Messsystem So werden Energiedaten effizient dirigiert

Autor / Redakteur: Lukas Dökel und Julia Ockenga* / Sariana Kunze

Produktionsanlagen und Gebäude werden immer kritischer auf ihre Effizienz überprüft. Einerseits gibt es gesetzliche Vorgaben, andererseits locken große Einsparpotentiale. Die Höhe der möglichen Einsparungen lässt sich jedoch nur mit Hilfe eines guten Messsystems erkennen. Das neue Wago-Energiedatenmanagement bietet eine Lösung zum Erfassen und Verwalten von Energiedaten – ganz ohne Programmieraufwand und nachrüstbar.

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Mit einem Messsystem lassen sich die Energiedaten von Gebäuden und Anlagen erfassen. Doch müssen die anfallenden Daten auch richtig und effizient dirigiert werden.
Mit einem Messsystem lassen sich die Energiedaten von Gebäuden und Anlagen erfassen. Doch müssen die anfallenden Daten auch richtig und effizient dirigiert werden.
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Wer sich Transparenz über alle Energieformen hinweg aufbauen möchte, hat es in der Praxis nicht immer leicht. Denn für eine ausreichende Vergleichbarkeit müssen die unterschiedlichen Messdaten in einem System zusammengeführt werden. Die jeweilige Messlösung ist dann zwar meist maßgeschneidert, aber auch sehr komplex. Neben der Definition der einzelnen Messstellen, der Auswahl der passenden Messgeräte, Zähler und Sensoren sowie deren Einbau ist vor allem die Programmierung des Messsystems anspruchsvoll und zeitaufwendig – und damit kostenintensiv. Läuft das Messsystem dann schließlich, sammelt sich schnell ein Berg an Daten an. Diesen gilt es zu handhaben.

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Hohe Einsparpotentiale in der Industrie

Dass sich ein Energiemonitoring vor allem für industrielle Betriebe lohnt, zeigt ein Blick auf die Zahlen: Insgesamt 2.508 Petajoule hat die deutsche Industrie laut „Branchenmonitor Energieeffizienz“ der Deutschen Unternehmensinitiative Energieeffizienz e. V. (DENEFF) im Jahr 2014 verbraucht. Das ist knapp ein Drittel des Gesamtenergieverbrauchs in Deutschland. Fast 65 Prozent davon werden für die Erzeugung von Prozesswärme aufgewendet. Laut der Deutschen Energieagentur DENA können hiervon etwa 15 Prozent eingespart werden. Der Anteil elektrischer Energie an der Prozesswärme ist zwar marginal, insgesamt gewinnt Strom im Energiemix der Industrie jedoch zunehmend an Bedeutung. Heute verbrauchen industrielle Betriebe hierzulande fast die Hälfte – nämlich rund 45 Prozent – der in Deutschland verbrauchten elektrischen Energie. Das Umweltbundesamt beziffert das Einsparpotential hier auf rund 20 Prozent. Damit ist klar: Der Erfolg der Energiewende ist auch abhängig von der Effizienz der Industrie.

Energie- und Prozessdaten modular erfassen

Die Basis für die Identifikation von Einsparpotentialen liegt in der genauen Überwachung aller zum Betrieb gehörenden Gebäude und Maschinen. Hier gilt: Was nicht gemessen wird, kann nicht verbessert werden. Also müssen zunächst alle relevanten Medien, etwa Gas, Strom oder Wärme, sowie dazugehörige Parameter in einem Messstellenkonzept definiert werden. Mit der passenden Messtechnik kann dann in einem ersten Schritt die Energiedatenerfassung starten. Das passende Messsystem muss vor allem zwei Kriterien erfüllen: Es muss leicht und ohne Aufwand zu integrieren und in Betrieb zu nehmen sein sowie für eine einfache Weiterverarbeitung der Daten sorgen.

Um das Monitoring der Verbräuche so einfach wie möglich zu gestalten, hat Wago eine Lösung zur Energiedatenerfassung entwickelt, für die keine Programmierkenntnisse erforderlich sind. Durch die Kombination aus vordefinierter Hardware und einer benutzerfreundlichen Software lässt sich das Messsystem einfach in die Anlagen- und Gebäudetechnik integrieren. Die Besonderheit: Neben energiespezifischen Werten wie Strom oder Spannung, können auch viele weitere Messgrößen erfasst werden, die für Industrie- und Prozesstechnik sowie Gebäudeanwendungen relevant sind: Strom, Gas, Wärme, Wasser, Druckluft und Temperatur beispielsweise – all diese Daten finden in einem System zusammen. Das ermöglicht einen umfassenden Blick auf die Energieflüsse sowie die einzelnen Produktionsprozesse im Unternehmen.

Hardwareseitig bilden ein Applikations-Controller aus der PFC200-Familie und das Wago-I/O-System 750 die Basis der neuen Wago-Lösung. Der modulare Aufbau ermöglicht die individuelle Anpassung an die jeweiligen Gegebenheiten. Für die geräte- und prozessspezifische Verbrauchserfassung können unter anderem 3-Phasen-Leistungsmessklemmen zur Energieverbrauchsmessung, Impulszähler, Interfaces für die Anbindung von M-Bus-Zählern und für funkbasierte EnOcean-Sensoren sowie zahlreiche weitere Module für die Aufnahme analoger Strom- und Spannungssignale an den Controller angereiht werden.

Zu einer leistungsstarken und benutzerfreundlichen Lösung wird das Wago-Energiedatenmanagement durch die dazugehörige Softwareapplikation. Diese wird auf dem Controller implementiert und erkennt beim Start automatisch die angebundenen I/O-Module. Die Eingänge werden durch einfaches Parametrieren für die Datenerfassung angepasst. Alle Einstellungen, sowohl während der Inbetriebnahme als auch im laufenden Betrieb, werden also per Mausklick vorgenommen. Eine Programmierung ist nicht notwendig. Auf die grafische Benutzeroberfläche wird per HTTPS und Standard-Browser zugegriffen – eine lokale Softwareinstallation entfällt also. Die Weitergabe der eingesammelten Energiedaten an eine übergeordnete Managementsoftware erfolgt über Modbus TCP/IP oder als CSV-Datei über FTPS. Zusätzlich ist es möglich, den historischen Verlauf auf SD-Karte zu speichern. Die leichte und flexible Anbindbarkeit der Wago-Lösung an bestehende Infrastrukturen und Managementsysteme erlaubt es Unternehmen mit bestehendem Energiemanagement, auf einfachem Wege ihre Messstellentiefe zu erhöhen.

Energiemonitoring für Einsteiger

Wago-Energiedatenmanagement eignet sich aber auch für all jene Unternehmen, die gerade erst in ein Energiemonitoring starten oder ohne eine übergeordnete Energiemanagementsoftware arbeiten möchten. Mit dem integrierten Visualisierungstool lassen sich verschiedene Auswertungen erzeugen; hierfür stehen unterschiedliche Diagrammtypen zur Verfügung. Unternehmen können so unter anderem Lastkurzen, synchron zum EVU erzeugen oder durch die sekündliche Darstellung ermitteln, welche Verbraucher für Lastspitzen verantwortlich sind. Zudem lässt sich der Energieeinsatz in Abhängigkeit bestimmter Prozessanpassungen betrachten – beispielsweise um zu ermitteln, wie viel Energie durch den Einsatz drehzahlvariabler Motoren, neuer Leuchtmittel oder die Reduzierung von Leckagen im Druckluftsystem eingespart wurde.

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Um zu mehr energetischer Effizienz zu gelangen, sind Großunternehmen in Deutschland bereits seit 2015 zur regelmäßigen Durchführung von Energieaudits oder der Einführung eines Energiemanagements verpflichtet. Als Anfang September das Bundeskabinett den Haushaltsentwurf des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) für das Jahr 2017 beschlossen hat, wurde gut ein Drittel vom Gesamtbudget (2,443 Mrd. Euro) für die Bereiche Nachhaltigkeit und Energie festgelegt. Rund 41 Mio. Euro sollen im kommenden Jahr in Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz fließen. Weitere 110 Mio. Euro möchte das Ministerium der Forschung in den Bereichen Energieeffizienz und erneuerbare Energien zugutekommen lassen. Diese Zahlen unterstreichen die Relevanz des Themas Energieeffizienz mehr als deutlich. Das neue Wago-Energiedatenmanagement bietet Industrieunternehmen eine Basis, um den Weg zu mehr Energieeffizienz im eigenen Unternehmen zu bestreiten.

* *Lukas Dökel, Global Key Account Manager, und Julia Ockenga, Fachpressereferentin, beide Wago Kontakttechnik

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