Standby von Stellantrieben in Lüftungsklappen

• Forschungsstelle: BFE
• Projektnummer: SI/501055

Schlussbericht (Deutsch)

Im Rahmen der Erneuerung der Betriebs- und Sicherheitsanlagen des 9.2 km langen Seelisbergtunnels wird nach dem bereits erfolgten Einbau von Abluftklappen in der Südröhre auch die Nordröhre damit ausgerüstet. Basierend auf geschätzten Herstellerangaben werden für diese 191 Abluftklappen im Seelisbergtunnel hochgerechnet ein jährlicher Standby-Verbrauch von etwa 100 MWh angegeben. Da derartige Antriebe in der Schweiz verbreitet sind, und auch im Wasser- und Abwasserbereich eingesetzt werden, dürfte der gesamte Standby-Stromverbrauch für derartige Stellantriebe gesamtschweizerisch ziemlich hoch liegen. Mit Messungen von zwei unterschiedlichen Stellantrieben für derartige Abluftklappen, SCHIEBEL und AUMA, die beide durch den Lieferanten Sirocco zur Verfügung gestellt werden, soll der Verbrauch unterschiedlicher Stellantriebe genau gemessen und ein allfälliges Einsparpotential aufgezeigt werden. Die Messungen haben ergeben, dass der Standby-Verbrauch je nach Hersteller resp. Produkt zwischen 13W (SCHIEBEL) und 24W (AUMA) beträgt. Innerhalb eines Jahres summiert sich dieser Standby-Verbrauch pro Stellantrieb auf 210.25kWh resp. 113.88kWh. Die im Seelisbergtunnel installierten 191 AUMA-Antriebe für die Abluftklappen verbrauchen damit gemäss den gemessenen Wer-ten pro Jahr über 40,1 MWh. Ersetzt man die AUMA-Antriebe durch SCHIEBEL-Antriebe so reduziert sich dieser Wert auf 21.8 MWh. Die Diskrepanz zu den ursprünglich durch den Hersteller angegebenen 100 MWh rühren einerseits daher, dass damals die Werte nicht genau verfügbar waren und gewisse Annahmen getroffen werden mussten und anderseits durch den Verbrauch von einzelnen Komponenten, die in den Messungen nicht einbezogen worden sind (LWL-Kommunikationsmodul). So oder so zeigen die Werte auf, dass bei der Auswahl der Produkte nebst den technischen und mechanischen Anforderungen der Standby-Verbrauch miteinbezogen werden muss. Ferner sind Methoden zu entwickeln, die trotz höchster Sicherheitsanforderungen mit minimaler Standby-Leistung auskommen. Es ist wünschenswert, dass die Entwickler dieser Antriebe dem Standby Beachtung schenken und dass das Bundesamt für Strassen (ASTRA) und auch andere Infrastrukturbetreiber entsprechend minimale Verbrauchswerte vorgeben oder allenfalls die monetarisierten Verluste in die Evaluation miteinbeziehen.

Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
Hochschule für Technik und Wirtschaft, Labor für Energieeffizienz

Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Kammermann,Stefan
Venzin,Toni

Zugehörige Dokumente

• Standby von Stellantrieben in Lüftungsklappen - Schlussbericht [PDF] 258 kB

Schlussbericht (Englisch)

After fitting the exhaust air flaps in the south tube of the 9.2km long Seelisberg tunnel, the same procedure will be applied to the north tube in the course of the replacement of operational facilities and security equipment. Based on manufacturer information an estimation of the standby power consumption for the 191 flaps in this tunnel is given as 100MWh p.a. The usage of such drives not only in traffic tunnels but in Water circuitry is very common in Switzerland. Therefore, the entire standby power consumption of such actuators can be estimated to be quite significant. The real power consumption of two actuator types, SCHIEBEL and AUMA, provided by Sirocco as a distributor, was to be determined to obtain information about potential savings. The measurements showed a standby power consumption of 13W for the SCHIEBEL actuator and 24W for the product by AUMA. This leads to an annual power consumption of 113.88kWh for the SCHIEBEL actuator and of 210.25kWh for the AUMA Flaps. The operational 191 AUMA actuators in the south tube of the Seelisberg tunnel therefore consume more than 40.1MWh. A replacement of these actuators by the products of SCHIEBEL would reduce the power consumption to 21.8 MWh. The discrepancy to the Values of 100MWh in the first estimation are due to two sources of error. Firstly, precisely measured values were missing and therefore certain presumptions needed to be taken. Secondly the consumption of single components like glass fibre communication modules were not included into the measurements. These values show that - in addition to technical and mechanical requirements - the standby power consumption needs to be taken in to account when selecting appropriate products. Furthermore, products need to be derived able to deliver highest safety according to requirements while still consuming a minimal amount of energy. Engineers should be aware of the power consumption of their developed products. Federal Roads Office (FEDRO) and other infrastructure operators should force minimal power consumption values for actuators or at least take into account the power consumption when selecting this kind of product.

Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
Hochschule für Technik und Wirtschaft, Labor für Energieeffizienz

Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Kammermann,Stefan
Venzin,Toni

Schlussbericht (Französisch)

Dans le cadre de la rénovation des installations et des systèmes de sécurité du tunnel du Seelisberg d'une longueur de 9,2 km, et après installation avec succès des clapets d'évacuation d'air dans la galerie sud, la galerie nord en sera aussi équipée. En nous basant sur les données estimées du fabricant, il faudra compter pour ces 191 clapets dans le tunnel sur une consommation annuelle d'environ 100 MWh en régime standard. De tels moteurs de propulsion sont déjà utilisés en Suisse dans les domaines des eaux propres et des eaux usées, et la consommation d'électricité en régime standard pour ces installations semble très élevée dans tout le pays. Après mesures sur les deux systèmes différents de moteurs SCHIEBEL et AUMA, fournis par la société Sirocco, la consommation du courant électrique des clapets d'évacuation d’air a été précisément établie et une possible économie en énergie est démontrée. Les mesures ont montré que la consommation d'énergie en régime standard selon les fabricants et leurs produits respectifs s'élève de 13 W (SCHIEBEL) à 24 W (AUMA). En une année, la consommation en régime standard par moteur de propulsion s'élève de 210.25 KWh ou 113.88 KWh. Les 191 propulseurs Auma installés pour les clapets dans le tunnel du Seelisberg utilisent par année 40,1 MWh selon les mesures effectuées. En les remplaçant par des propulseurs Schiebel la consommation serait réduite à 21,8 MWh. L'écart par rapport aux 100MWh déclarés auparavant par le fournisseur s'explique d'une part parce que les valeurs n'étaient pas disponibles à l'époque de l'étude et que certaines hypothèses de consommation ont dû être prises et d'autre part parce que la consommation de certains composants n'a pas été prise en compte dans les mesures. (Module de communication LWL). En raison des résultats de mesures la consommation d'énergie en régime standard doit tout aussi être prise en compte que les exigences techniques et mécaniques. A l'avenir, des méthodes sont à développer qui en dépit de hautes exigences de sécurité devront s'accommoder d'un niveau minimum de consommation. Il serait souhaitable que les producteurs de ces moteurs de propulsion y prêtent attention et que Office fédéral des routes (OFROU) et les autres opérateurs de ces infrastructures donnent des valeurs minimales d'utilisation ou éventuellement évaluent et incluent les pertes financières.

Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
Hochschule für Technik und Wirtschaft, Labor für Energieeffizienz

Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Kammermann,Stefan
Venzin,Toni