Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist es zu beantworten, ob durch die Wahl höherer Querschnitte als technisch erforderlich, die Energieeffizienz so gesteigert werden kann, dass eine spürbare Reduzierung der Stromkosten erzeugt wird. Dazu wird die folgende Forschungsfrage gestellt: Kann die Optimierung der Energieeffizienz durch Erhöhung der Leitungsquerschnitte in der Gebäudeinstallation die Wirtschaftlichkeit des Betriebes von elektrischen Niederspannungsanlagen verbessern? Um die Forschungsfrage zu beantworten, wurde eine Literaturrecherche durchgeführt. Die Literatur, welche Grundlage zum Schreiben dieser Arbeit war, bestand aus Fachliteratur der Universitätsbibliothek Rostock, aus DIN-VDE Normen, Artikeln aus Fachzeitschriften und Internetquellen. Aktualität und Gültigkeit waren das Hauptauswahlkriterium der Literatur, insbesondere bei den Normen. Aus der Fachliteratur konnte der nötige theoretische Hintergrund aufgezeigt werden, welcher zur Beantwortung der Forschungsfrage notwendig war. Die Dimensionierung von Kabel- und Leitungsquerschnitten unterliegt immer technischen Kriterien, welche eine Mindestquerschnittsgröße vorgeben. Darum bietet die Arbeit einen umfassenden Überblick nach welchen aktuellen Normen und Kriterien Leitungen im Niederspannungsbereich bemessen werden müssen. Diese Richtlinien finden in der Praxis gängige Anwendung. Die Arbeit richtet zusätzlich den Fokus auf die Auswahl des Leitungsquerschnittes nach einem möglichst wirtschaftlichen Betrieb der zu bemessenen Leitung. Diese Betrachtungsweise wird bei der Planung von elektrischen Niederspannungsanlagen in der Regel nicht berücksichtigt. Die Wahl eines höheren Querschnittes führt zur Reduzierung der Leistungsverluste und somit zu einer besseren Energieeffizienz. Auftretende Leistungsverluste werden in Form von Wärme über die Leitung ungenutzt an die Umgebung abgegeben. Für diese ungenutzten Leistungsverluste wird ebenfalls elektrische Arbeit aufgebracht, welche vom Zähler des Energieversorgers erfasst wird.
Leitungsquerschnitte in der Gebäudeinstallation müssen korrekt bemessen werden, um Funktionalität und Sicherheit der elektrischen Anlage zu gewährleisten. Die Kabel und Leitungen im Niederspannungsbereich dienen der sicheren Energieübertragung. Als Übertragungsmedium beeinflusst das Leitungsnetz die Energiekosten. Insbesondere die Effizienz bei der Energieübertragung ist ausschlaggebend für die anfallenden Stromkosten.
Inhaltsverzeichnis
- 1 Einleitung
- 2 Leitungsdimensionierung nach technischen Normen und Vorschriften
- 2.1 Leitungsdimensionierung nach mechanischer Festigkeit
- 2.2 Leitungsdimensionierung nach Schutzmaßnahmen
- 2.3 Leitungsdimensionierung nach Spannungsfall
- 2.4 Leitungsdimensionierung nach Strombelastbarkeit im ungestörten Betrieb
- 2.5 Leitungsdimensionierung nach Überlastschutz
- 2.6 Leitungsdimensionierung nach Kurzschlussschutz
- 2.7 Kabel und Leitungen im Niederspannungsbereich
- 3 Wirtschaftliche Dimensionierung der Leitungsquerschnitte
- 3.1 Lastprofil
- 3.2 Kostenbetrachtung
- 3.2.1 Kostensenkung durch Stromeinsparung energieeffizienter Leitungen
- 3.2.2 Kabelpreis
- 3.2.3 Installationskosten
- 3.2.4 Zusätzliche Kosten durch Überdimensionierung
- 4 Auswahl des Leitungsquerschnittes nach wirtschaftlichem Optimum am Beispiel eines Drehstrommotors
- 4.1 Ausgangssituation
- 4.2 Ermittlung des Mindestleiterquerschnittes
- 4.3 Ermittlung des wirtschaftlich optimierten Leitungsquerschnittes
- 5 Betrachtung der Wirtschaftlichkeit der Zuleitung einer Wallbox
- 5.1 Ausgangssituation
- 5.2 Kostenbetrachtung
- 5.3 Bewertung der Querschnittserhöhung der Zuleitung
- 6 Diskussion
- 6.1 Zusammenfassung und Interpretation
- 6.2 Limitationen
- 6.3 Implikationen für die Praxis und Forschung
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Diese Bachelorarbeit untersucht die Wirtschaftlichkeit der Leitungsdimensionierung im Niederspannungsbereich. Das Hauptziel ist es zu ermitteln, ob eine Erhöhung des Leitungsquerschnitts über die technisch notwendigen Mindestwerte hinaus zu einer spürbaren Reduktion der Stromkosten führt und somit die Wirtschaftlichkeit elektrischer Anlagen verbessert.
- Technische Normen und Vorschriften zur Leitungsdimensionierung
- Wirtschaftliche Aspekte der Leitungsdimensionierung (Kosten-Nutzen-Analyse)
- Einfluss des Lastprofils auf die optimale Querschnittswahl
- Vergleich der Wirtschaftlichkeit verschiedener Querschnitte in Praxisbeispielen (Drehstrommotor, Wallbox)
- Bewertung der Energieeffizienzsteigerung durch höhere Querschnitte
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Die Einleitung führt in das Thema der Leitungsdimensionierung im Niederspannungsbereich ein und beschreibt die Relevanz der korrekten Bemessung von Leitungsquerschnitten für die Funktionalität und Sicherheit elektrischer Anlagen. Sie formuliert die zentrale Forschungsfrage der Arbeit: Kann die Optimierung der Energieeffizienz durch Erhöhung der Leitungsquerschnitte die Wirtschaftlichkeit verbessern?
2 Leitungsdimensionierung nach technischen Normen und Vorschriften: Dieses Kapitel bietet einen umfassenden Überblick über die technischen Normen und Vorschriften, die bei der Dimensionierung von Leitungen im Niederspannungsbereich zu beachten sind. Es werden verschiedene Aspekte wie mechanische Festigkeit, Schutzmaßnahmen, Spannungsfall, Strombelastbarkeit, Überlastschutz und Kurzschlussschutz detailliert behandelt. Das Kapitel dient als Grundlage für das Verständnis der technischen Anforderungen an die Leitungsdimensionierung und liefert die notwendigen Informationen für die spätere wirtschaftliche Betrachtung.
3 Wirtschaftliche Dimensionierung der Leitungsquerschnitte: Dieses Kapitel widmet sich der wirtschaftlichen Betrachtung der Leitungsdimensionierung. Es analysiert den Einfluss des Lastprofils auf den Energieverbrauch und die entstehenden Kosten. Die Kostenbetrachtung umfasst den Kabelpreis, die Installationskosten und die zusätzlichen Kosten durch eine mögliche Überdimensionierung. Der Schwerpunkt liegt auf der Identifizierung des wirtschaftlichen Optimums bei der Querschnittswahl, um sowohl die technischen Anforderungen als auch die ökonomischen Aspekte zu berücksichtigen.
4 Auswahl des Leitungsquerschnittes nach wirtschaftlichem Optimum am Beispiel eines Drehstrommotors: Anhand eines konkreten Beispiels – der Zuleitung eines Drehstrommotors – wird die Methode zur Ermittlung des wirtschaftlich optimalen Leitungsquerschnitts demonstriert. Das Kapitel beschreibt die Ausgangssituation, die Ermittlung des Mindestleiterquerschnitts nach technischen Normen und die Berechnung des wirtschaftlich optimalen Querschnitts unter Berücksichtigung der Kosten und der Energieeffizienz. Dieses Kapitel dient als praktische Anwendung der im vorherigen Kapitel dargestellten theoretischen Konzepte.
5 Betrachtung der Wirtschaftlichkeit der Zuleitung einer Wallbox: Dieses Kapitel wiederholt die Analyse aus Kapitel 4, jedoch unter Verwendung eines anderen Praxisbeispiels: der Zuleitung einer Wallbox. Der Vergleich der beiden Beispiele verdeutlicht, wie sich unterschiedliche Lastprofile und Einsatzbedingungen auf die optimale Querschnittswahl auswirken. Es wird gezeigt, wie die Kostenbetrachtung und die Bewertung der Querschnittserhöhung in Abhängigkeit vom Lastprofil erfolgen müssen.
Schlüsselwörter
Leitungsdimensionierung, Niederspannungsbereich, Energieeffizienz, Stromkosten, Kostenoptimierung, Lastprofil, Querschnittswahl, Technische Normen, Wirtschaftlichkeit, Drehstrommotor, Wallbox.
FAQ: Wirtschaftlichkeit der Leitungsdimensionierung im Niederspannungsbereich
Was ist das Thema dieser Bachelorarbeit?
Die Bachelorarbeit untersucht die Wirtschaftlichkeit der Leitungsdimensionierung im Niederspannungsbereich. Das Hauptziel ist die Ermittlung, ob eine Querschnittserhöhung über die technischen Mindestwerte hinaus zu spürbaren Stromkostensenkungen und einer verbesserten Wirtschaftlichkeit elektrischer Anlagen führt.
Welche Aspekte der Leitungsdimensionierung werden behandelt?
Die Arbeit behandelt sowohl technische Aspekte (Normen, Vorschriften, mechanische Festigkeit, Schutzmaßnahmen, Spannungsfall, Strombelastbarkeit, Überlastschutz, Kurzschlussschutz) als auch wirtschaftliche Aspekte (Kosten-Nutzen-Analyse, Lastprofile, Kabelpreise, Installationskosten, Kosten durch Überdimensionierung). Der Einfluss des Lastprofils auf die optimale Querschnittswahl wird ebenfalls untersucht.
Welche Normen und Vorschriften spielen eine Rolle?
Die Arbeit berücksichtigt die relevanten technischen Normen und Vorschriften für die Leitungsdimensionierung im Niederspannungsbereich. Diese werden im Kapitel 2 detailliert beschrieben und bilden die Grundlage für die technische Beurteilung der Leitungsquerschnitte.
Wie wird die Wirtschaftlichkeit der Leitungsdimensionierung bewertet?
Die Wirtschaftlichkeit wird durch eine Kosten-Nutzen-Analyse bewertet. Dabei werden die Kosten für Kabel, Installation und mögliche Überdimensionierung mit den Einsparungen durch reduzierte Stromkosten aufgrund der Energieeffizienzsteigerung verglichen. Das Lastprofil spielt eine entscheidende Rolle bei dieser Bewertung.
Welche Praxisbeispiele werden verwendet?
Die Arbeit verwendet zwei Praxisbeispiele: die Zuleitung eines Drehstrommotors und die Zuleitung einer Wallbox. Diese Beispiele veranschaulichen die Anwendung der theoretischen Konzepte und zeigen, wie sich unterschiedliche Lastprofile auf die optimale Querschnittswahl auswirken.
Wie wird der optimale Leitungsquerschnitt ermittelt?
Der optimale Leitungsquerschnitt wird durch einen Vergleich des technisch notwendigen Mindestquerschnitts mit wirtschaftlich optimierten Querschnitten ermittelt. Dieser Vergleich berücksichtigt sowohl die technischen Anforderungen als auch die Kosten und die Energieeffizienz. Die Methode wird anhand der Praxisbeispiele detailliert dargestellt.
Welche Schlussfolgerungen werden gezogen?
Die Arbeit fasst die Ergebnisse zusammen, interpretiert diese und diskutiert Limitationen der Studie. Sie liefert zudem Implikationen für die Praxis und die zukünftige Forschung auf dem Gebiet der wirtschaftlichen Leitungsdimensionierung.
Welche Schlüsselwörter beschreiben den Inhalt der Arbeit?
Schlüsselwörter sind: Leitungsdimensionierung, Niederspannungsbereich, Energieeffizienz, Stromkosten, Kostenoptimierung, Lastprofil, Querschnittswahl, Technische Normen, Wirtschaftlichkeit, Drehstrommotor, Wallbox.
Wo finde ich detaillierte Informationen zu den einzelnen Kapiteln?
Das Inhaltsverzeichnis der Arbeit bietet einen detaillierten Überblick über die einzelnen Kapitel und deren Unterpunkte. Die Zusammenfassung der Kapitel liefert eine prägnante Beschreibung des jeweiligen Inhalts.
Für wen ist diese Arbeit relevant?
Diese Arbeit ist relevant für Elektrotechniker, Ingenieure, Studenten und alle, die sich mit der Planung, Installation und Optimierung elektrischer Anlagen im Niederspannungsbereich befassen.
- Quote paper
- Robert Vogler (Author), 2021, Leitungsdimensionierung im Niederspannungsbereich. Optimierungsproblem in der Elektrotechnik, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1325598
