Zählknechte
Zwischenzähler zum Messen des Energieverbrauchs im Sicherungskasten
Wer den Energieverbrauch in Haus oder Wohnung dauerhaft im Blick haben will, dem helfen Energiezähler für die 35-mm-Schiene. Es gibt sie in sehr unterschiedlicher Ausprägung. Wir haben uns sechs Exemplare von simpel bis redselig angesehen.
Um mal eben schnell den Energieverbrauch einzelner Geräte zu messen, eignen sich Zwischenstecker, die wir bereits mehrfach in c’t getestet und vorgestellt haben, zuletzt in [1]. Sie helfen, besonders durstige Exemplare zu identifizieren. Will man hingegen wissen, wie viel elektrische Energie in Bastelwerkstatt, Küche oder andere Räume fließt, schlägt die Stunde der hier vorgestellten Zwischenzähler. Sie kommen in den Verteilerkasten und erfassen als private Messstelle die Energie, die einzeln abgesicherte Bereiche von Haus oder Wohnung verbrauchen.
Wie detailliert das klappt, hängt von der Verkabelung ab: In modernen Gebäuden gibt es oft für jeden Raum eine eigene Sicherung. Ganz komfortable Installationen trennen auch noch für jeden Raum den Lichtstromkreis von dem für Steckdosen – bei einem Kurzschluss durch ein defektes Gerät in der Steckdose steht man dann nicht sofort im Dunkeln. Hinzu kommen mitunter einzeln abgesicherte Stromkreise für Backofen, Waschmaschine und andere Großverbraucher. Jeden dieser Stromkreise kann man theoretisch mit einem eigenen Zwischenzähler ausstatten. Was in der eigenen Behausung möglich ist, verrät ein Blick in den Zählerkasten: Finden sich dort nur ein oder zwei Sicherungen, lohnen Zwischenzähler kaum. Den Gesamtverbrauch erfasst ja schon der Zähler des Energieversorgers. Je mehr einzeln abgesicherte Stromkreise im Zählerschrank zusammenlaufen, umso detaillierter können Sie die Energieverteilung in Haus oder Wohnung erfassen.
Eine weitere Voraussetzung für den Einbau privater Zwischenzähler ist das Platzangebot im Verteilerkasten. Moderne Zwischenzähler sitzen auf 35-Millimeter-Schienen (Hutschienen) und nehmen je nach Ausprägung unterschiedlich viel Einbaubreite in Anspruch. Einfache einphasige Modelle kommen mit 32 bis 35 Millimeter aus; das ist beinahe doppelt so viel Platz, wie eine normale Automatiksicherung (18 Millimeter, eine Teilungseinheit, TE) beansprucht. Es gibt aber auch einphasige Zwischenzähler mit großem Display, die stolze 75 Millimeter breit sind. Dreiphasige Zwischenzähler für Elektroherde oder größere Maschinen sind zwischen 72 und 76 Millimeter breit – mehr als ein dreiphasiger Sicherungsblock (54 Millimeter, 3 TE).
Ist im Verteilerschrank genug Platz für einen Zwischenzähler, bleibt die Frage, für welche Stromkreise sich solch ein Zähler überhaupt lohnt. Für Abrechnungszwecke eignen sich die üblicherweise angebotenen privaten Zwischenzähler nicht, da sie in der Regel nicht geeicht sind. Natürlich kann es spannend sein, jeden Raum im Haus mit einem eigenen Zähler zu bestücken. Doch weder gibt es in den meisten Verteilern so viel Platz, noch bietet das einen nennenswerten Erkenntnisgewinn. Klar, in einer Wohngemeinschaft oder einer Familie könnte man so jedem einzelnen Mitbewohner auf die Finger schauen, ob das aber wirklich zum Energiesparen beiträgt, oder nicht den Hausfrieden gefährdet, muss jeder selbst entscheiden.
Spannender ist es da schon, etwa die Hobbywerkstatt mit einem Zähler auszustatten. Je nach Verkabelung ist das mehr oder weniger aufwendig. In meinem Zuhause zum Beispiel führen in den Hobbyraum mehrere Stromkreise: Das Licht ist separat abgesichert, ebenso die Stromkreise für die Steckdosen, den Serverschrank und den Drehstromanschluss für die Fräse und die Metallbandsäge. Natürlich könnte ich jetzt drei Wechselstromzwischenzähler und zwei Drehstromzwischenzähler installieren, um jeden Stromkreis einzeln zu erfassen. Besonders sinnvoll ist das aber nicht. Der Energieverbrauch des ständig laufenden Servers ist durchaus interessant, doch um den zu messen, reicht ein Zwischenzähler direkt im 19"-Rack.
Der verbleibende Energieverbrauch der Werkstatt ist weniger aus Energiespargründen denn aus akademischer Sicht interessant, da keine der großen Maschinen wirklich stunden- oder gar tagelang läuft. Es reicht aus, die Werkstatt mit einem einzelnen Drehstrom-Zwischenzähler vor den Einzelsicherungen des Raumes zu versehen. Das erfordert allerdings einigen Umbau-Aufwand, denn üblicherweise klemmen die Sicherungen in modernen Verteilern auf der Primärseite an dreiphasigen Verteilerschienen. Diese Verbindung muss also geändert werden, damit der Zwischenzähler alle Stromkreise, die in den Hobbyraum führen, erfassen kann. Beim Zwischenzähler muss es sich um ein Drehstrommodell handeln, dessen maximale Belastbarkeit oberhalb der Summe der dahinterliegenden Stromkreise liegt. Bei mir sind sowohl die Wechselstromkreise (Licht und Steckdosen) als auch der Drehstromkreis (Fräse, Metallbandsäge) mit jeweils 16 Ampere (A) abgesichert. Rechnerisch kommen da 80 A zusammen. Auch wenn dieser Wert in der Praxis nie erreicht werden dürfte, sollte der Zwischenzähler passend ausgelegt und natürlich auch verdrahtet werden.
Für welche Belastung ein Zwischenzähler ausgelegt ist, steht üblicherweise auf den Geräten – allerdings in etwas kryptischer Schreibweise. An den beiden von uns getesteten Drehstromzählermodellen findet sich die Angabe „0,5-10(80)A“. Der Maximalstrom, der durch die Geräte fließen darf, beträgt also 80 A, der Lastbereich, für den die Zähler kalibriert und ausgelegt wurden, ist hingegen 0,5 bis 10 A. Das ist die sogenannte Nennlast der Zähler, die die Bezugsgröße für die Kalibrierung und letztlich die Genauigkeit des Zählers bestimmt. Bei den getesteten Wechselspannungszählern schwankt die Maximallast zwischen 63 und 100 A, die Nennlast liegt zwischen 1 und 5 Ampere – siehe Tabelle. Auf den Zählern sollte sich neben dem CE-Zeichen auch noch eine Angabe zum Spannungsbereich und zur vorgesehenen Netzfrequenz finden. Zähler für ein 60-Hertz-Stromnetz zeigen im europäischen 50-Hertz-Netz falsche Werte an.
Gerätevielfalt
Die am Markt angebotenen Zähler für 35-Millimeter-Hutschienen unterscheiden sich vor allem in der Ausstattung. Wir haben uns sechs sehr verschiedene Modelle herausgepickt, um exemplarisch zu zeigen, was von der jeweiligen Kategorie zu erwarten ist. Zu den „dummen“ Zählern gehört das Modell Earu DDS662. Es kostet grade mal 10 Euro und bietet ausschließlich die bei allen Zählern vorgesehene Blink-LED, über die sich der Gesamtenergieverbrauch auslesen lässt.
Deutlich besser ausgestattet sind die Modelle KTEM07 von Ketotek (ab 37 Euro) und ATP-BW von Earu für gut 33 Euro. Beide können den hinter dem Zähler liegenden Stromkreis über ein Relais schalten und lassen sich über ihre WLAN-Schnittstelle beispielsweise mit der Tuya-App von Volcano Technology steuern oder in Smart-Home-Systeme einbinden. Als viertes einphasiges Modell haben wir uns den DDS529MR von Sinotimer (47 Euro) angesehen. Das Gerät kommuniziert statt via WLAN über eine RS485-Schnittstelle mit Modbus-RTU-Protokoll.
Ebenfalls mit RS485-Schnittstelle ist der für knapp 67 Euro erhältliche Drehstromzähler SDM72D-M V2 von Eastron. Wir haben dieses Modell ausgewählt, weil es sehr gut dokumentiert ist und es zudem viele Open-Source-Projekte auf ESP- oder Arduino-Basis unterstützen. In den professionellen Bereich gehört der letzte Drehstromzähler in der Testriege, das Modell OR-WE-517 (71 Euro) des polnischen Herstellers Orno. Auch er besitzt eine RS485-Schnittstelle mit Modbus-Protokoll. Zusätzlich hat der Zähler noch eine integrierte Uhr und kann so den Energieverbrauch für bis zu vier unterschiedliche Tarife separat erfassen.