Wohin fließt die Energie?

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Energiemonitoring: besser Realsystem als Simulation

Der Vorteil eines solchen Realsystems als Forschungsobjekt liegt gegenüber einer Simulation klar auf der Hand. Zur Umsetzung der SEEDs-Ziele müssen die Forscher exakt wissen, wo genau und wie die Energieströme fließen. „Diese Daten bilden die Basis für alle unsere Forschungsarbeiten in diesem Bereich“, bringt es der Projektleiter auf den Punkt. „Deshalb stand von Anfang fest: Wir benötigen ein besonders flexibles und stabiles Energiemonitoringsystem.“

Gemessen werden dabei ganz unterschiedliche Energieformen wie elektrischer Strom, die Stromproduktion aus drei Photovoltaik-Anlagen, Wärme, Kälteerzeugung, Lüftung und Klimatechnik bis hin zur hauseigenen Druckluftanlage und zu einem großen Gleichstromnetz für Forschungsaufgaben. Zudem werden auch Wetterdaten in das Monitoring einbezogen. So lässt sich beispielsweise überprüfen, ob eine Veränderung beim Heizungs- bzw. Klimatisierungsbedarf auf eine bestimmte Einzelmaßnahme zurückgeht oder auf die Änderung der Außentemperaturen zurückzuführen ist.

Flexibilität bei der Einbindung von vielen verschiedenen Messgeräten stand bei den Anforderungen an ein geeignetes Energiemonitoring ganz oben auf der Liste. Gefragt war ein offenes System. Gleichzeitig sollte es sich im Bestand nachrüsten und erweitern lassen. Und nicht zuletzt muss die gelieferte Datenqualität den Ansprüchen eines langfristig angelegten Forschungsprojektes entsprechen. „Da stellen wir natürlich höhere Anforderungen an die Auflösung als ein normales Unternehmen“, räumt Öchsner ein.

Im Vorfeld beschäftigte sich sein Team um intensiv mit den führenden Energiemonitoringsystemen am Markt. Die Entscheidung fiel schließlich auf die Software Powermanager (Version 3.0) von Siemens. „Sehr flexibel, sehr offen und zugleich mächtig und leistungsstark – entsprechend unseren Anforderungen“, lautete das Fazit der Fachleute. Eine Einschätzung, die sich auch im späteren Praxisbetrieb bestätigte.

Live-Werte öffentlich zugänglich

Die Siemens-Software läuft im Fraunhofer IISB als eigenständiges System. Sie überwacht und archiviert die Daten von über 50 Messstellen in unterschiedlichen Geräten. Zu Demonstrationszwecken wurde eine öffentlich zugängliche Seite eingerichtet, auf der ausgewählte Live-Werte zu sehen sind. Teilweise wurden Messgeräte nachgerüstet. An einigen Stellen konnten auch bereits vorhandene Messgeräte genutzt werden. Die meisten Messpunkte sind über einen generischen Modbus in das Monitoringsystem eingebunden.

Die Messung von elektrischen Energiedaten wie Spannungen, Strömen, Leistungen, Energiewerten und Frequenzen erfolgt in der Regel direkt über Messgeräte aus dem Sentron-Portfolio. Insgesamt kommen 15 Standardmodelle 7KM PAC 3100/3200 sowie 8 multimasterfähige 7KM PAC 4200 zum Einsatz. Sie ermöglichen eine Erfassung bis auf Anlagenebene. Ein Sicam Power Quality Recorder dokumentiert als Netzqualitätsgerät zusätzlich die Spannungs- und Netzqualität.

Hardwareseitig benötigt der Powermanager lediglich einen Windows-PC und ein LAN-Netzwerk für Ethernet (Modbus TCP). Im Fraunhofer IISB nutzen Systemadministrator Heinz Schmid und sein Team einen eigens eingerichteten Hauptarbeitsplatz mit vier Monitoren. Darüber hinaus können weitere berechtigte Nutzer per Webinterface mit dem System arbeiten. Messwerte und Trends sind für autorisierte Institutsmitarbeiter einsehbar.

Für Forschungszwecke werden die Daten regelmäßig automatisch exportiert und komplett archiviert. Die Verarbeitung der Daten oder auch ihre Korrelation mit der Gebäudeleittechnik und anderen Systemen erfolgt dann über Excel. „Die Export-Funktion ist deshalb im Alltag extrem wichtig“, gibt Richard Öchsner eine Praxiserfahrung weiter und lobt zugleich die Siemens-Lösung: „Das ist beim Powermanager sehr gut realisiert.“

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