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13. April 2021
Der Prüfstand
Die Gebrüder Meier AG ist seit über 100 Jahren in der Instandhaltung von elektrischen Maschinen tätig. Der Motorenprüfstand ist ein wichtiger Bestandteil der Firma, denn durch diesen wird die Qualität von elektrischen Maschinen sichergestellt. Da dieser mittlerweile in die Jahre gekommen ist und nicht mehr dem heutigen Stand der Technik entspricht, lag es an den Studenten, ein geeignetes Konzept zu entwickeln, um den Prüfstand wieder fit für die Zukunft zu machen. Dabei stand die Digitalisierung der Messdatenerfassung und die Erneuerung der Leistungsansteuerung im Mittelpunkt.
Lage der Messdatenerfassung
Die Messdatenerfassung erfolgte komplett von Hand und nahm einiges an Zeit in Anspruch. Ausserdem mussten für verschiedene Messungen unterschiedliche Messgeräte eingesetzt werden, was ebenfalls einen erhöhten Zeitaufwand erforderte.
Lage der Speisesteuerung
Da die Prüflinge komplett unterschiedliche Leistungen und Frequenzen aufwiesen, wurde das Netz des Prüfstands durch einen Generator gespiesen. Diese Konstellation ermöglichte ein leistungs- und frequenzänderbares Netz. Der Generator wurde durch eine Gleichstromtechnologie angetrieben. Aufgrund seines langjährigen Einsatzes wart ein Ausfall der gesamten Energieerzeugung des Prüfstands nicht undenkbar.
Blick in die Zukunft (Digitalisierung)
Das Konzept, welches von den Studenten entwickelt wurde, ermöglichte den Ersatz aller Messgeräte, welche bei den statischen (nicht bewegenden) Messungen zum Einsatz kamen, durch ein einziges Messgerät. Dadurch kann die Zeit, welche für die Messungen benötigt wird, beinahe halbiert werden. Die künftige, digitale Datenerfassung wird durch eine vom Projektteam vorgegebene Applikation ermöglicht. Diese zeigt klare Vorgehensweisen und Entscheidungshilfen bei Messabläufen auf und reduziert somit die vom Benutzer verursachten Fehler auf ein Minimum. Ausserdem kann für gleiche oder ähnliche Maschinentypen ein einheitlicher Messablauf konzipiert werden, anstelle dass dieser wie heute immer wieder auf ein Neues durchdacht werden muss. Diese Vorteile verringern den Zeitaufwand und den damit verbundenen Kostenaufwand immens.
Blick in die Zukunft (neue Speisesteuerung)
Bei der Erarbeitung der neuen Konzepte stach eines klar aus der Menge: Die Wechselstromantriebstechnologie. Mittels dieser wird die bestehende Gleichstromtechnologie durch eine komplett neue Wechselstromtechnologie ersetzt. Durch diese lässt sich der Generator vollständig ausschöpfen, was eine Leistungserhöhung des Prüfstands um knappe 50kW ermöglicht. Ausserdem werden durch den einfachen Aufbau des Wechselstrommotors und durch die Leistungseinsparung die Unterhaltskosten gesenkt. Somit wäre ein klarer Mehrwert für den Kunden bei der Umsetzung dieses Konzepts vorhanden.
Fazit
Die von den Studenten entwickelten Konzepte dienen einerseits dazu, den Prüfstand wieder auf den heutigen Stand der Technik zu bringen und somit die Schwachstellen zu eliminieren und anderseits, um zukünftige Kosten beim Prüfen einzusparen.
Digitalisierter Motorenprüfstand
Im Rahmen ihrer Diplomarbeit haben drei Absolventen des Bildungsgangs zum «Dipl. Techniker/in HF Elektrotechnik» Motoren- und Steuerungstechnik in Kombination mit einem automatisierten Messablauf inklusive Datenerfassung und generiertem Prüfprotokoll eingesetzt, um den Prüfstand wirtschaftlich zu betreiben. Die Arbeit wurde von der Firma Gebrüder Meier AG, Regensdorf in Auftrag gegeben.Der Prüfstand
Die Gebrüder Meier AG ist seit über 100 Jahren in der Instandhaltung von elektrischen Maschinen tätig. Der Motorenprüfstand ist ein wichtiger Bestandteil der Firma, denn durch diesen wird die Qualität von elektrischen Maschinen sichergestellt. Da dieser mittlerweile in die Jahre gekommen ist und nicht mehr dem heutigen Stand der Technik entspricht, lag es an den Studenten, ein geeignetes Konzept zu entwickeln, um den Prüfstand wieder fit für die Zukunft zu machen. Dabei stand die Digitalisierung der Messdatenerfassung und die Erneuerung der Leistungsansteuerung im Mittelpunkt.
Lage der Messdatenerfassung
Die Messdatenerfassung erfolgte komplett von Hand und nahm einiges an Zeit in Anspruch. Ausserdem mussten für verschiedene Messungen unterschiedliche Messgeräte eingesetzt werden, was ebenfalls einen erhöhten Zeitaufwand erforderte.
Lage der Speisesteuerung
Da die Prüflinge komplett unterschiedliche Leistungen und Frequenzen aufwiesen, wurde das Netz des Prüfstands durch einen Generator gespiesen. Diese Konstellation ermöglichte ein leistungs- und frequenzänderbares Netz. Der Generator wurde durch eine Gleichstromtechnologie angetrieben. Aufgrund seines langjährigen Einsatzes wart ein Ausfall der gesamten Energieerzeugung des Prüfstands nicht undenkbar.
Blick in die Zukunft (Digitalisierung)
Das Konzept, welches von den Studenten entwickelt wurde, ermöglichte den Ersatz aller Messgeräte, welche bei den statischen (nicht bewegenden) Messungen zum Einsatz kamen, durch ein einziges Messgerät. Dadurch kann die Zeit, welche für die Messungen benötigt wird, beinahe halbiert werden. Die künftige, digitale Datenerfassung wird durch eine vom Projektteam vorgegebene Applikation ermöglicht. Diese zeigt klare Vorgehensweisen und Entscheidungshilfen bei Messabläufen auf und reduziert somit die vom Benutzer verursachten Fehler auf ein Minimum. Ausserdem kann für gleiche oder ähnliche Maschinentypen ein einheitlicher Messablauf konzipiert werden, anstelle dass dieser wie heute immer wieder auf ein Neues durchdacht werden muss. Diese Vorteile verringern den Zeitaufwand und den damit verbundenen Kostenaufwand immens.
Blick in die Zukunft (neue Speisesteuerung)
Bei der Erarbeitung der neuen Konzepte stach eines klar aus der Menge: Die Wechselstromantriebstechnologie. Mittels dieser wird die bestehende Gleichstromtechnologie durch eine komplett neue Wechselstromtechnologie ersetzt. Durch diese lässt sich der Generator vollständig ausschöpfen, was eine Leistungserhöhung des Prüfstands um knappe 50kW ermöglicht. Ausserdem werden durch den einfachen Aufbau des Wechselstrommotors und durch die Leistungseinsparung die Unterhaltskosten gesenkt. Somit wäre ein klarer Mehrwert für den Kunden bei der Umsetzung dieses Konzepts vorhanden.
Fazit
Die von den Studenten entwickelten Konzepte dienen einerseits dazu, den Prüfstand wieder auf den heutigen Stand der Technik zu bringen und somit die Schwachstellen zu eliminieren und anderseits, um zukünftige Kosten beim Prüfen einzusparen.
31. März 2021
Das Nachdiplomstudium «Elektro-Sicherheitsexperte/in NDS HF» bietet Fachkräften eine hervorragende Möglichkeit, sich im Elektroinstallations- und Elektroplanungsbereich fortzubilden. Werden die Kriterien für die Zulassung zur Praxisprüfung erfüllt, dient das Nachdiplomstudium als ideale Prüfungsvorbereitung zur Erlangung der Fachkundigkeit. Das NDS HF richtet sich nicht nur an zukünftige Absolvierende der Praxisprüfung, sondern auch an interessierte Fachfrauen und -männer, welche ein breites Fachwissen in der Planung und Errichtung von elektrischen Installationen und Anlagen erlangen möchten. Zusätzlich eignen sich ambitionierte Spezialisten das aktuelle Wissen und die Tools zur erfolgreichen Führung eines Unternehmens an. Als «Dipl. Elektro-Sicherheitsexperte/in NDS HF» übernehmen sie Bauherrenmandate, führen Elektro-Energieberatungen durch, können Elektro-Energieexpertisen erstellen oder sind in der Elektroplanung in einer leitenden Funktion tätig.
Aufnahmekriterien
Die Zulassung zum Nachdiplomstudium HF bedingt den Abschluss einer eidg. anerkannten Höheren Fachschule für Technik, den Abschluss einer Fachhochschule oder ETH.
Die Kriterien zur Zulassung zur Praxisprüfung ist in der NIV (734.27) Art. 8 sowie in der UVEK- Verordnung (734.272.3) Art. 2-4 geregelt. Die Kriterien der UVEK-Verordnung werden mit dem bestandenen Diplom als «Dipl. Elektro-Sicherheitsexperte NDS HF» vollumfänglich erfüllt.
Studienablauf
Das berufsbegleitende Nachdiplomstudium HF dauert drei Semester mit anschliessender Diplomprüfung und startet im Oktober 2021. Der Unterricht findet jeweils am Freitag statt.
Vereintes Nachdiplomstudium für die Elektroplanungsbranche
Mit der Weiterbildung zum/zur «Dipl. Elektro-Sicherheitsexperte/in NDS HF» wirken die ABB Technikerschule und Electrosuisse gemeinsam dem Fachkräftemangel entgegen und stärken die Ausbildungsvielfalt in der Elektroinstallations- und Planungsbranche.Das Nachdiplomstudium «Elektro-Sicherheitsexperte/in NDS HF» bietet Fachkräften eine hervorragende Möglichkeit, sich im Elektroinstallations- und Elektroplanungsbereich fortzubilden. Werden die Kriterien für die Zulassung zur Praxisprüfung erfüllt, dient das Nachdiplomstudium als ideale Prüfungsvorbereitung zur Erlangung der Fachkundigkeit. Das NDS HF richtet sich nicht nur an zukünftige Absolvierende der Praxisprüfung, sondern auch an interessierte Fachfrauen und -männer, welche ein breites Fachwissen in der Planung und Errichtung von elektrischen Installationen und Anlagen erlangen möchten. Zusätzlich eignen sich ambitionierte Spezialisten das aktuelle Wissen und die Tools zur erfolgreichen Führung eines Unternehmens an. Als «Dipl. Elektro-Sicherheitsexperte/in NDS HF» übernehmen sie Bauherrenmandate, führen Elektro-Energieberatungen durch, können Elektro-Energieexpertisen erstellen oder sind in der Elektroplanung in einer leitenden Funktion tätig.
Aufnahmekriterien
Die Zulassung zum Nachdiplomstudium HF bedingt den Abschluss einer eidg. anerkannten Höheren Fachschule für Technik, den Abschluss einer Fachhochschule oder ETH.
Die Kriterien zur Zulassung zur Praxisprüfung ist in der NIV (734.27) Art. 8 sowie in der UVEK- Verordnung (734.272.3) Art. 2-4 geregelt. Die Kriterien der UVEK-Verordnung werden mit dem bestandenen Diplom als «Dipl. Elektro-Sicherheitsexperte NDS HF» vollumfänglich erfüllt.
Studienablauf
Das berufsbegleitende Nachdiplomstudium HF dauert drei Semester mit anschliessender Diplomprüfung und startet im Oktober 2021. Der Unterricht findet jeweils am Freitag statt.
24. März 2021
Bestandsaufnahme
Zuerst führte das Projektteam eine Bestandsaufnahme durch. Die Diplomanden mussten beurteilen, ob sich besser eine Süd- oder eine West-Ost-Auslegung der Photovoltaikmodule eignet, es wurden verschiedene Speichermöglichkeiten erörtert, und der Ladebedarf der künftigen Elektromobilität wurde miteinbezogen. Schliesslich musste die Wirtschaftlichkeit der Lösung errechnet werden.
Konzept mit verschiedenen Varianten
Das Projektteam erstellte ein Konzept mit verschiedenen Varianten:
• PV-Anlage mit Rückspeisung der gesamten Erzeugung
• PV-Anlage mit Rückspeisung des Überschusses
• PV-Anlage mit Speicherung des Überschusses über Batterien und optimierter Entladung
• PV-Anlage mit integrierter Elektromobilität und deren optimierter Ladung
• PV-Anlage mit integrierter Elektromobilität und zusätzlichem Batteriespeicher
Die Berechnungen ergaben, dass die wirtschaftlichste Lösung eine West-Ost-Ausrichtung der PV-Anlage ist. Eine Speicherlösung wurde verworfen.
Mit der Elektrifizierung der Fahrzeugflotte und einem intelligenten Energiemanagement besteht die Möglichkeit, Lasten beliebig zu verschieben. Dadurch kann bei einer Überproduktion des Solarstroms die Elektroflotte geladen werden. Gemäss den Berechnungen werden somit 18 Prozent der benötigten Energie der Ladestationen durch die PV-Anlage gewährleistet, wodurch der Eigenverbrauch auf die bestmögliche Weise gesteigert werden kann.
Die PV-Anlage wird nach knapp 16 Jahren amortisiert sein und nach 20 Jahren sogar einen Gewinn von ca. 45' 000 Franken abwerfen. Dieses Konzept ermöglicht zudem eine Einsparung von über 430 Tonnen CO2 während einer Laufzeit von 20 Jahren.
Farbunternehmen will Emissionen reduzieren
Mit dem Ziel, den hohen Energieverbrauch und die produzierten CO2-Emissionen zu reduzieren, gelangte ein renommiertes Farbunternehmen an die ABB Technikerschule in Baden. Drei Diplomanden erarbeiteten in ihrer Diplomarbeit zum «Dipl. Techniker HF Elektrotechnik, Vertiefungsrichtung Energietechnik» ein entsprechendes Konzept. Das Ziel: Anschaffung einer Photovoltaikanlage sowie die Umstellung der Fahrzeugflotte auf Elektromobilität.Bestandsaufnahme
Zuerst führte das Projektteam eine Bestandsaufnahme durch. Die Diplomanden mussten beurteilen, ob sich besser eine Süd- oder eine West-Ost-Auslegung der Photovoltaikmodule eignet, es wurden verschiedene Speichermöglichkeiten erörtert, und der Ladebedarf der künftigen Elektromobilität wurde miteinbezogen. Schliesslich musste die Wirtschaftlichkeit der Lösung errechnet werden.
Konzept mit verschiedenen Varianten
Das Projektteam erstellte ein Konzept mit verschiedenen Varianten:
• PV-Anlage mit Rückspeisung der gesamten Erzeugung
• PV-Anlage mit Rückspeisung des Überschusses
• PV-Anlage mit Speicherung des Überschusses über Batterien und optimierter Entladung
• PV-Anlage mit integrierter Elektromobilität und deren optimierter Ladung
• PV-Anlage mit integrierter Elektromobilität und zusätzlichem Batteriespeicher
Die Berechnungen ergaben, dass die wirtschaftlichste Lösung eine West-Ost-Ausrichtung der PV-Anlage ist. Eine Speicherlösung wurde verworfen.
Mit der Elektrifizierung der Fahrzeugflotte und einem intelligenten Energiemanagement besteht die Möglichkeit, Lasten beliebig zu verschieben. Dadurch kann bei einer Überproduktion des Solarstroms die Elektroflotte geladen werden. Gemäss den Berechnungen werden somit 18 Prozent der benötigten Energie der Ladestationen durch die PV-Anlage gewährleistet, wodurch der Eigenverbrauch auf die bestmögliche Weise gesteigert werden kann.
Die PV-Anlage wird nach knapp 16 Jahren amortisiert sein und nach 20 Jahren sogar einen Gewinn von ca. 45' 000 Franken abwerfen. Dieses Konzept ermöglicht zudem eine Einsparung von über 430 Tonnen CO2 während einer Laufzeit von 20 Jahren.
