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MID-zertifizierte Energiezähler in smarten Wallboxen

 15. Dezember 2023
Zuverlässige Daten für die Energiewende

Angesichts des dringenden Handlungsbedarfs in Sachen Nachhaltigkeit und steigender Energiekosten stehen wir vor einem Paradigmenwechsel im Umgang mit Energie. Dezentrale Energieerzeugung und Elektromobilität sind zentrale Elemente dieses Wandels und erfordern den Übergang zu fortschrittlichen Energiekonzepten. Neben vielen technologischen Herausforderungen spielen für die Akzeptanz der neuen Konzepte zwei ganz klassische Grundwerte eine große Rolle: Genauigkeit und Vertrauen – die Domäne der MID-zertifizierten Energiezähler von WAGO.

Im Rahmen der Energiewende betonen Experten die Notwendigkeit, die elektrischen Lasten stärker in Richtung der Stromerzeugung zu verlagern. Es geht darum, die Energie in räumlicher und zeitlicher Nähe zu ihrer Erzeugung zu nutzen, um Übertragungsverluste zu reduzieren und die Systemeffizienz zu erhöhen. Gleichzeitig wird damit nicht nur die Netzstabilität unterstützt, sondern auch ein resilientes Energieökosystem geschaffen. Angesichts des steigenden Anteils volatiler erneuerbarer Energiequellen, insbesondere Photovoltaik und Windkraft, ist eine bessere Koordination von Energieverbrauch und -speicherung erforderlich.

Vor diesem Hintergrund wird die Dezentralisierung der Energieerzeugung zu einem prägenden Trend: Neben Großkraftwerken und weitläufigen Übertragungsnetzen entwickelt sich eine dezentrale Energiearchitektur. Photovoltaikanlagen verwandeln Gebäude in Minikraftwerke, Wärmepumpen nutzen die Umgebungsenergie für die Wärmeerzeugung und Energiespeichersysteme garantieren eine kontinuierliche, wetterunabhängige Stromversorgung.

Alle Teilaspekte sinnvoll miteinander verknüpfen

Die Herausforderungen, die dieser Wandel mit sich bringt, sind groß: Die Integration diversifizierter Energiequellen, der Umgang mit variablen Lasten und die Koordination unterschiedlicher Energieverbrauchssektoren erfordern innovative Strategien. „Ein Schlüsselkonzept zur Bewältigung dieser Komplexität ist die sogenannte Sektorkopplung, unter der wir die Integration der Sektoren Energieerzeugung, -speicherung und -verbrauch in ein einheitliches System verstehen. Dabei betrachten wir vor allem elektrische und thermische Energie sowie die Elektromobilität“, erklärt Thomas Haupt, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Campus Feuchtwangen der Hochschule Ansbach.

In seiner Doktorarbeit untersucht er derzeit die praktische Umsetzung von Home-Energy-Management-Systemen (HEMS). „Für eine nachhaltigere Zukunft verknüpfen wir am Energie-Campus Feuchtwangen beispielsweise Photovoltaikanlagen, Wärmepumpen, Elektrofahrzeuge und Energiespeichersysteme und machen Gebäude damit zu intelligenten Einheiten, die Energieerzeugung und -abnahme im Gleichgewicht halten.“ Diese Integration macht fortschrittliche Steuerungssysteme, vernetzte Geräte und durchgängige Kommunikation erforderlich: „Die Basis dieses integrierten Systems sind Daten, die auf der genauen Erfassung und Überwachung von Energie und Energieflüssen basieren. Sie stammen idealerweise von MID-zertifizierten Energiezählern“, so Haupt weiter.

Der internationale Master-Studiengang „Smart Energy Systems“ vermittelt den Studierenden die technischen, ökonomischen und ökologischen Grundlagen moderner Energiesysteme. Ein wichtiger Aspekt ist die praktische Umsetzung und Anwendung des Wissens.

MID-Zähler: Garant für Genauigkeit und Zuverlässigkeit

Energiezähler, die der Europäischen Messgeräterichtlinie (MID – Measuring Instruments Directive) unterliegen, gewährleisten eine genaue innergemeinschaftliche Abrechnung des Energieverbrauchs in Haushalten oder Unternehmen. Eichpflichtige Zähler hingegen kommen zum Einsatz, wenn das Eigentum an einer Energiemenge den Besitzer wechselt. Im Rahmen der Sektorkopplung und der Integration unterschiedlicher Energiequellen und -verbraucher sorgen MID-Zähler dafür, dass innerhalb von Gebäudeeinheiten jede Kilowattstunde exakt erfasst wird, alle Energieflüsse transparent gemacht werden und sämtliche Entscheidungen von Energiemanagementsystemen auf verlässlichen Werten basieren.

„Die Rolle der Energiezähler wird noch deutlicher, wenn man die finanziellen, regulatorischen und vertrauensbildenden Auswirkungen der Energiemessung betrachtet“, betont Andreas Alexander, Projektleiter bei der Amperfied GmbH, einer hundertprozentigen Tochtergesellschaft der Heidelberger Druckmaschinen AG. „Wir rüsten unsere Wallbox connect.business mit WAGO MID-Zählern aus, um unseren Kunden Transparenz und die gesetzlich vorgeschriebene Konformität ihrer Energiedaten zu bieten.“

Das Unternehmen verbindet innovative Ladelösungen mit Qualität made in Germany: „Als Amperfied stehen wir in der über 170-jährigen Tradition hochwertiger Druckmaschinen – und diesen Maßstab legen wir auch an unsere Wallboxen an“, so Alexander. „Zugekaufte Komponenten müssen umfangreiche Qualitäts- und Funktionstests durchlaufen, denn wir geben unseren Kunden für jedes Produkt ein Qualitätsversprechen. Deshalb setzen wir neben den WAGO Reihenklemmen TOPJOB® S und WAGO Leiterplattenklemmen auch die MID-Energiezähler von WAGO ein.“

Stehen stellvertretend für Qualität und intelligente Lösungen: René Anschütz (links) ist Senior Area Sales Manager Industry bei WAGO und Andreas Alexander Projektleiter bei der Amperfied GmbH.

Hohe Qualität und einfache Handhabung

Für Amperfied bieten die Geräte, abgesehen von der MID-Zertifizierung und der Möglichkeit, sie in einem großen Temperaturbereich einzusetzen, viele Vorteile: „Unsere Wallbox connect series ist modular aufgebaut und wo in einem Modell das Modul für die Phasenumschaltung verbaut ist, muss im anderen der MID-Zähler Platz finden. Die kompakten Abmessungen der WAGO Geräte waren für uns ein wichtiges Auswahlkriterium. Aber auch die Modbus-RTU-Schnittstelle, über die der Energiezähler mit unserer Hauptplatine kommuniziert, ist für uns von großer Bedeutung.

Ein weiteres absolut überzeugendes Feature sind die Federklemmen: Damit reduzieren wir die Durchlaufzeit bei der Montage drastisch“, erklärt Alexander. Die Verdrahtung des WAGO Energiezählers erfolgt über Push-in CAGE CLAMP®-Klemmen mit Hebeln. Damit lassen sich die Leiter bei der Montage einfach und werkzeuglos einstecken. „Im Rahmen unseres Qualitätsmanagements werden bei uns alle Schraubvorgänge mit definierten Drehmomenten durchgeführt und durch ein System überwacht und protokolliert. Die Federklemmtechnik im MID-Zähler erspart uns also viel Zeit und Aufwand und sichert gleichzeitig unseren hohen Qualitätsstandard“, berichtet Alexander.

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Effiziente Federklemmtechnik: Die Verdrahtung des MID-Energiezählers erfolgt über Push-in CAGE CLAMP®-Klemmen mit Hebeln. Aufwändiges Schrauben bei der Montage entfällt, gleichzeitig sorgt die Federklemmtechnik für absolute Wartungsfreiheit und damit für mehr Zuverlässigkeit der Wallboxen.

Die Energiewende braucht Daten

Auch am Energie-Campus Feuchtwangen gehören die Wallboxen von Amperfied zur Ladeinfrastruktur. Sie sind aber nicht nur Teil der universitären Elektromobilität, sondern auch Forschungsgegenstand: Im Rahmen des Studiengangs Smart Energy Systems, der von Prof. Dr.-Ing. Johannes Jungwirth betreut wird, wurde ein Testlabor für Wallboxen aufgebaut. „Hier lernen unsere Studierenden, wie die Ladeinfrastruktur von morgen funktioniert“, wie Thomas Haupt erklärt: „Die Digitalisierung spielt dabei eine große Rolle. Dazu gehören intelligente Wallboxen, die Vernetzung von Geräten, transparente Prozesskommunikation und vor allem verlässliche Daten. Beim Thema Eigenverbrauchsoptimierung wird es in Zukunft entscheidend sein, dass wir exakt erfassen können, wer wann wo wie viel Energie bezieht oder erzeugt“. Neben Wirk- und Blindenergie erfassen die MID-zertifizierten Energiezähler von WAGO in den Amperfied-Wallboxen auch die Netzfrequenz sowie Strom, Spannung und Leistung für alle Phasen. Diese und viele weitere Daten nutzen Haupt und sein Team, um die Energieflüsse in den gekoppelten Sektoren zu optimieren.

„Damit die Energiewende funktioniert, wir alle nachhaltiger mit Energie umgehen und die Dekarbonisierung vorantreiben, ist es wichtig, dass die Nutzerinnen und Nutzer einfach zu bedienende Systeme an die Hand bekommen, denen sie vertrauen können“, resümiert Haupt, „verlässliche Daten sind dafür grundlegend.“ Andreas Alexander ergänzt: „Das erleben wir schon heute: In einer Wohnungseigentümergemeinschaft, in der sich mehrere Bewohner eine Ladeinfrastruktur teilen, sorgen Amperfied-Wallboxen mit MID-zertifizierten Zählern von WAGO dafür, dass der Energieverbrauch jedes Ladevorgangs korrekt abgerechnet werden kann. Das sorgt für Transparenz, Vertrauen und Harmonie im ganzen Haus.“

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Am Campus Feuchtwangen werden nicht nur Grundlagen vermittelt – es gibt auch einen eigenen Prüfstand für Wallboxen. Insgesamt vier Wallboxen der connect series von Amperfied sind für die Ladeinfrastruktur auf dem Campus im Einsatz.