sluiten

Inloggen

Log hieronder in met uw gebruikersnaam en wachtwoord.

Deze ontvangt u van ons bij het afsluiten van een (proef)abonnement.

Nog geen inlog? meld u gratis aan


Vragen?
Kunt u niet inloggen of heeft u vragen over een (proef)abonnement?.
Neem dan contact op met BIM Media Klantenservice:

sluiten

Welkom bij de Kennisbank Power Quality

Om de uitgebreide informatie op de kennisbank te kunnen lezen heeft u een inlogcode nodig. Deze ontvangt u bij het afsluiten van een abonnement.

Waarom de Power Quality-kennisbank

  • Kennis van experts altijd beschikbaar
  • Antwoorden, oplossingen en tools
  • Toevoegen van eigen notities mogelijk
  • Praktijkcases, veelvuldig aangevuld
  • Handige formules en interactieve berekeningen
Neem nu een abonnement >

Abonnement € 255,- per jaar, ieder moment opzegbaar. Meer over een abonnement op Power Quality

“ De Power Quality boeken hielpen me al goed op weg, maar met de Kennisbank Power Quality zijn antwoorden, oplossingen en tools altijd en overal beschikbaar ”
 

H. Vlottes, directeur Vlottes Electromechaniek
Installatie Service Bureau

Inloggen voor abonnees


Vragen?
Kunt u niet inloggen of heeft u vragen over een abonnement?
Neem dan contact op met Vakmedianet Klantenservice: 088 58 40 888

Of stuur een e-mail naar: klantenservice@vakmedianet.nl

Case Spanningsniveau: Spanningsniveau en energiebesparing

Om besparing van energie te realiseren, wordt er ook steeds kritischer gekeken naar het spanningsniveau. Een hoog spanningsniveau betekent iets meer geleverde energie en dus iets meer energieverliezen. Levert een verlaging van het spanningsniveau nu aanzienlijke energiebesparingen op? In de praktijk variëren de verwachtingen enorm. Wat is de realiteit?

 

Factoren die van belang zijn

Om inzicht te krijgen in mogelijke besparingen op energie, is het minimaal nodig om te weten welke toestellen zijn aangesloten, wat het spanningsniveau is en hoe de bedrijfsprocessen eruitzien. Laten we in eerste instantie eens kijken naar mogelijke kenmerken van aangesloten toestellen.

 

Toestellen met een constante impedantie

Bij toestellen met een constante impedantie zal bij een lagere spanning een lagere stroom (zie blauwe lijn) gaan lopen. Dit leidt dan ook tot een lager vermogen (zie rode lijn).

 

Stroom en vermogen gerelateerd aan de nominale situatie bij constante impedantie.

Stroom en vermogen gerelateerd aan de nominale situatie bij constante impedantie.

 

Het lagere vermogen leidt natuurlijk ook tot een lagere prestatie van het toestel. Verlichting heeft veel van de karakteristieken van het toestel met een constante impedantie en zal dus bij een lagere spanning ook een lager vermogen gebruiken. Dat betekent ook dat het verlichtingsniveau lager zal zijn, maar dat kan natuurlijk acceptabel zijn.

 

Als het toestel met constante impedantie een verwarmingselement is, gebeurt in feite hetzelfde. Een lagere spanning betekent een lagere stroom en minder vermogen. Als het verwarmingselement wordt gebruikt om een ruimte op een bepaalde temperatuur te brengen, dan zal de ruimte minder snel verwarmd worden. Er is uiteindelijk eenzelfde hoeveelheid energie voor nodig om de ruimte op temperatuur te brengen en het verlagen van de spanning leidt in dat geval niet tot een vermindering van het energiegebruik, maar tot een vertraging van het proces.

 

Toestellen met een constant vermogen

Bij toestellen met een constant afgenomen vermogen zal de spanningsverandering geen invloed hebben op het gebruikte vermogen (zoals de naamgeving al zegt). Wel zal bij een lagere spanning een hogere stroom gaan lopen om tot hetzelfde vermogen te komen (zie blauwe lijn in onderstaande afbeelding).

 

Stroom en vermogen bij toestellen met constant vermogen.

Stroom en vermogen bij toestellen met constant vermogen.

 

Veel toestellen met een eigen voedingsapparaat (meestal op een gelijkspanning te maken), zoals een TV of computer hebben dit karakter van constant vermogen. Het variëren van de spanning leidt in deze gevallen niet tot energiebesparing, zelfs tot iets hogere stromen en dus meer energieverliezen in de installatie.

 

Het spanningsniveau

De volgende factor van belang is het aanwezige spanningsniveau. Als de spanning aan de hoge kant is, dan zal meer winst te behalen zijn met spanningsverlaging dan bij een lage spanning. De spanning zal variëren als gevolg van aangesloten belastingen (of aangesloten opwekkers). Ook zijn er, los van de belastingen of opwekkers in de eigen installatie, spanningsvariaties te verwachten als gevolg van andere klanten die op hetzelfde net zijn aangesloten. In onderstaande afbeelding is een voorbeeld te zien van een mogelijke spanning (effectieve waarde, in rood weergegeven) waarbij de spanning soms hoger en soms lager is dan de nominale spanning van 230 V. De spanning mag de grens van 253 V (bovengrens van de norm) nooit overschrijden. Verder mag de spanning niet lager worden dan 207 V om de goede werking van toestellen te kunnen blijven garanderen. Omdat in de installatie zelf al 5% spanningsverlies kan optreden, mag de spanning niet te laag worden teruggeregeld. Een minimale waarde van 215 V is aan te bevelen om nog ruimte voor mogelijke spanningsvariaties in de installatie op te kunnen vangen.

 

Het aanwezige spanningsniveau

Het aanwezige spanningsniveau

 

Het bedrijfsproces

Om te kunnen analyseren hoeveel energie te besparen valt bij het omlaag regelen van de spanning, hebben we dus kennis nodig van de toestellen die op de lagere spanning zijn aangesloten en het aanwezige spanningniveau. Daarnaast is het van belang om te kijken wanneer de diverse toestellen daadwerkelijk zijn ingeschakeld. Stel dat we de volgende situaties hebben:

  1. Periode van de eerste hoge spanning. Er zijn veel computers en soortgelijke toestellen aangesloten, maar het totale vermogen is gering. Om deze reden is ook de spanning vrij hoog.
  2. Periode van lage spanning door het inschakelen van diverse motoren. Het totale vermogen is hoog, vandaar de lage spanning.
  3. Tweede periode van hoge spanning met veel aangesloten verlichting. De zware belasting is weer uitgeschakeld, vandaar ook weer de hogere spanning.

 

In de verschillende fasen zijn er ten aanzien van energiebesparing de volgende opmerkingen te maken:

  1. In deze periode is vrijwel geen winst te maken. De spanning is wel aan de hoge kant, maar omdat de belasting bestaat uit toestellen met constant vermogen zal het verlagen van de spanning weinig effect hebben.
  2. In deze periode kan de spanning niet veel verlaagd worden omdat er al sprake is van een relatief lage spanning. Bij de aangesloten belasting (motoren met een bepaalde last) is het allereerst nog de vraag of spanningsverlaging inderdaad ook leidt tot energiebesparing, maar daarnaast kan de spanning dus niet veel verlaagd worden. Ook in deze periode is het effect dus laag.
  3. In de derde periode is wel winst te boeken. De spanning is vrij hoog en de verlichting zal bij lagere spanning ook minder vermogen en minder energie verbruiken.

 

De oplossing

Als het na analyse inderdaad zinvol blijkt om de spanning te verlagen om energie te besparen, blijft nog de vraag hoe een en ander te realiseren is. Als het bedrijf op een afzonderlijke transformator is aangesloten dan is het verlagen van de trapstand van de transformator de eenvoudigste en waarschijnlijk de meest effectieve oplossing. Er wordt namelijk geen extra apparatuur aangeschaft en dus ook geen extra energieverliezen. Elk apparaat dat wordt ingezet om de spanning te verlagen, zal namelijk zelf ook verliezen hebben.

 

Als de spanning behoorlijk fluctueert, dan is het verlagen van de trapstand niet de meest geëigende oplossing. Het kan dan namelijk leiden tot momenten waarop de spanning te laag wordt en toestellen niet meer goed functioneren. Dan zal voor een oplossing gekozen moeten worden waarbij de spanning aan de secundaire kant (belastingskant) wordt geregeld op een vaste waarde van bijvoorbeeld 215 V. Voordeel hiervan is dat ongeacht de spanning voor de regelaar, achter de regelaar de spanning afgesteld blijft op de meest effectieve spanning (bijvoorbeeld 215 V).

 

Uiteraard is het niet noodzakelijk (en meestal ook niet wenselijk) om de gehele installatie achter een spanningsregeling te zetten. Je kunt het beperken tot het regelen van de spanning op de meest effectieve delen van de belasting die bij verlaagde spanning inderdaad ook energiebesparing opleveren. Het nominale vermogen van de spanningsregelaar kan dan ook worden geminimaliseerd wat ook voor de verliezen van de regelaar zelf wenselijk is.

 

Conclusie 

Ga niet zonder een goede analyse van de installatie, de aangesloten toestellen, een meting van het aanwezige spanningsniveau en kennis van de bedrijfsprocessen over tot spanningsverlagende maatregelen. Ga eerder voor specifieke oplossingen dan voor totaaloplossingen omdat het totale rendement dan beter zal zijn. Ook de investeringskosten zijn dan lager. Kijk bij de oplossingen goed naar het eigen verlies, de wijze waarop de spanning geregeld wordt, de snelheid van regelen en de impedantie van de apparatuur. Hoge impedanties kunnen ook weer nadelige effecten hebben op de kwaliteit van de spanning. Kortom: Bezint voor uw begint!