter Sensoren 6

7 Lux fugit Verluste vermeiden = Effizienz steigern > Ressourcen besser nutzen 7

8 Technische Parameter Definitionen Funktionsweisen verschiedener Leuchtmittel Effizienz verschiedener Leuchtmitteltypen Lebensdauer verschiedener Leuchtmittel Spektralverteilungen Sichtweise des Menschen Lichtfarben 8

9 Technische Parameter Definitionen Lampe Das Leuchtmittel, in welchem das Licht erzeugt wird. Leuchte Sie dient der Lichtlenkung und der Halterung und Abschirmung der Lampe. Wärmestrahler Lampen mit Glühfaden, also auch Halogenlampen, Kaltlichtspiegellampen etc. Entladungslampen Lampen, bei denen das Licht mittels Gasentladung erzeugt wird, also Leuchtstofflampen, Energiesparlampen, Quecksilberdampflampen, Halogenmetalldampflampen etc. Leistung ist die pro Zeiteinheit aufgenommene elektrische Arbeit. 9

10 Funktionsweise einer Entladungslampe Technische Parameter Graphik Zieseniß Leuchtstofflampen brauchen anders als Glühlampen eine Vorrichtung zur Begrenzung des fließenden Stromes. Dieses Vorschaltgerät kann ein induktives oder ein elektronisches sein. Außerdem benötigen Leuchtstofflampen eine Vorrichtung zum Start. Der bekannte Starter ist bei elektronischen VG integriert. Bauart Verluste Preis Komfort Lebensdauer KVG: Konventionelles Vorschaltgerät Hoch Gering Gering > h VVG: Verlustarmes Vorschaltgerät Mittel Mittel Gering > h EVG: Elektronisches Vorschaltgerät Gering Hoch Hoch ca h 10

11 Kompaktleuchtstofflampen Technische Parameter Der digitale Röntgenscanner EZ40 lieferte diese (in Auflösung und Graustufen reduzierte) Innenansicht einer Energiesparlampe. Mit freundlicher Genehmigung durch ntbxray.com. 11

12 Kompaktleuchtstofflampen Technische Parameter Überblick über die Vielfalt unterschiedlicher CFLs. Leistungen von 5 bis 70 Watt. Über 20 Sockel- Formen. Über 15 Lichtfarben. Über 1000 Varianten 12

13 Technische Parameter Kompaktleuchtstofflampen 13

14 Technische Parameter Kompaktleuchtstofflampen Eine Besonderheit stellen Induktionslampen wie die Osram Endura, Philips QL oder die GE Genura dar. Sie teilen das Funktionsprinzip, unterscheiden sich aber in Bauform und Anwendungszweck. Hauptvorteil dieses Lampentyps ist die außerordentlich hohe Schaltfestigkeit. Die Genura hat als einzige Induktionslampe einen E27 Sockel, was sie leicht einsetzbar macht. Ein weiterer Vorteil ist die direkte Erzeugung von gerichtetem Licht! 14

15 Technische Parameter Effizienz verschiedener Leuchtmitteltypen Lumen/Watt 120 NV-Halogen HV-Halogen Leuchtstofflampen 26mm Leuchtstofflampen 16mm Kompakt-LL (Stecksockel) KompaktLL ("Energiespar... 15

16 Energiebilanz einer 36 Watt Leuchtstofflampe Technische Parameter 16

17 Technische Parameter Energiebilanz einer 75 Watt Glühbirne Energiebilanz einer 75 Watt Halogenniedervoltlampe Energiebilanz einer 75 Watt CFL (70 W + 5 W EVG) Aufgen. Leistung 75 Watt Aufgen. Leistung 75 Watt Aufgen. Leistung 75 Watt Glühbirne Halogenniedervoltlampe Kompaktleuchtstofflampe 4 W Wärmeleistung 71 Watt 8 W Wärmeleistung 67 Watt 25 W Wärmeleistung 50 Watt 17

18 Technische Parameter Lebensdauer verschiedener Leuchtmitteltypen Stunden NV-Halogen HV-Halogen Leuchtstofflampen 26mm Leuchtstofflampen 16mm Kompakt-LL (Stecksockel) KompaktLL ("Energiesparl... 18

19 Technische Parameter Vorschaltgeräte Graphik OSRAM Energie 100% 1. Stufe T8 Lampe 26 mm 70% Moderne Spiegelrasterleuchten Tageslichtabhängiges Dimmen 2. Stufe 50% 3. Stufe 40% Elektronisches Vorschaltgerät (EVG) T5 Lampe 16 mm + Cut off-evg Ersparnis 80 % 20% BLMK 13030F484 D 05/99 19

20 Vorschaltgeräte + Lebensdauer Technische Parameter rel. Anlagenlichtstrom 100% QUICKTRONIC PROFESSIONAL 90% Graphik OSRAM 80% 70% KVG/VVG % 50% Nutzungsdauer Stunden [tsd] Brennstunden Erhöhung der Lampennutzbrenndauer (80 % des Anlagenlichtstromes) von Stunden auf Stunden im IEC-3 Std.-Schaltrhythmus (165 Min. Ein/15 Min. Aus) BLMK 13030F471 D 05/99 20

21 Physiologische Parameter Relative Sehempfindlichkeit des Menschen 1,00 0,75 0,50 0,25 0 Nacht Tag 21

22 Spektralverteilungen Technische Parameter Grafiken OSRAM LF AGL 827 Tageslicht SOX HQI NDL

23 Farbtemperatur Technische Parameter Bilder General Electric 23

24 Das Glühlampen-Paradoxon Bestand für 100 Brennstellen Aufbrauchen Wegwerfen Glühlampe (0,50 ) --,-- 500, Stück Energiesparlampe (10,- ) --, , Stück Arbeitskosten 1.250,00 125,00 0,05 h * 25 /h Stromkosten 7.500, ,00 75 W vs. 20 W, 0,10 /kwh Kosten 8.750, ,00 Mehrkosten 5.125,00 über h (im Hotel 2 Jahre) 24

25 h/a Privathaushalt Schule Laden Schaufenster Wirtschaftliche Parameter Fertigung Fertigung 2-Schicht Fertigung 3-Schicht Grundsätzlich gilt: Je länger je lieber. Hohe Einschaltdauern zeitigen kurze Rücklaufzeiten! 25

26 Strompreise 0,14 Wirtschaftliche Parameter 0,12 0,1 0,08 0,06 0,04 / kwh Industrie Private Industrie EU15 Private EU15 0, Quelle: Statistisches Amt der Europäischen Union Anders als im EU Durchschnitt profitieren in der BRD nicht alle Verbraucher von sinkenden Strompreisen. Die Strompreise werden künftig eher steigen. 26

27 Wirtschaftliche Parameter Es mag leichter sein, ein Land zu regieren, als eine Stromrechnung zu lesen. Helmut Schmidt (Bundeskanzler ad) Verbrauchte Menge Gezogene Leistung Blindstrom Zeitlicher Verlauf und natürlich Ihre Vertragskonditionen bestimmen die tatsächlichen Kosten. Fragen Sie Ihren Versorger, ob Sie zum besten Tarif beziehen. 27

28 Wartungskosten alt Wartungskosten neu Wirtschaftliche Parameter Finanzierungsmöglichkeiten - Contracting Energiekosten alt Contractingkosten Wartungskosten neu Energiekosten neu t 28

29 Großindustrie MAN Beispiele für Lösungen Betriebskosten pro h bei 0,087 /kwh Brennstellen Standard LL 3-Banden LL 3-Banden-LL XL Einfluß der Leuchtmittelqualität auf die Betriebskosten. Preis + Lebensdauer + Wechselkosten + Entsorgung! 29

30 Beispiele für Lösungen Fluch und Segen hoher Einschaltdauern: U-Bahn München η Φ LB Φ stat nutz = 50% = 3500 lm = 1750 lm η LB Φ stat Φ nutz = 80% = 4950 lm = 4000 lm Die Verbindung von freistrahlenden Leuchten (links) mit unwirtschaftlichen Leuchtmitteln war besonders unglücklich. Schlechtes Licht wurde teuer bezahlt. Schwächen der Beleuchtungsanlage wirken sich bei weit über 7000 Betriebsstunden pro Jahr besonders stark aus! Die gute Seite: Auch Verbesserungen amortisieren sich entsprechend schneller! 30

31 Update vorhandener Leuchten Umrüstung 131 Leuchten 70+5 Watt statt 250 Watt -23 kw Anschlußleistung kwh pro Jahr pro Jahr -35 t CO 2 pro Jahr Zum Einsatz kamen 131 Kompaktleuchtstofflampen BIAX Q/E in 70W, Lichtfarbe 827 Beispiele für Lösungen Für das Europäische Patentamt in München hat sich der Umbau der Leuchten innerhalb von 13 Monaten gerechnet. 31

32 Kleine Läden mehr als Kleingeld Beispiele für Lösungen Harry Beyer verkauft Antiquitäten vielleicht klebt er deshalb nicht am Alten. Dem ersten Schritt zur Einsparung folgten bald weitere. Bis heute (2004) hat die Entscheidung von 1994 dem Unternehmer fast eingebracht! Kumulierte Einsparung in seit LW*10 kwh/10 Jährliche Einsparung in gegenüber

33 Contracting Goethe-Institut 1 Objektdaten: Sprachenschule in der Münchner City Angemietete Räume mit vorhandener alter Beleuchtung. Sehr hoher Ausnutzungsgrad dieser Räume und hohe Einschaltdauern 5 Jahre Mietverlängerung anstehend Beispiele für Lösungen Im Gespräch wurde die grobe Konstruktion gefunden: Keine finanzielle Erfolgsbeteiligung während der Laufzeit. Statt dessen lieber eine kürzere Laufzeit (Budgetgründe) Ziel 2 2,5 Jahre. Maßnahmenmix darauf abstimmen. Verwendung der vorhandenen Leuchten daher zwingend. 33

34 Contracting GI 4 Beispiele für Lösungen Prognose und Erfolgskontrolle für den Stromverbrauch beim GI Sonnenstr. 25 in München : Referenzjahr 1999: Umbaujahr 2000: Einsparung >> 59% << Referenzjahre : 100% Umbaumaßnahmen durch Fa. ELS kwh/ Tag J M M J S N F A J A O D J M M J S N 34

35 Contracting GI 5 Beispiele für Lösungen Anwendungsbereich: Me mo S witch la zy für Ge trä nke a utoma te n, Kopie rge rä te, Kle inboile r Vorgehensweise: 1. Der Stand-by Verbrauch des Gerätes für 1 Stunde (möglichst ohne Bezug, aufgewärmt) bestimmen. 2. Die Reduktion der Betriebsstunden kann aus Aufstellung (Betriebsart) entnommen werden. 3. Preis pro kwh Reduktion Betriebsstunden pro Jahr: Bürobereich: Betriebszeit 12h ohne Wochenende Allgemeine Zone: (Korridor, Uni) abends länger und öfters samstags 2-Schichtbetrieb: Allgemein längere Arbeitszeit auch am Samstag Formel: Eingesparte Energie p.a. = S tand-by Verbrauch für 1 S tunde * Reduktion der Betriebsstunden p.a. Einspa rung in kwh pro Ja hr Stand-by für 1 Stunde Ange wa ndte Be trie bsstunde n-einspa rung pro Jahr 5000 h 4000 h 3000 h 0,34 kwh 4000 h 1360 kwh Preis pro kwh 0,11 Kostenersparnis pro Jahr: 149,60 Kosten eines Memo Switch lazy inkl. Installation 95,00 Amortisationsdauer Beispiele Stand-by Verbrauchswerte: Grösseres Kopiergerät Kaltgetränkeautomat Kaffeeautomat (Grosses Standgerät) 232 Tage 0,120 kw 0,600 kw 0,210 kw Manche Investitionen rechnen sich verblüffend schnell. Gerade bei Getränkeautomaten lohnt sich meist eine Einbindung in das geplante Contracting, da Ihre Amortisationszeiten die Gesamtperformance verbessern. Interessant sind alle Verkaufsautomaten, deren Kühlung/Beheizung nicht aus Konservierungsgründen zwingend ist. 35

36 Ausblick Mit Know-How und Phantasie geht (fast) alles! Energiesparen ist die günstigste Energiequelle Energiesparen bedeutet richtig gemacht heute keinen Verzicht sondern Komfortgewinn. Kampf dem Falschgeiz! Zur Erinnerung: 5%!!! 36

37 Klimaschutzbeiträge Ausblick TWh * Energiedepesche 1/ Photovoltaik Windstrom Wasserkraft Aktiviert * Weiteres Potential Negalux 37