Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS Stromsensor ermittelt Energieverbrauch ruckzuck

Die ambitionierten Energieeffizienz-Ziele der Bundesregierung setzen Unternehmen unter Zugzwang: Nur wer seinen Stromverbrauch kennt, kann den Energiebedarf senken und nachhaltig wirtschaften. Ein neuartiger Stromsensor hilft, Verbräuche exakt zu ermitteln und so gesetzliche Regelungen zu erfüllen. Zu sehen ist das neue Messgerät auf der Messe Sensor+Test 2012 in Nürnberg.

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a.b.jödden gmbh

Fraunhofer-Gesellschaft z.För. d. angewandten Forschung e.V.

Unternehmen in Deutschland mit einem hohen Energieverbrauch profitieren bislang von ermäßigten Energie- und Stromsteuersätzen. Nach dem Willen der Bundesregierung sollen diese Erleichterungen künftig nur noch gewährt werden, wenn Betriebe Maßnahmen einführen, um Energie zu sparen: Ab 2013 erhalten ausschließlich Firmen Vergünstigungen, die mit einem Energiemanagement-System ihre Stromverbräuche nachweisen.

Kein einfaches Unterfangen – schließlich müssen die Unternehmen in vorhandenen Elektroanlagen Messgeräte nachrüsten, die die Teilenergieverbräuche von Großgeräten wie Press- und Schweißmaschinen, Backöfen oder Motoren erfassen. Bisher erhältliche Messsysteme passen jedoch oftmals nicht in Schaltschränke, sie sind zu groß.

Platzsparendes Messmodul lässt sich um Stromkabel zwicken

Abhilfe schaffen soll ein neuartiges, platzsparendes Messmodul, das sich im laufenden Betrieb wie eine Wäscheklammer um Stromkabel zwicken lässt. Forscher des Fraunhofer-Instituts für Integrierte Schaltungen IIS in Erlangen haben den Energie-Analysator in Zusammenarbeit mit Rauschert entwickelt – einem Hersteller hochwertiger technischer Keramik-Produkte, die in der Fertigung energieintensiv sind.

Gefördert wurde das Forschungsprojekt durch das Bayerische Staatsministerium für Wirtschaft, Infrastruktur, Verkehr und Technologie im Rahmen des Programms „Mikrosystemtechnik“.

Strom messen mit Magnetfeldsensoren

Das Gerät basiert auf dem HallinOne-Sensor des IIS – einem 3D-Magnetfeldsensor, der bereits serienmäßig in Waschmaschinen der BSH Bosch und Siemens Hausgeräte verbaut ist, um dort die Position und Lage der Wäschetrommel zu bestimmen.

„Wir verwenden in der Anwendung erstmals unsere 3D-Magnetfeldsensor-Technologie, um das vom elektrischen Stromfluss erzeugte Magnetfeld zu messen und so die Energiewerte zu erfassen. Das ist ein Novum“, sagt Michael Hackner, Wissenschaftler am IIS. Hierfür bestücken Hackner und sein Team eine flexible, flache Leiterplatte mit acht Sensor-ASICs, kurz für anwendungsspezifische integrierte Schaltung.

Sensor-ASIC misst ganz genau

Die Besonderheit des Sensor-ASIC: Anders als bisherige Sensoren misst er nicht nur zur Chip-Oberfläche senkrechte, sondern zudem tangentiale Magnetfelder, was zu einer hohen Messgenauigkeit führt. Die erfassten Energiewerte werden an einen Microcontroller übertragen, der sie wiederum über ein Gateway – ein Vermittlungsgerät – an einen Zentralrechner sendet.

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