Energiemonitoring Die Antwort auf Kostendruck und Klimawende

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Für energieintensive Industriebetriebe jeder Größe wächst der Druck, den Verbrauch an elektrischer Energie zu reduzieren. Die notwendige Grundlage für entsprechende Maßnahmen legen transparente Verbrauchsdaten. Ein Energiemonitoring liefert sie.

Kostendruck und Klimawende: Ein Weg, um dieser herausfordernden Situation in Betrieben und Gebäuden zu begegnen, führt über ein systematisches Energiemonitoring. Damit lässt sich vor allem Transparenz über sämtliche elektrische Energieflüsse gewinnen. Diese Transparenz bildet zum einen die Grundlage für ein betriebliches Energiemanagement gemäß der weltweit gültigen Normen ISO 50001 und 50003 sowie für regelmäßige Energieaudits. Zum anderen steht damit ein wichtiger Hebel zur Verfügung, um Energiekosten zu sparen, den Anlagenbetrieb zu optimieren und die Ausfallsicherheit zu erhöhen. Fördermittel und übergeordnete Programme wie der European Green Deal erhöhen den Handlungsdruck zusätzlich.

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So zeigt die differenzierte Erfassung und Analyse der elektrischen Energieströme in Unternehmer aller Branchen und jeder Größe, wo tatsächlich die größten Verbraucher sitzen – und welche Optimierungsmöglichkeiten sich daraus jeweils ergeben. Zum Beispiel in einer Bäckerei: Das durchschnittliche Einsparpotenzial beträgt bei Backöfen, Kühlgeräten und Kälteanlagen 15 bis 30 Prozent, bei Elektrogeräten sogar bis 40 Prozent; bei der Beleuchtung liegt es zwischen 20 und 50 Prozent.

Und noch etwas illustriert dieses Beispiel: Ein systematisches Energiemonitoring lohnt sich in Betrieben jeder Größe und ist für vergleichsweise kleine Bäckereien sogar besonders interessant. Denn je kleiner die Produktion, umso höher ist der spezifische Energieeinsatz pro verbrauchter Tonne Mehl: Liegt dieser bei einem Mehlbedarf von über 150 t pro Jahr bei etwa 1,6 MWh/t, sind es bei weniger als 75 t immerhin 4,8 MWh/t, also drei Mal mehr.

Energiemonitoring: Energiedaten erfassen und analysieren

Ein Energiemonitoringsystem besteht aus Messgeräten, die Energiedaten erfassen, und einer Analysesoftware, mit der sich diese Daten visualisieren und auswerten lassen. Die Digitalisierung ermöglicht es dabei, die elektrische Infrastruktur in nie dagewesener Weise zu überwachen und Energiedaten sichtbar zu machen.

Eine solche Analysesoftware ist Sentron Powermanager von Siemens. Das Tool verfügt über umfangreiche Funktionen und übernimmt die Aufbereitung und den Export von Daten für Energieberichte. Sentron Powermanager kann sowohl als eigenständige Software als auch als integrierter Bestandteil des Gebäudemanagementsystems Desigo CC genutzt werden. Zudem lassen sich mit ihr Energieverbräuche übersichtlich analysieren, indem wichtige Kenngrößen in einem Dashboard dargestellt werden. Energieeinsparungen können durch die Auswertung von Lastspitzen und Leistungsverlauf schnell erzielt werden. Und nicht zuletzt: Durch eine kontinuierliche Überwachung der Energieverteilung werden kritische Anlagenzustände frühzeitig erkannt. Das sorgt für eine hohe Anlagenverfügbarkeit.

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Mit Energieverbrauchsdatenerfassung bei Stromsteuer einfach sparen

Kommunikationsfähige Schutz- und Schaltgeräte leisten mehr

Die Erfassung der Energiedaten können dabei neben Messgeräten auch kommunikationsfähige Schutz- und Schaltgeräte übernehmen. Wie das in der Praxis aussieht, zeigt beispielsweise der neueste offene Leistungsschalter 3WA aus dem Sentron-Portfolio von Siemens: Er verbindet Schutz- und Messfunktionen in einem einzigen Gerät. Die elektronische Auslöseeinheit (ETU) ist dafür ausgelegt, im normalen Betrieb vielfältige Daten zu Energie und Schalterzuständen zu erfassen.

Die Übermittlung der erfassten Daten in übergeordnete Systeme erfolgt üblicherweise über Standardprotokolle. Energiemonitoringsoftware von Siemens, wie der Sentron Powermanager, ist dabei in der Lage, unterschiedliche Kommunikationsprotokolle auslesen zu können. Somit kann vorhandene Hardware in Bestandsanlagen oftmals kosten- und ressourceneffizient weiter genutzt und in die Energiemanagementumgebung integriert werden , denn sie lässt sich problemlos mit neuen Komponenten und Softwarelösungen verknüpfen.

Cloudanwendungen eröffnen Anwendern neue Möglichkeiten

Neue Geräteklassen gehen heute aber noch einen Schritt weiter: Sie bringen Messwerte und Zustandsdaten aus der elektrischen Infrastruktur ins IoT (Internet der Dinge). Alle erfassten Daten zu Energie, Netzqualität und Schalterzuständen können damit auch in cloudbasierte Energiemanagementsysteme eingebunden werden.

Hierfür muss nicht jeder Messpunkt ins IoT verbunden werden. Vielmehr reicht eine zentrale Schnittstelle (single entry) aus. Die Cybersicherheit lässt sich dementsprechend einfacher gewährleisten und auch die Datenmenge ist insgesamt geringer. Dieser Entry muss gut geschützt sein. Daten können bereits über diesen zen- tralen Knoten browserbasiert angezeigt werden, die tatsächlich erforderlichen und gewünschten lassen sich dann in Apps weiterverarbeiten.

Diesen direkten Datentransfer in die Cloud ermöglichen die IoT-Datenplattform 7KN Powercenter 3000 und die cloudbasierte App Sentron Powermind. Das 7KN Powercenter 3000 passt in jeden Schaltschrank und dient dort als zentrale Schnittstelle. Die IoT-Datenplattform bietet über das integrierte Webinterface bereits verschiedene Möglichkeiten der Datenvisualisierung und -analyse und damit die Grundlage für ein betriebliches Energiemanagement. Alle Daten der Feldgeräte, wie Mess-, Schalt- und Schutzgeräte, werden an das Gerät übermittelt und sind direkt über Standardbrowser in vordefinierten Ansichten dargestellt.

Cloudanbindung macht ortsunabhängige Analyse möglich

Die Cloudapplikation Sentron Powermind ermöglicht die ortsunabhängige Echtzeitanalyse der Energie- und Anlagendaten. Sie ermöglicht zum Beispiel einen Überblick über den aktuellen Stromverbrauch und einen Vergleich über verschiedene Zeiträume. Das betrifft sowohl einzelne elektrische Verbraucher als auch Gesamtanlagen oder sogar verteilte Liegenschaften bzw. gänzlich unabhängige Strukturen. So lassen sich „Energiefresser“ identifizieren, Lastspitzen ausgleichen und die Gesamtenergiekosten senken. Das Zusammenspiel von Sentron Powermind und der IoT-Datenplattform 7KN Powercenter 3000 erlaubt den einfachen Einstieg in ein cloudbasiertes Energiemonitoring.

Damit eröffnen sich ganz neue Möglichkeiten. Denn die systematische Nutzung von IoT-Plattformen bietet in der Elektro- und Gebäudetechnik zusätzliche Vorteile, auch über ein cloudbasiertes Energiemonitoring hinaus: Der Aufwand für eine eigene IT-Infrastruktur lässt sich reduzieren. Zudem kann in der Cloud ein enormes Datenvolumen gespeichert und verarbeitet werden, das ortsunabhängig für Analysen zur Verfügung steht. Die IoT-Plattform Mindsphere von Siemens etwa macht es möglich, große Datenmengen von unterschiedlichen Geräten und Anlagen zu verarbeiten, auszuwerten und miteinander zu vergleichen. Die Potenziale sind enorm: Deutlich geringere Ausfallzeiten und eine nochmals erhöhte Energieeffizienz sind nur zwei Beispiele.  n

* Dominik Weeger ist im Business Development der Siemens Smart Infrastructure, Business Unit Electrical Products beschäftigt.

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