EE-Anlagen nachhaltiger und wirtschaftlicher betreiben

06.07.2022 – Wenn Detlef Fritsch, der Geschäftsführer von WECO Contact, ein Hersteller von Verbindungselementen im Bereich Elektronik und Elektrotechnik, von Hanau aus in Richtung Hoher Vogelsberg oder Hessischer Spessart fährt, sieht er zahlreiche Windräder, die an den Bergrücken stehen. Dass sich diese möglichst problemlos drehen, dazu trägt auch sein Unternehmen bei. Die Bauteile von WECO Contact finden sich beispielsweise in den Getriebesteuerungen der Windkraftanlagen, in Gezeitenkraftwerken, Solaranlagen und Wärmepumpen. Seit fast einem Jahrzehnt ist Nachhaltigkeit laut Detlef Fritsch ein zentraler Aspekt in der Unternehmensstrategie. Der Geschäftsführer meint, dass es nicht ausreiche, den Fokus nur auf die Produktion von Strom aus erneuerbaren Quellen zu legen. Deshalb hat er ressourcenschonende Prozesse in der Produktion verankert, zudem soll die Langlebigkeit der Produkte erhöht werden.

Kreislaufwirtschaft beim Spritzguss

Bereits in der eigenen Produktion hat das Unternehmen nach eigenen Angaben Vorkehrungen getroffen, mit den eingesetzten Materialien möglichst sparsam umzugehen. So würden bei der Herstellung von Kunststoff-Gehäusen anfallende Reststoffe – Abfall, Ausschuss und produktionsbedingter Überstand – zu Regranulat verarbeitet und dem Produktionsprozess kontrolliert wieder zugeführt. Damit sinkt der Bedarf an neuem Rohstoff, und es muss weniger wertvolles Material entsorgt werden.

Diese Umstellung war dem Geschäftsführer zufolge kein einfacher Prozess. Faktisch wird der Kunststoff mit Regranulat-Beimischung als veränderter Werkstoff geführt, was neue VDE-, UL- und CSA-Zertifizierungen nötig mache. Auch die Kunden wurden über die veränderte Zusammensetzung informiert, die zwar keine Veränderung der Eigenschaften nach sich ziehe, aber eine nachhaltigere Produktion ermögliche. Diese diese Umstellung sei bei den Abnehmern einhellig befürwortet worden.

WECO Serie 308 Solarpaneele
Die robusten Verbindungselemente der Serie 308 kommen beispielsweise in Solaranlagen und Wärmepumpen zum Einsatz. Foto: Ursprung: gettyimages.de @VioNettaStock / Bearbeitung: WECO Contact GmbH

Weniger Wasser rein, weniger CO2 raus

Ein weiterer großer Teil der Produktion ist die Metallver- und bearbeitung. Hier fallen Späne, Abschnitte und Stanzreste an. Diese werden von Ölrückständen und anderen Verschmutzungen befreit, sortenrein gesammelt und als Rohstoff an den Lieferanten zurückgegeben, der diese wieder zu neuen Produkten verarbeitet.

Darüber hinaus werden auch zur Herstellung benötigte Zusatzstoffe, wie Brauchwasser oder Kühlflüssigkeiten, aufbereitet und wiederverwendet. Bezogen auf eine gleichbleibende Menge vergleichbarer Bauteile hat sich Detlef Fritsch zufolge innerhalb des Unternehmens in den vergangenen fünf Jahren der Wasserverbrauch um 25 Prozent reduziert. Bei der Energie konnten rund 20 Prozent eingespart werden. Zusammen mit dem Einsatz von Kunststoff-Regranulat trage dies zu einem CO2-ärmeren Herstellungsprozess bei, was besonders für große und internationale Unternehmen von großer Bedeutung ist. Denn der Elektro-Konzern will den CO2-Ausstoß in seiner gesamten Wertschöpfungskette in den kommenden fünf Jahren halbieren, so der Geschäftsführer. Gemeinsam mit einem Kunden stellt das Unternehmen derzeit eine CO2-Bilanz auf, mit der die Fortschritte hin zu einer klimafreundlicheren Produktion dokumentiert werden sollen.

Langlebigkeit aus ökologischen und ökonomischen Gesichtspunkten wichtig

Ein weiterer Aspekt der Nachhaltigkeit betrifft die Lebensdauer von erneuerbaren Energieanlagen und Komponenten. Der Beitrag eines Solarpanels zum Klimaschutz wird geschmälert, wenn das Panel nicht die volle Lebensdauer der Siliziumschicht nutzen kann, sondern schon vorher entsorgt werden muss, weil ein Bauteil in der Elektronik ausfällt.

Dies ist nicht nur aus ökologischen Gesichtspunkten zu bedauern, sondern fällt auch in ökonomischer Hinsicht negativ ins Gewicht. Denn die Siliziumschicht ist wesentlich teurer als einzelne Elektronikkomponenten, der Reparaturaufwand dagegen oft so hoch, dass sich dies wirtschaftlich nicht lohnt. Hier zeigt sich laut sich Detlef Fritsch zufolge ein Multiplikator-Effekt: Die Lebensdauer der wertmäßig eher unbedeutenden Bauteile ist ein wesentlicher Einflussfaktor für die Nachhaltigkeit des Gesamtsystems.

Das gilt nicht nur für das einzelne Solarpanel, sondern beispielsweise genauso für Windkraftanlagen oder Gezeitenkraftwerke. Hier kommen Produkte von WECO an zahlreichen Übergabepunkten zum Einsatz, in Wechselrichtern und Frequenzumformern ebenso wie in Motoren, Pumpen und Generatoren, in peripheren Steuerungselementen und in Überwachungsbausteinen. Auch bei der regenerativen Wärmeerzeugung per Wärmepumpen ist das Hanauer Unternehmen engagiert, dessen Bauteile seien bei mehreren Herstellern im Einsatz.

WECO Serie_328_329_Windrad
Die Serien 328 und 329, die auch rauen Umgebungsbedingungen standhalten, werden unter anderem in Windkraftanlagen verbaut. Foto: Ursprung: stock.adobe.com @peterschreiber.media / Bearbeitung: WECO Contact GmbH

Auf raue Bedingungen ausgelegt

Um eine lange Lebensdauer von Maschinen und Anlagen zu gewährleisten, führen die Elektronik-Spezialisten laut Detlef Fritsch aufwendige Qualitätstests durch. So kommen nur geprüfte Bauteile zur Auslieferung, die ohne weitere Vorprüfung oder Selektion sofort verbaut werden können. Dabei könnten sich die Kunden auf eine lange Funktionsfähigkeit verlassen, da die Produkte selbst rauesten Umweltbedingungen standhalten würden, darunter auch chemischen Flüssigkeiten und aggressiven Gase.

Laut dem Geschäftsführer zeigte sich dieser Qualitätsanspruch kürzlich bei einem Kunden. Dieser hatte eine Platine einer Überspannung ausgesetzt, um zu sehen, welche Schäden dabei entstehen. Verschiedene Elemente waren dabei in Rauch aufgegangen – das Bauteil von WECO hingegen sei nach dem Test noch voll funktionsfähig gewesen.

Bauteile für Windkraftanlagen: Temperatur- und vibrationsresistent

Ein Problem bei der Stromerzeugung in Windkraftanlagen sind Vibrationen mit wechselndem Frequenzgang. Kontinuierliche Erschütterungen können dazu führen, dass sich Steckverbindungen unbeabsichtigt oder unkontrolliert lösen. Bei Anschlüssen auf der Leiterplatte besteht darüber hinaus die Gefahr, dass Vibrationen durch Zug- und Stoßbewegungen zu mechanischen Belastungen führen, die zum Ausreißen der Lötstellen oder Kontaktproblemen durch sogenannte „kalte Lötstellen“ führen. Dies kann nicht nur zum Ausfall der Anlage führen – bei größeren Strömen droht sogar ein Leiterplattenbrand.

Um solche Probleme zu vermeiden, hat das Unternehmen eine eigene Anker- und Einrast-Technik für Steckverbinder entwickelt. Diese soll nicht nur eine unkontrollierte Trennung der Verbindung verhindern. Sie schütze darüber hinaus die Lötstellen vor mechanischem Ausreißen. Temperaturschwankungen können ebenfalls zu mechanischen Belastungen der Bauteile führen und dadurch eine verlässliche Verbindung gefährden. Ein intelligentes Design sorge für hohe Toleranz gegenüber temperaturbedingten Veränderungen der Bauteile, sodass der sichere Betrieb auch bei großen Temperaturschwankungen gewährleistet sei.

WECO Serie 110_120 Energieerzeugung
Die Serien 110 und 120 verfügen über einen zusätzlichen Rasthaken, der unbeabsichtiges Lösen bei Vibrationen, beispielsweise in Gezeitenkraftwerken, verhindert. Foto: Ursprung: shutterstock.com @Alexandra Chiriac / Bearbeitung: WECO Contact GmbH

Unterstützung von Stadtwerken und Versorgern bei Leasing-Modellen

Für Hersteller und Betreiber der Strom- und Wärme-Erzeugung ist das Ausfallrisiko von erheblicher wirtschaftlicher Bedeutung. Ungeplante Stillstände bedeuten Umsatzverluste, hinzu kommen vergleichsweise hohe Beschaffungskosten, wenn beispielsweise ein Solarpanel oder eine komplette Steuerung ausgetauscht werden müssen, und natürlich die Kosten für den Reparaturaufwand.

Teilweise sind ganze Geschäftsmodelle von der Ausfallsicherheit der Produkte abhängig. Ein Beispiel findet sich im Bereich von Photovoltaik-Anlagen. Stadtwerke, überregionale Energieerzeuger und spezialisierte Unternehmen bieten inzwischen Leasing-Modelle an, teils inklusive Service-Bausteinen wie Wartung und Reparatur. Dementsprechend hoch ist das Interesse des Leasing-Anbieters, dass der Service-Fall möglichst selten eintritt. Für dieses Geschäftsmodell hätten sich Wechselrichter eines deutschen Herstellers bewährt, der auf Bauteile von WECO Contact setzt, um in diesem Kundensegment mit hoher Lebensdauer zu punkten.

Nachhaltigkeit zahlt sich aus

Der Zusammenhang zwischen Langlebigkeit und Wirtschaftlichkeit deckt die unternehmerische Kalkulation über den gesamten Lebenszyklus auf, die sogenannte Total Cost of Ownership (TCO). Neben den Anschaffungsinvestitionen werden hier auch die Betriebskosten, Aufwendungen für Wartung, Instandhaltung und Reparaturen sowie die Kosten der Entsorgung berücksichtigt. Klassisches Beispiel für eine schlechte TCO ist eine günstige Maschine, die über einen hohen Energiebedarf im laufenden Betrieb die gesparten Anschaffungskosten mehr als auffrisst.

Detlef Fritsch räumt ein, dass die Aufwendungen für ein intelligentes Design der Bauteile, eine ressourcenschonende Produktion und die Sicherung der hohen Qualität bei der Auslieferung sich im Preis bemerkbar machen. Doch aufgrund der langen Lebensdauer und der daraus resultierenden Einsparungen erreiche man eine deutlich bessere TCO. Und nicht zuletzt auch einen zusätzlichen Beitrag zum Umwelt- und Klimaschutz. (ds)

www.wecoconnectors.com

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