Energieeffizienz ist die wichtigste und zugleich auch ökonomischste Möglichkeit des Klimaschutzes. Durch konsequentes Energiemanagement werden CO2-Einsparung und Kostensenkung gleichermaßen erzielt. Integrale Bestandteile eines Energiemanagementsystems (z.B. nach DIN EN 16001) sind:
- Energieverbräuche permanent überwachen und kontinuierlich aufzeichnen
- Schlüsselwerte zusammenfassen und prüfbar dokumentieren
- Schlüsselwerte analysieren und den Vergleichs- und Planwerten gegenüberstellen
- Regelmäßig Erfolge überprüfen und Ziele anpassen
- Maßnahmen einleiten, um wiederholte Abweichungen auszuschließen
- In Übereinstimmung mit gesetzlichen Vorgaben dokumentieren
Das Energiecontrolling umfasst die sich kontinuierlich wiederholenden Aufgaben des Energiemanagements: Verbräche erfassen, Schlüsselwerte bilden, Soll-Ist Vergleiche, Einwirken auf die Energienutzung und Dokumentation. Die Controlling-Instrumente bieten in vielen Fällen bereits Werkzeuge zur Datenanalyse und für die Ableitung von Maßnahmen.
Datenerfassung für das Energiecontrolling
Im einfachsten Fall reicht dem Energiemanager der Blick auf die Rechnungen des Energieversorgers oder ein regelmäßiges manuelles Ablesen von Zählerständen, Wetterdaten oder Prozessvariablen.
Bei Industrie- und Gewerbeunternehmen gilt es jedoch Prozessdaten wie z. B. Produktionsmengen zu berücksichtigen. Daher wird das Energie-Controlling an das Prozessmanagement angebunden. Bei großen Energieverbrauchern gehört zum Energiemanagement auch eine Verknüpfung mit dem Lastmanagement und der Netzqualitätsüberwachung.
In der Gebäudewirtschaft und in Handelsunternehmen ist ein Energiemanager meist für eine Vielzahl von Gebäuden bzw. Filialen zuständig. Der Aspekt der Datenerfassung wird dadurch zu einer besonderen Herausforderung. Das Energie-Controlling-System muss sich an die unterschiedlichen Bedürfnisse der Liegenschaften anpassen.
In der Praxis stellt sich regelmäßig heraus, dass an energetisch wichtigen Stellen entweder gar keine Leitsysteme eingesetzt werden, die Daten aus existierenden Leitsystemen nicht ausreichen oder für den Verantwortlichen nicht zugänglich sind. Hier gilt es unter Berücksichtigung der Kosten und des erwarteten Nutzens, gezielt Zähler, Sensoren und Steuerungen in das Energiecontrolling einzubinden.
M2M - Zähler, Sensoren und Steuerungen in das Energiecontrolling einbinden
M2M steht bekanntlich für "Machine-to-Machine" Kommunikation. Die Herausforderung der M2M-Experten wird durch den Ausspruch eines bekannten Bayern illustriert: "Des Englisch is a komsche Sprache: I hoast Ei, Ei hoast Eck, Eck hoast Koaner und Koaner hoast Nobody!"
So ähnlich geht es auch zwischen der Energiecontrolling-Software und den Steuerungen, Sensoren, Aktoren und Zählern zu, Zähler sprechen heute S0, D0, M-bus oder DLMS (inkl. "1107" und "SML"). Sensoren sprechen meist noch Analog. Leitsysteme sprechen HTML oder XML über TCP/IP, Steuerungen sprechen Modbus oder Profibus. Darüber hinaus bestehen viele herstellerspezifische Dialekte bezüglich der Modellierung von Registern, Variablen und herstellerspezifischen Befehlen. Eine besondere Herausforderung ist, dass dieses babylonische Sprachgewirr über unterschiedliche Medien übertragen wird, die in sich selbst wieder einen Zoo an Möglichkeiten bieten: Draht, Funk oder optische Übertragungen mit unterschiedlichen Ausprägungen beweisen alle ihre Daseinsberechtigung, je nach Einsatzgebiet.
Unternehmen aus dem Bereich M2M helfen, als Vermittler zwischen den Kulturen, die optimale IT- und Kommunikationslösung für die gegebenen Anforderungen des Energiemanagers zu finden und zu implementieren.
Allgemeine Systemarchitektur
Ein "Head-End-Softwaresystem", das Daten aus verschiedenen Quellen zusammenführt, bildet die zentrale Datendrehscheibe für den Energiemanager. In ihr werden alle Analysen, Kostenstellen, Zeitreihen, Berichte und Systemmeldungen zentral verwaltet. Über Schnittstellen werden weitere Systeme wie Kundenwebportale, Geoinformationssysteme oder Abrechnungssysteme je nach Anwendungsfall angebunden.
Über Datengateways, Konzentratoren, Datenlogger, Modems oder Meldegeräte werden die Daten aus Zählern, Sensoren und Anlagensteuerungen erfasst und an das Head-End übermittelt. Steuerungsfunktionen werden entweder autonom im Gateway/ Konzentrator wahrgenommen oder übergeordnet im Head-End ausgeführt. Neben den lokalen Kommunikationsschnittstellen stehen dazu digitale Ausgänge oder Relaisausgänge im Datengateway zur Verfügung.
Überwachung von Haupt- und Unterzählern
Während die Hauptzähler für Strom, Gas, Wasser und Wärme vom Versorger abgelesen werden und Daten für die Abrechnung liefern, schafft man mit der Installation von Unterzählern die Möglichkeit die Verbräuche genauer aufzuschlüsseln.
Universelle Datengateways ermöglichen, viele Zähler unterschiedlicher Energieträger gleichzeitig auszulesen. Die Zähler können dabei über unterschiedliche Schnittstellen verfügen und an verschiedenen Orten installiert sein.
Anlagenüberwachung und -steuerung
Anlagensteuerungen werden über die jeweiligen unterschiedlichen Schnittstellen angebunden. Um die für den Energiemanager relevanten Variablen zu erfassen, sind unter Umständen herstellerspezifische Treiber erforderlich.
Sensorüberwachung und Steuerung von Aktoren
In vielen Fällen gilt es, die Zähler- und Anlagendaten noch zu ergänzen. Sensoren für Temperatur, Feuchtigkeit, Druck, Drehzahl, Raumluftqualität, Füllstände und vieles mehr werden typischerweise über analoge und digitale Eingänge oder über eine serielle Schnittstelle vom Datengateway erfasst. Aktoren, wie Ventile, Relais oder Schütze werden über digitale Ausgänge gesteuert.
Fazit
Die Implementierung von Energiecontrolling-Systemen erfordert ein umfangreiches Wissen über MSR- und Kommunikationstechnik. Experten, wie die WIRELESS-NETCONTROL, unterstützen Systemhäuser, Integratoren oder Anwender bei der Implementierung von Energiemanagementanwendung. Unabhängig von Anlagen-, Zähler- und Softwareherstellern gilt es, die für Ihre Situation am besten geeigneten IT- und Kommunikationslösungsansätze zu evaluieren. Die angebotenen Leistungen beinhalten Know-How Transfer, Projektplanung und Projektmanagement, passgenaue Produkte und maßgeschneiderte Lösungen.
- Energieverbräuche permanent überwachen und kontinuierlich aufzeichnen
- Schlüsselwerte zusammenfassen und prüfbar dokumentieren
- Schlüsselwerte analysieren und den Vergleichs- und Planwerten gegenüberstellen
- Regelmäßig Erfolge überprüfen und Ziele anpassen
- Maßnahmen einleiten, um wiederholte Abweichungen auszuschließen
- In Übereinstimmung mit gesetzlichen Vorgaben dokumentieren
Das Energiecontrolling umfasst die sich kontinuierlich wiederholenden Aufgaben des Energiemanagements: Verbräche erfassen, Schlüsselwerte bilden, Soll-Ist Vergleiche, Einwirken auf die Energienutzung und Dokumentation. Die Controlling-Instrumente bieten in vielen Fällen bereits Werkzeuge zur Datenanalyse und für die Ableitung von Maßnahmen.
Datenerfassung für das Energiecontrolling
Im einfachsten Fall reicht dem Energiemanager der Blick auf die Rechnungen des Energieversorgers oder ein regelmäßiges manuelles Ablesen von Zählerständen, Wetterdaten oder Prozessvariablen.
Bei Industrie- und Gewerbeunternehmen gilt es jedoch Prozessdaten wie z. B. Produktionsmengen zu berücksichtigen. Daher wird das Energie-Controlling an das Prozessmanagement angebunden. Bei großen Energieverbrauchern gehört zum Energiemanagement auch eine Verknüpfung mit dem Lastmanagement und der Netzqualitätsüberwachung.
In der Gebäudewirtschaft und in Handelsunternehmen ist ein Energiemanager meist für eine Vielzahl von Gebäuden bzw. Filialen zuständig. Der Aspekt der Datenerfassung wird dadurch zu einer besonderen Herausforderung. Das Energie-Controlling-System muss sich an die unterschiedlichen Bedürfnisse der Liegenschaften anpassen.
In der Praxis stellt sich regelmäßig heraus, dass an energetisch wichtigen Stellen entweder gar keine Leitsysteme eingesetzt werden, die Daten aus existierenden Leitsystemen nicht ausreichen oder für den Verantwortlichen nicht zugänglich sind. Hier gilt es unter Berücksichtigung der Kosten und des erwarteten Nutzens, gezielt Zähler, Sensoren und Steuerungen in das Energiecontrolling einzubinden.
M2M - Zähler, Sensoren und Steuerungen in das Energiecontrolling einbinden
M2M steht bekanntlich für "Machine-to-Machine" Kommunikation. Die Herausforderung der M2M-Experten wird durch den Ausspruch eines bekannten Bayern illustriert: "Des Englisch is a komsche Sprache: I hoast Ei, Ei hoast Eck, Eck hoast Koaner und Koaner hoast Nobody!"
So ähnlich geht es auch zwischen der Energiecontrolling-Software und den Steuerungen, Sensoren, Aktoren und Zählern zu, Zähler sprechen heute S0, D0, M-bus oder DLMS (inkl. "1107" und "SML"). Sensoren sprechen meist noch Analog. Leitsysteme sprechen HTML oder XML über TCP/IP, Steuerungen sprechen Modbus oder Profibus. Darüber hinaus bestehen viele herstellerspezifische Dialekte bezüglich der Modellierung von Registern, Variablen und herstellerspezifischen Befehlen. Eine besondere Herausforderung ist, dass dieses babylonische Sprachgewirr über unterschiedliche Medien übertragen wird, die in sich selbst wieder einen Zoo an Möglichkeiten bieten: Draht, Funk oder optische Übertragungen mit unterschiedlichen Ausprägungen beweisen alle ihre Daseinsberechtigung, je nach Einsatzgebiet.
Unternehmen aus dem Bereich M2M helfen, als Vermittler zwischen den Kulturen, die optimale IT- und Kommunikationslösung für die gegebenen Anforderungen des Energiemanagers zu finden und zu implementieren.
Allgemeine Systemarchitektur
Ein "Head-End-Softwaresystem", das Daten aus verschiedenen Quellen zusammenführt, bildet die zentrale Datendrehscheibe für den Energiemanager. In ihr werden alle Analysen, Kostenstellen, Zeitreihen, Berichte und Systemmeldungen zentral verwaltet. Über Schnittstellen werden weitere Systeme wie Kundenwebportale, Geoinformationssysteme oder Abrechnungssysteme je nach Anwendungsfall angebunden.
Über Datengateways, Konzentratoren, Datenlogger, Modems oder Meldegeräte werden die Daten aus Zählern, Sensoren und Anlagensteuerungen erfasst und an das Head-End übermittelt. Steuerungsfunktionen werden entweder autonom im Gateway/ Konzentrator wahrgenommen oder übergeordnet im Head-End ausgeführt. Neben den lokalen Kommunikationsschnittstellen stehen dazu digitale Ausgänge oder Relaisausgänge im Datengateway zur Verfügung.
Überwachung von Haupt- und Unterzählern
Während die Hauptzähler für Strom, Gas, Wasser und Wärme vom Versorger abgelesen werden und Daten für die Abrechnung liefern, schafft man mit der Installation von Unterzählern die Möglichkeit die Verbräuche genauer aufzuschlüsseln.
Universelle Datengateways ermöglichen, viele Zähler unterschiedlicher Energieträger gleichzeitig auszulesen. Die Zähler können dabei über unterschiedliche Schnittstellen verfügen und an verschiedenen Orten installiert sein.
Anlagenüberwachung und -steuerung
Anlagensteuerungen werden über die jeweiligen unterschiedlichen Schnittstellen angebunden. Um die für den Energiemanager relevanten Variablen zu erfassen, sind unter Umständen herstellerspezifische Treiber erforderlich.
Sensorüberwachung und Steuerung von Aktoren
In vielen Fällen gilt es, die Zähler- und Anlagendaten noch zu ergänzen. Sensoren für Temperatur, Feuchtigkeit, Druck, Drehzahl, Raumluftqualität, Füllstände und vieles mehr werden typischerweise über analoge und digitale Eingänge oder über eine serielle Schnittstelle vom Datengateway erfasst. Aktoren, wie Ventile, Relais oder Schütze werden über digitale Ausgänge gesteuert.
Fazit
Die Implementierung von Energiecontrolling-Systemen erfordert ein umfangreiches Wissen über MSR- und Kommunikationstechnik. Experten, wie die WIRELESS-NETCONTROL, unterstützen Systemhäuser, Integratoren oder Anwender bei der Implementierung von Energiemanagementanwendung. Unabhängig von Anlagen-, Zähler- und Softwareherstellern gilt es, die für Ihre Situation am besten geeigneten IT- und Kommunikationslösungsansätze zu evaluieren. Die angebotenen Leistungen beinhalten Know-How Transfer, Projektplanung und Projektmanagement, passgenaue Produkte und maßgeschneiderte Lösungen.
