Wie die Wahl des richtigen DC-Schützes zu erheblichen Kosteneinsparungen führen kann

Als Warren Buffett sagte: "Der Preis ist das, was Sie zahlen, der Wert ist, was Sie bekommen", hätte er direkt mit den heutigen Engineering- und Beschaffungsexperten sprechen können, die mit der Auswahl kritischer elektromechanischer Komponenten für Industrie-, Energiespeicher- und E-Mobilitätsanwendungen beauftragt sind. Ihre Herausforderung besteht darin, auf der Grundlage von Kosten, Qualität, Lebensdauer und Nachhaltigkeit gleichzeitig zu entscheiden.

Zweifellos sind die ESG-Anforderungen verschärft worden und die globale Erwärmung schreitet schneller voran, als wir uns bisher vorgestellt haben. Aber auch der Kostendruck, die Kundenerwartungen, der Wettbewerb und eine Vielzahl makroökonomischer Herausforderungen verschärfen sich, was es schwieriger macht, langfristig erfolgreich zu sein. Für den Übergang zu einer klimaneutralen Wirtschaft müssen saubere Technologien niedrigere Gesamtbetriebskosten (TCO) aufweisen, damit sie eine Chance haben, gegenüber herkömmlichen Komponenten eingesetzt zu werden. Batterie- und Solartechnologie sind ein Beispiel dafür, wie sinkende Preise Geschäftsentscheidungen ermöglichen, die vollständig auf Umweltziele ausgerichtet sind.

Gesamtbetriebskosten bei der Auswahl elektrischer Komponenten

In der industriellen Automatisierung und Elektrifizierung sind die Gesamtbetriebskosten zu einer wesentlichen Kennzahl geworden, da sie nicht nur den Anschaffungspreis, sondern alle Kosten bis zum Ende der Lebensdauer einer elektrischen Komponente berechnen. Dazu gehören Betriebskosten, Einrichtungs- und laufende Wartungskosten, Lebensdauer vor dem Austausch und vieles mehr.

Dieser ganzheitlichere Ansatz verwandelt die Komponentenauswahl von einer engen finanziellen Kalkulation in eine strategische Entscheidung. Laut einer Studie von Deloitte nannten Beschaffungsleiter die "Berücksichtigung der Gesamtlebenszyklus-/Betriebskosten" als eine ihrer fünf wichtigsten Strategien, um ihren jeweiligen Unternehmen einen Mehrwert zu bieten.[1] Gleichzeitig sind die Einkaufsabteilungen oft überfordert: Die Berechnung jedes einzelnen Kostenbestandteils in einer TCO-Analyse kann unrealistisch und übertrieben sein.

Die versteckten Kosten von Energieverlusten

Ineffizienzen bei elektromechanischen Komponenten sind eine Herausforderung in den Bereichen Energie, E-Mobilität und Industriesysteme. Scheinbar bescheidene Komponenten, die den Leistungsfluss steuern, wie z. B. Schütze, können sich sehr unterschiedlich auf die Betriebskosten auswirken. Die Kunden von Schaltbau und Eddicy und ihre (End-)Kunden kaufen, speichern und/oder verkaufen Energie über ihre Anwendungen – seien es Elektrofahrzeuge, Ladestationen, Energiespeicherlösungen oder Prüfstände – sie wollen diese natürlich nicht verlieren.

Wie kann ein Schütz zur Energieeffizienz beitragen? Der Widerstand ist der Parameter, bei dem Energieverluste innerhalb des Schützes auftreten und die beeinflusst werden können. Um dies zu erreichen, müssen Schütze ihren Spulenverbrauch optimieren und ihren Übergangswiderstand so gering wie möglich halten. Die Eddicy-Schütze von Schaltbau bieten aufgrund ihrer massiven AgSno2-Kontaktpillen (im Gegensatz zu reinen Kupfer- oder dünnschichtbeschichteten Kontaktpillen) und der elektronischen Steuerung für einen optimalen Stromverbrauch sowohl beim Einzug als auch beim Halten einen erstklassigen Wirkungsgrad. Dadurch ist die Kontakterwärmung zwei- bis dreimal geringer als bei Vergleichskonkurrenten.

Weniger Energieverluste im Spulenkreislauf und an den Kontaktspitzen führen zu reduzierten (Energie-)Kosten, besseren Reichweiten und optimiertem Thermomanagement/-kühlung für E-Fahrzeuge und E-Charging sowie zu niedrigeren Gesamtbetriebskosten für Energiespeichersysteme. Während einige Anwendungen nur zwei Schütze benötigen, benötigen die meisten Ladestationen mindestens ein halbes Dutzend. Und Energiespeichersysteme enthalten leicht Dutzende oder Hunderte von Schützen, die 24/7 in Betrieb sind. Schon kleine Unterschiede in der Energieeffizienz können sich schnell summieren.

TCO-Rechner: Show don't tell

Die Gleichstromschütze (DC) von Eddicy haben ein Alleinstellungsmerkmal: Da ihr Spulenverbrauch und ihre Leistungsverluste im Vergleich zum Wettbewerb deutlich geringer sind, spart der (End-)Kunde über den gesamten Produktlebenszyklus Energie und Kosten in seinem System. Dieser Vorteil ist nicht nur ein Versprechen, sondern ein bewiesenes Ergebnis.

Der TCO-Rechner von Schaltbau vergleicht die Gesamtkosten für die Verlustleistung von Schützen für Ihre gesamte Anwendung mit Schaltbau-Schützen mit denen von Konkurrenzprodukten. Bei der Berechnung werden die Spannungen (V), der thermische Strom (A), der Übergangswiderstand (mΩ) und die Verlustleistung der Spule (W) der jeweiligen Schütze eingegeben. Anschließend berechnet er die Verlustleistung pro Pol, d. h. den Energieverlust über den Übergangswiderstand und den Spulenverbrauch, den Gesamtenergieverlust (kWh/Jahr) sowie die Gesamtkosten der Schützverlustleistung für das Gesamtsystem. Die Berechnung kann an den jeweiligen Energiepreis angepasst werden, den ein Kunde zahlt, die Anzahl der Schütze, die in seine Systeme eingebaut werden sollen, die Anzahl der Betriebsstunden pro Tag und die erwartete Lebensdauer des Schützes bis zum Austausch.

Berechnung der Verlustleistung der elektrischen Ladestation

In der Tat summiert sich die Minimierung der Leistungsverluste in Ihrem Schütz schnell (s. Abbildung 1): Eine Ladestation beispielsweise, die 6 Schütze (zwei Schütze pro Pistole und zwei Schütze für die Schaltmatrix) einsetzt, verliert mit dem C303 Ecosave über 15 Betriebsjahre hinweg etwa 1.014 Euro an Schützleistungsverlusten für die Ladestation – satte 2.759 EUR bzw. 2.171 EUR wären es aber mit Vergleichsprodukten von anderen Herstellern. 
 

Berechnung der Verlustleistung des Energiespeichersystems

Der Kostenunterschied vergrößert sich erheblich bei Anwendungen mit höherem Strom, die 24/7 laufen, wie z. B. Energiespeichersysteme (s. Abbildung 2). Bei einer großen Anlage mit 20 Schützen beträgt der gesamte Schützleistungsverlust für die gesamte Anlage über 15 Betriebsjahre mit einem Eddicy C310-Schütz 9.853 EUR, mit Wettbewerberschützen sind es jedoch 22.069 EUR bzw. 17.370 EUR. 

Energieeffizienz: "Erster Brennstoff" für die Energiewende

Wie die Internationale Energieagentur betont, ist Energieeffizienz der "erste Treibstoff" bei der Energiewende, da sie einige der schnellsten und kostengünstigsten Optionen zur CO2-Minderung bietet und gleichzeitig die Energierechnung senkt. Durch die Berücksichtigung von Energieeffizienz, Betriebssicherheit und Langlebigkeit helfen die Gesamtbetriebskosten zu verdeutlichen, wie Premium-Komponenten zwei Voraussetzungen erfüllen: erhebliche Kosteneinsparungen über den gesamten Produktlebenszyklus und die Förderung von Nachhaltigkeitszielen. Aus diesem Grund werden wirtschaftliche Optimierung und Nachhaltigkeit auf dem Weg zur Elektrifizierung und Dekarbonisierung zu komplementären Kräften und nicht zu konkurrierenden Prioritäten.

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[1] Deloitte, Global Chief Procurement Officer (CPO) Survey 2023. Orchestratoren des Wertes, S.8.