Energiequalität

Energiequalität beschreibt die Güte der elektrischen Energie, die von einem Versorgungsnetz an Verbraucher geliefert wird. Sie umfasst Parameter wie die Netzspannung, die Netzfrequenz, Oberschwingungen, Flicker, Transienten und die Häufigkeit von Unterbrechungen. Eine hohe Energiequalität ist Voraussetzung für den zuverlässigen Betrieb elektrischer Geräte, Steuerungen und industrieller Prozesse.

Zu den wichtigsten Kennwerten gehören die Amplitude der Netzspannung (in der Regel als Effektivwert), deren Übereinstimmung mit den Normgrenzen, Frequenzabweichungen, Oberschwingungen (THD), Flicker sowie Unterbrechungen und Spannungsänderungen wie Sags und Swells. Unterbrechungen oder längere Unterspannungen wirken sich besonders kritisch auf empfindliche Systeme aus.

Regulatorische Rahmenwerke: In Europa legt EN 50160 die Charakteristik der Netzspannung fest, die öffentliche Verteilernetze liefern müssen. Zur Messung der Energiequalität existieren Normen wie IEC 61000-4-30 für Messungen der Netzqualität und IEC 61000-4-7 für Harmonische. Netzbetreiber und Industrie setzen zudem Monitoring- und Berichtsverfahren ein, um Qualität und Störereignisse zu dokumentieren.

Ursachen und Auswirkungen: Netzschwankungen, Lastwechsel, Start von größeren Motoren, Einspeisung aus dezentralen Erzeugern sowie Netzumschaltungen verursachen Störungen. Auswirkungen können Fehlfunktionen von Geräten, vorzeitiger Verschleiß, verminderte Betriebssicherheit und Beeinträchtigungen von IT- oder Automatisierungssystemen sein.

Gegenmaßnahmen: Messung und kontinuierliches Monitoring der Energiequalität, Einsatz von Netzfiltern, Gleichrichtern/Wechselrichtern mit Qualitätsfunktionen, USV-Systemen, Spannungsreglern, Harmonikakompensation, ordnungsgemäße Erdung und Phasenbalancierung sowie geeignete Anlagenauslegung und Lastmanagement verbessern die Qualität der gelieferten Elektrizität.