Hier wird gerechnet und entschieden. Nimm dir Tabellenbuch, Taschenrechner und deine Geräteliste aus Lernangebot 1 dazu.
Schritt 3 von 4. Du rechnest Strom, Energie und Kosten, teilst die Geräte auf die drei Außenleiter auf und entscheidest über den Anschluss am MV 2.
Danach: Rechenwege und Lösungen
Der wichtigste Satz auf dieser Seite: Die Leistung sagt, wie viel ein Gerät zieht, solange es läuft. Die Energie sagt, wie viel es über die Zeit verbraucht. Über den Anschluss entscheidet der Strom, über die Stromrechnung die Energie.
Am Ende hast du: Energiebedarfsliste Hütte 7 mit Anschlussentscheidung
Alle Aufgaben beziehen sich auf die Anlagendaten und auf deine Geräteliste aus Lernangebot 1. Rechne immer mit Formel, Zahlenwert und Einheit. Runde erst im Endergebnis, Ströme auf zwei Nachkommastellen.
Erst du, dann die anderen
Wie würdest du herausfinden, ob der Anschluss am Marktverteiler für die Hütte reicht? Den Wert gibt dir keiner vor.
So gehen andere vor. Such dir einen Weg aus.
- Alle Leistungen addieren. Du rechnest so, als liefen alle Geräte zugleich mit voller Leistung. Damit bist du auf der sicheren Seite, aber so läuft eine Hütte selten, und der Anschluss wird womöglich größer und teurer als nötig.
- Mit einem Erfahrungswert rechnen. Ein Gleichzeitigkeitsfaktor sagt, welcher Teil der Leistung im Mittel zugleich gebraucht wird. Das ist näher am Alltag, aber ein Erfahrungswert gilt für viele Hütten im Mittel und nicht unbedingt für deine.
- Einen Markttag nachstellen. Du schreibst für jede Stunde auf, welche Geräte laufen, und rechnest den Strom je Außenleiter. Das zeigt die Spitzen des Tages, ist aber aufwendig, und du brauchst dafür Angaben vom Kunden, wann er was einschaltet.
Es gibt hier nicht den einen richtigen Weg. Entscheide dich für einen und schreibe dazu, weshalb.
Gegebene Werte · aufklappen, wenn du rechnest
Gegebene Werte
- Netz am Marktverteiler MV 2
- 400/230 V, 50 Hz, TN-S. Alle Geräte der Hütte 7 sind für 230 V gebaut.
- Leistung, Anzahl und mittlere Einschaltdauer
- Geräteliste des Kunden, siehe Lernangebot 1 und Anlagendaten
- Leistungsfaktor
- cos φ = 1
- Laufzeit des Wintermarkts
- 28 Tage, täglich geöffnet von 10:00 bis 22:00 Uhr
- Außenbeleuchtung
- täglich von 16:00 bis 22:00 Uhr
- Kühlschrank
- läuft während der Laufzeit rund um die Uhr
- Arbeitspreis Strom
- 0,34 €/kWh, die Marktleitung rechnet nach Zähler ab
- Anschluss Standard
- CEE-Steckdose 16 A, 5-polig, 400 V, im MV 2 abgesichert mit LS-Schalter C16, 3-polig · Anschlusspauschale 120 €
- Anschluss gegen Aufpreis
- CEE-Steckdose 32 A, 5-polig, 400 V, im MV 2 abgesichert mit LS-Schalter C32, 3-polig · Anschlusspauschale 210 €
- Gleichzeitigkeitsfaktor
- g = 0,7, Erfahrungswert der Marktleitung für Gastronomiehütten
Alle Werte stammen aus den Anlagendaten. Die Zahlen sind für den Unterricht konstruiert und in sich stimmig.
Dein Lernprodukt im Einzelnen
Dein Lernprodukt
Energiebedarfsliste Hütte 7 mit Anschlussentscheidung
Darauf laufen die Aufgaben dieses Lernangebots zu. Die Aufgaben sind die Stufen dorthin, das Lernprodukt ist das Ergebnis.
Es besteht aus
- der Stromaufnahme jedes Geräts
- dem Energiebedarf jedes Geräts über die 28 Tage und dem Energiebedarf der ganzen Hütte
- den Energiekosten für die Laufzeit
- der Aufteilung der Geräte auf die Außenleiter L1, L2 und L3 mit Leistung und Strom je Außenleiter
- der begründeten Entscheidung für CEE 16 A oder CEE 32 A, als Empfehlung an den Kunden
Zur Dokumentation
Jede Rechnung mit Formel, Zahlenwert und Einheit. Jede Zeile der Liste mit der Einschaltdauer und den Betriebsstunden, mit denen du gerechnet hast. Die Entscheidung in Sätzen, die der Kunde ohne Fachwissen versteht, mit den Kosten beider Anschlüsse.
Abgenommen wird es im Kreuzreview durch ein anderes Team, danach von der Projektleitung abgezeichnet. Zu Meilenstein M1 nimmt es der Auftraggeber im Sprint Review ab.
Aufgabe 2.1
Berechne die Stromaufnahme der Geräte:
- Nenne die Formel, mit der du aus Leistung und Spannung den Strom berechnest.
- Berechne den Strom für jede Zeile der Tabelle.
- Vergleiche deinen Wert für die Crêpesplatte mit dem Bemessungsstrom im Datenblatt.
- Übertrage die Ströme in die Spalte „Strom“ deiner Geräteliste aus Lernangebot 1.
| Gerät | Leistung P | Strom I |
|---|---|---|
| Glühweinkocher 1 | ||
| Glühweinkocher 2 | ||
| Crêpesplatte | ||
| Kaffeevollautomat | ||
| Übertischspeicher | ||
| Heizstrahler | ||
| Kühlschrank | ||
| Kasse, Kartenterminal, Router | ||
| Licht innen, 4 LED-Panels | ||
| Außenbeleuchtung |
Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Elektrische Leistung · Stromstärke
Allein Diese Aufgabe bearbeitest du allein.
Aufgabe 2.2
Berechne den Energiebedarf der Geräte über die 28 Tage:
- Erkläre, was die mittlere Einschaltdauer eines Glühweinkochers von 35 % bedeutet.
- Berechne die Betriebsstunden für die Öffnungszeit, für die Außenbeleuchtung und für den Kühlschrank.
- Berechne die Energie jedes Geräts mit Leistung, Einschaltdauer und Betriebsstunden.
- Berechne den Energiebedarf der ganzen Hütte.
W = P · t
| Gerät | Leistung P | Einschaltdauer | Betriebsstunden t | Energie W |
|---|---|---|---|---|
| Glühweinkocher 1 | ||||
| Glühweinkocher 2 | ||||
| Crêpesplatte | ||||
| Kaffeevollautomat | ||||
| Übertischspeicher | ||||
| Heizstrahler | ||||
| Kühlschrank | ||||
| Kasse, Kartenterminal, Router | ||||
| Licht innen, 4 LED-Panels | ||||
| Außenbeleuchtung | ||||
| Summe |
Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Elektrische Arbeit · Energie · Kilowattstunde
Allein Diese Aufgabe bearbeitest du allein.
Aufgabe 2.3
Berechne, was der Strom für die Hütte über die Laufzeit kostet:
- Berechne die Energiekosten mit dem Arbeitspreis der Marktleitung.
- Berechne den Anteil der Crêpesplatte an den Energiekosten in Prozent.
- Vergleiche Heizstrahler und Kaffeevollautomat nach Leistung und nach Energiebedarf.
- Erkläre, weshalb das Gerät mit der kleineren Leistung mehr Energie braucht.
K = W · Arbeitspreis
Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Energiekosten · Elektrische Arbeit
Allein Diese Aufgabe bearbeitest du allein.
Aufgabe 2.4
Berechne, welchen Strom die Hütte aus dem Anschluss ziehen kann:
- Berechne die installierte Leistung der Hütte.
- Berechne den Strom, wenn alle Geräte an einem einzigen Außenleiter hängen.
- Berechne den Strom je Außenleiter, wenn die installierte Leistung gleichmäßig auf L1, L2 und L3 verteilt ist.
- Erkläre, weshalb der Strom im einzelnen Außenleiter sinkt, wenn die Geräte auf drei Außenleiter verteilt werden.
Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Dreiphasennetz · Außenleiter · Neutralleiter
Mit Lernpartner Diese Aufgabe bearbeitest du mit deinem Lernpartner. Vergleicht am Ende eure Ergebnisse.
Aufgabe 2.5
Teile die Geräte auf die Außenleiter L1, L2 und L3 auf:
- Verteile alle Geräte so, dass die drei Außenleiter möglichst gleich belastet sind.
- Berechne je Außenleiter die Leistung und den Strom.
- Berechne je Außenleiter den Strom mit dem Gleichzeitigkeitsfaktor.
- Nenne den am stärksten belasteten Außenleiter und die Geräte, die dort angeschlossen sind.
- Trage die Aufteilung in eine Skizze des Übersichtsschaltplans ein: je Außenleiter eine Linie mit den Geräten daran.
| Außenleiter | Geräte | Leistung | Strom | Strom mit g |
|---|---|---|---|---|
| L1 | ||||
| L2 | ||||
| L3 | ||||
| Summe |
Mit Lernpartner Diese Aufgabe bearbeitest du mit deinem Lernpartner. Vergleicht am Ende eure Ergebnisse.
Aufgabe 2.6
Entscheide, ob die Hütte mit CEE 16 A oder mit CEE 32 A angeschlossen wird:
- Vergleiche die Ströme je Außenleiter aus 2.5, mit und ohne Gleichzeitigkeitsfaktor, mit dem Nennstrom der Absicherung im MV 2.
- Beurteile mit den Einschaltdauern der Geräte, ob der Gleichzeitigkeitsfaktor zu deiner Hütte passt.
- Berechne die Mehrkosten des größeren Anschlusses.
- Entscheide dich für einen Anschluss.
- Begründe deine Entscheidung dem Kunden in drei bis fünf Sätzen, mit Bezug auf seinen Wunsch.
Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Gleichzeitigkeitsfaktor · CEE-Steckvorrichtung · Leitungsschutzschalter
Mit Lernpartner Diese Aufgabe bearbeitest du mit deinem Lernpartner. Vergleicht am Ende eure Ergebnisse.
Die Lage ändert sich
Der Kunde meldet sich eine Woche vor dem Aufbau: Er bringt eine zweite Crêpesplatte mit, dasselbe Modell mit 3,0 kW. Er rechnet damit, dass sie genauso lange läuft wie die erste.
Überprüfe dein Lernprodukt an diesem Fall:
- Prüfe, was sich an Energiebedarf, Kosten und Aufteilung auf die Außenleiter ändert.
- Überprüfe deine Anschlussentscheidung an den neuen Strömen.
- Entscheide, was du dem Kunden jetzt empfiehlst, und begründe es.
Mit Lernpartner Diese Überprüfung macht ihr zu zweit. Wer beide Fälle erklären kann, hat die Sache verstanden.