[Elektro] Elektronik und Blindleistung

[swiss]

Hallo Zusammen

Ich habe gestern endlich meinen neuen tollen KNX Zähler erhalten und ihn gleich eingebaut. Damit kann ich wirklich alle Daten ganz genau auf der Visu sehen. Also auch aktuelle Wirkleistung, Scheinleistung und Blindleistung pro Phase und gesammt. (ist sogar für Verrechnungszwecke geeicht also wirklich genau)

Da traf mich schier der Schlag!!!

Der Zähler zeigt in allem Ernst, dass ich auf einen Wirkleistungsverbrauch von 350W eine Blindleistung von 460var habe!

Also habe ich mich gleich auf die Suche der Übeltäter gemacht, denn wenn das EVU davon wind bekommt, hab ich ein grosses Problem.

Also mal die Verbraucher lokalisiert mit erschreckendem Ergebneiss...

Zum Verständniss. In der Schweiz muss möglichst auf 1 kompensiert werden. Zulässig ist aber auch noch bis zu 0,8. Dass bedeutet pro 100W maximal 20var. Ich dürfte also maximal 70var haben!

Dabei stellte sich volgendes heraus:

Pro Netzteil (alle Schaltnetzteile und das sind fast alle) kommen ca. 10var zusammen
Mein Laptopnetzteil erzeugt alleine schon 35var
Die Dreambox hat sogar satte 40-45var!
Das Netzteil vom Roomba erzeugt auch ca. 30var

Ich habe aber noch nicht alle Blindleistungserzeuger gefunden.

Gibt es da keine Vorschriften, dass jeder Hersteller seine *schei...* kapazitiven Verbraucher kompensieren muss?!!! So etwas gehörte echt verboten. Dass würde ja dann bedeuten, dass ich für meine 3,5 Zimmer Wohnung eine induktive Blindleistungskompensationsanlage einbauen müsste

Wenn ich mal einem der Entwickler über den Weg laufe dann gnade ihm Gott...

Und es kommt noch besser...

Angeregt und als Ergänzung zum Thema LED-Beleuchtung, dass wir am letzten münchner Stammtisch hatten... Jede verdammte Retrofit LED (und bei mir sind dass ca. 50%) erzeugt auch noch mal zusätzlich Blindleistung.

Ich habe einen Leistungsfaktor von 0,3 - 0,6 nur wegen ein paar Netzteilen und ein paar lausig konstruierten Elektronikgeräten!

PS: Das WG hat mit 3-5var am besten abgeschnitten -> schwacher Trost.

[cava]

Ich hab auch einen Leistungsfaktor von 0,73 im Durchschnitt. Bei durchschnittlich 610 W Wirkleistung auf das Jahr gerechnet. Die 225 VA Blindleistung interessieren doch niemanden. Schalt mal dein Kochfeld oder den Ofen ein. Da hast du ein paar tausend Watt und das normalerweise ohne Blindleistung. Und dafür ist dein Hausanschluss bzw. das Netz ja auch ausgelegt. Etwas anderes wäre es, wenn das Kochfeld nur einen Leistungsfaktor von 0,5 hätte. Das würde dann schon Probleme bereiten.

[swiss]

Naja mein Zähler hat einen getrennten Zählerstand für kwh und kvar und nach 24h messung habe ich 11,5kwh verbraucht und 15.6kvar erzeugt. Dass KANN nicht sein und ist ein echtes Problem. Ich behalte dass aber mal im Auge.

Das Kochfeld läuft meistens nur kurz die Netzteile hingegensind fast 24h am Natz.

Nicht desto trotz finde ich es eine Sauerei, dass die Hersteller ihre Netzteile nicht intern kompensieren müssen. Wiso muss ICH als Verbraucher mich um die Blindleistungskompensation kümmern? Das EVU baut aber wenn sie es merkt bei MIR einen Blindleistungszähler ein und dann wird es richtig teure für mich. Nur weil andere ihren Job nicht richtig gemacht haben

... Ja das beschäftigt mich im Moment sehr stark... -> back to Glühlampe und co.

[Chris M.]

Das hatten wir doch am Stammtisch auch so angeschnitten, dass das immer schlimmer werden müsste... Jetzt sehe ich zum ersten mal reale Werte

Was mir aber noch zu dem Thema einfällt, dass die kapazitiven Verbraucher durch induktive (z.B. Waschmaschine) angeblich kompensiert werden:
Da bin ich mir inzwischen nicht mehr so sicher! Denn zu Zeiten billiger Leistungselektronik dürften hier auch immer mehr geregelte EMaschinen eingesetzt werden, die per Gleichstrom-Zwischenkreis gespeist werden und somit im besten Fall cos \Phi von ca. 1 haben - ober bei etwas Pech auch noch auf die kapazitive Seite gehen...

[swiss]

Hallo Chris

Ja kapazitäten kann man mit induktivitäten kompesieren. Dies zeigt sich bei mir schön an folgendem Beispiel...


Der Eli des Bauträgers hat bei mir 2 Spiegelschränke mit KVG FL's eingebaut. KVG's also konventionelle Vorschaltgeräte sind induktiv.

Wenn ich nun beide einschalte bekomme ich einen relativ grossen Teil der kapazitiven Blindleistung (ca. 100var) kompensiert. Dann sind es aber immer noch 350var ...Aber ich bin überhaubt nicht von der Idee begeistert jetzt einfach 24h das Licht im Bad brennen zu lassen nur um die Blindleistung etwas zu kompensieren. Zumal ich das Licht der FL hässlich finde und diese Leuchten bei mir praktisch nie brennen.

[cava]

Wenn ich nun beide einschalte bekomme ich einen relativ grossen Teil der kapazitiven Blindleistung (ca. 100var) kompensiert. Dann sind es aber immer noch 350var ...Aber ich bin überhaubt nicht von der Idee begeistert jetzt einfach 24h das Licht im Bad brennen zu lassen nur um die Blindleistung etwas zu kompensieren. Zumal ich das Licht der FL hässlich finde und diese Leuchten bei mir praktisch nie brennen.

Oder du lässt den Backofen den ganzen Tag laufen. Das ist normalerweise ein rein ohmscher Verbraucher. Dadurch steigt dann die Wirkleistung massiv an, die Blindleistung bleibt aber gleich und somit wird der Leistungsfaktor besser. Das Netz wird aber durch die insgesamt viel höhere Scheinleistung deutlich stärker belastet.

[StefanW]

Oder du lässt den Backofen den ganzen Tag laufen.

Und was wolltest Du uns jetzt dazu eigentlich sagen?

[swiss]

Hallo cava

Überlege doch mal...

Wieso tut man sich LED und co. zu? ...Um Energie zu sparen. Da will ich weder den Backofen noch die KVG FL's den ganzen Tag eingeschalten lassen um das Problem zu begrenzen.

Es geht hier ja um die Grundsatzdisskusion... Wer sich viele neue tolle Geräte und LED Beleuchtungen einbaut, holt sich auch ein grosses Problem in die eigenen 4 Wände.

Meine Installation läuft so wie sie momentan ist ausserhalb der Vorgaben des EVU.

Da gibt es im Grunde nur 3 Möglichkeiten:

- Einfach so lassen und wenn das EVU davon wind bekommt wird ein Blindleistungszähler eingebaut. Dass bedeutet für mich dann, dass ich nicht nur die Wirkleistung sondern auch die Blindleistung bezahlen müsste, was meine Stromrechnung enorm in die Höhe treiben würde. -> Sparen Fehlanzeige


- Oder ich baue mir eine Blindleistungskompensationsanlage ein, was mich schon im Vorfeld einiges kostet und deren Betrieb auch einiges an Energie verbrät. Dazu kommt noch das Problem von: "Wo bau ich die in einer Wohnung ein?" Dazu kommen die störenden Geräusche der Schütze beim zu und wegschalten der Induktivitäten. -> Sparen Fehlanzeige

- Die letzte Möglichkeit wäre der 10er Bohrer oder anders gesagt back to Glühlampe und Seilsystemen mit Konventionellen Trafos

Und dass alles weil 1. die EU das Glühlampenverbot eingeführt hat und sich dadurch die Leute noch viel mehr Elektronik in die eigenen 4 Wände hohlen müssen die das Problem noch verstärken und 2. Weil es scheinbar noch keine Vorschriften für Gerätehersteller zu geben scheint, die den Produzenten dazu verpflichtet jedes seiner Geräte intern auf möglichst 1 zu kompensieren! (Wobei dies eigentlich maximal eine Auslegungssache wäre denn in den NEV (Niederspannungs Erzeugniss Verordnung) steht z.B. dass die Gräte rückwirkungsfrei sein müssen. Dass kann man bei einem Leistungsfaktor von 0,5 nicht gerade behaupten )


Ich will ja hier das Problem selbst aufzeigen und darüber diskutieren. Weil ich wette, dass ich nicht der einzige bin, der einen viel zu schlechten Leistungsfaktor hat.

[GLT]

Dann würde ich z.B. mal die Retrofits rauswerfen - die sparen deinen Blindleistungszähler eh nicht rein.

[StefanW]

Die Wechselrichter der PV-Anlagen kompensieren die Schaltnetzteile

Hallo Patrik,

Bist Du sicher, dass in der Schweiz bei Endverbrauchern Vorgaben zum Leistungsfaktor gemacht werden die so hart sind dass bei Verstoß Blindleistungszähler verbaut werden? In Deutschland wird das nur gefordert bei Großabnehmern?


1. EU-Verordnung zur Leistungsfaktorkorrektur bei Geräten ab 75 W.
Eine geräteinterne Leistungsfaktorkorrektur - nebst Oberwellenbegrenzung (Klirrfaktor) - ist bei größeren Netzteilen ab 75 W seit 2001 in der EU in DIN EN 61000-3-2 (EMV-Norm für Oberschwinungsströme, Ergänzung A14) vorgeschrieben.

Dies betrifft im wesentlichen somit insbesondere Schaltnetzteile in PCs und "größerer" Unterhaltungselektronik. In der Schweiz dürften vermutlich ähnliche Vorschriften gelten.

Erhöhte Anforderungen durch 80 Plus Zertifizierung:
Wenn man seinem Netz etwas gutes tun möchte, beschafft man Netzteile mit "80Plus" Zertifizierung, die neben hoher Effizienz auch eine Leistungsfaktorkorrektur ("PFC") auf besser 0,9 vorschreibt. Dies wird durch aktive PFC erreicht, die dann oft zwischen 0,95 und 1 erreicht. Nebenbei werden Oberschwingungen reduziert.

Bei "80 Plus Platinum" muss der Leistungsfaktor 0,95 und besser sein.

==> Es liegt also an jedem von uns, gerade beim Kauf von PCs, durch entsprechende Aufzahlung, darauf zu achten, dass mindestens ein "80 Plus" Netzteil verbaut ist(habe ich bei der letzten PC-Beschaffung beachtet, aber ist auch nicht bei jedem Modell möglich).

Solche Korrekturen benötigen jedoch Platz und Aufwand und sind in kleinen Schaltnetzteilen nicht immer enthalten.


2. Regenerative Energieerzeuger arbeiten als Phasenschieber:
Sowohl bei Photovoltaikanlagen als auch bei Windkraft kann (wegen dem Gleichstromzwischenkreis) durch die Leistungselektronik ein Leistungsfaktor von ca. 0,9 bis 0,95 induktiv eingestellt, also gezielt Blindleistung erzeugt werden, um die zunehmende kapazitive Blindleistung der Netzteile zu kompensieren. (Seit 2010 für PV-Anlagen die in Mittelspannung einspeisen gemäß Mittelspannungsrichtlinie vorgeschrieben und seit 2012 gilt dies auch für privaten Anlagen).

Gerade bei den flächig verteilten PV-Anlagen ist die damit enthaltene Blindleistungskompensation ein sehr gutes technisches Mittel entgegenzusteuern. Und das funktioniert auch nachts und ohne Sonne, weil der Wechselrichter als Phasenschieber arbeitet.

==> oder um das mal klar zu stellen: Die Wechselrichter in PV-Anlagen (und Windkraft) wirken teils seit Jahren an der Netzstabilität mit durch das bereitstellen von entsprechender Blindleistung.

Mithin ist dieses Thema nicht nur bekannt sondern die Leistungselektronik der regenerativen Energieerzeuger wird nebenbei als Phasenschieber zur Kompensation, Spannungsstabilität und Frequenzstabilität eingesetzt. Damit wird auch die Ausnutzung der großen Netze verbessert, weil durch die (gerade bei - in diesem Forum vielfach geschmähten - PV-Anlagen) flächige Verteilung eine lokale Kompensation erreicht wird und damit die Übertragungsverluste verringert werden.

Fazit:
Ich kenne die Situation in der Schweiz nicht, hier in Deutschland werden die Endverbraucher keine Blindleistungszähler bekommen. Gegen die Blindleistungen der kleinen Schaltnetzteile ist ansich genug Gegenmaßnahme geschaffen.

Ich denke, wir können die Aufregung gering halten. Deshalb nun bitte keine bereits beschafften Retrofit-LEDs wegwerfen, das wäre für die Umwelt noch schlechter.


glg

Stefan

[cava]

Und was wolltest Du uns jetzt dazu eigentlich sagen?

1. Beispiel: Netzteile mit 100 W Wirk- und 200 VA Blindleistung => 300 VA Scheinleistung. cosPhi = 0,33

2. Beispiel: Netzteile mit 100 W Wirk- und 200 VA Blindleistung sowie Backofen mit 3000 W => Scheinleistung 3300 VA. cosPhi= 0,94.

Im zweiten Fall ist das Netz deutlich höher belastet, läuft aber innerhalb der Vorgabe des EVU.

[cava]

Bist Du sicher, dass in der Schweiz bei Endverbrauchern Vorgaben zum Leistungsfaktor gemacht werden die so hart sind dass bei Verstoß Blindleistungszähler verbaut werden? In Deutschland wird das nur gefordert bei Großabnehmern?

Und genau so ergibt es auch Sinn. Der entscheidende Punkt ist doch, dass die Netze auf die Scheinleistung ausgelegt werden müssen, was Geld kostet. Im EFH entfällt aber absolut gesehen nur ein kleiner Teil auf Blindleistung, auch wenn der cosPhi der betroffenen Geräte sehr schlecht ist, denn die größten Verbraucher im EFH sind üblicherweise rein ohmsche Verbraucher und auf die sind die Netze schließlich ausgelegt. D.h. der Verbraucher hat die Dimensionierung der Netze bereits über die Wirkleistung bezahlt. In der Industrie sieht es ganz anders aus, da hier absolut betrachtet ein viel größerer Blindleistungsbedarf vorliegt.

[swiss]

Hallo Stefan

Danke für dein Beitrag

Ich werde mich nochmal durch die einschlägigen Normen wälzen. Die idee mit der Photovoltaik finde ich super. Zwar kann ich dass bei einem MFH warscheinlich vergesen aber eine Überlegung ist es wert

[Chris M.]

denn die größten Verbraucher im EFH sind üblicherweise rein ohmsche Verbraucher

Bist Du Dir da ganz sicher?

Ich habe zwar (noch) keinen Zähler, der mir die Blindleistung ausgibt, aber von allen Verbrauchern hier dürfte nur noch der Backofen ein ohmscher Verbraucher sein. Der ist aber nur ~10min/Woche an.
Der nächste Großverbraucher ist der Herd - dank Induktion nutzt der aber einen Zwischenkreis, folglich ist der dem Netz gegenüber - je nach Stärke der internen Kompensation - kapazitiv bis neutral. (Im Standby ist der beim cos \Phi wohl besonders schlecht!)

Waschmaschine weiß ich nicht, s.o. (kann's aber evtl. nachher mal messen)
Trockner: hab ich nicht.
Und was auch noch viel sein kann ist der Sauger - der wird aber inzwischen schon total eingestaubt sein, da der Roomba (-> Netzteil...) hier die Arbeit übernommen hat...

=> Das einzige was meine Blindleistung nicht im bodenlosen lassen könnte wäre die bereits zitierte Richtline die PFC vorschreibt...

[cava]

Bist Du Dir da ganz sicher?

Bei einem Teil der Geräte schon. Bei meinem Induktionskochfeld hab ich noch nicht nachgeschaut, wie hoch der Blindstrom im Betrieb ist, da kann es schon sein, dass ein größerer Blindstrom fließt. Bei anderen Geräten, die die Energie hauptsächlich zum Heizen verwenden stimmt es aber. Z.B. Bügeleisen, Fön, Heizpatrone für Handtuchhalter, Waschmaschine, etc. Wobei bei meiner Waschmaschine für den Antriebsmotor natürlich Blindstrom fließt, der im Vergleich zum Gesamtstromverbrauch aber vernachlässigbar ist. Und Induktionskochfelder sind bisher auch noch nicht in jedem Haushalt zu finden.

Ich hab mir gerade auch noch mal die TAB der EON Bayern angeschaut. Eine grundsätzliche Forderung im Privatbereich, dass der cos phi im Schnitt über 0,9 liegen muss, gibt es nicht. Wie mein Beispiel zeigt, wäre das auch unsinnig. Bestimmte Geräte dürfen allerdings umkompensiert nur begrenzt eingesetzt werden, z.B. Entladungslampen nur bis 250 W pro Aussenleiter. Schweißgeräte müssen einen Leistungsfaktor besser 0,7 haben.