Digitales Energiemonitoring und -management

22. Mai 2019 CAFM Digitalisierung

Energiemanagement und Energieeffizienz gewinnen insbesondere durch die öffentlichen Debatten zu erneuerbaren Energien, E-Mobilität sowie mehr Nachhaltigkeit und Umweltschutz an Bedeutung. Andererseits spielen auch rechtliche Rahmenbedingungen eine wichtige Rolle. Zeitgleich wachsen im Zuge der Digitalisierung die Datenmengen in den Unternehmen. Dazu gehören auch Energiedaten. Diese Datensammlung schafft jedoch nur einen Mehrwert, wenn auch eine sinnvolle Datenauswertung und -visualisierung stattfindet.

Normgerechtes Energiemanagement

Unternehmen können eine Zertifizierung für ihr Energiemanagementsystem erhalten. Dazu müssen sie die Vorgaben der Norm DIN EN ISO 50001 zum Aufbau eines Energiemanagementsystems erfüllen.
Die Vorgaben umfassen zum einen technische Voraussetzungen, welche die zum Energiemanagement eingesetzte Software und Hardware betreffen. Das können Sensoren und Energiemonitoring bzw. Energiecontrolling Software sein.  Zum anderen beinhaltet der Industriestandard auch kaufmännische Voraussetzungen, die den organisatorischen Rahmen (z. B. Festlegung von Zielen, Energiebeauftragter, etc.) für das Energiemanagementsystem festlegen.

Vorteile eines normgerechten Energiemanagementsystems

Zunächst schafft insbesondere der Einsatz von Sensorik und Energiemonitoring Software energetische Transparenz. Denn dadurch ist eine Visualisierung und Auswertung von Energiedaten in Echtzeit möglich. So können beispielsweise die Energieverbräuche den einzelnen Verbrauchern zugeordnet und miteinander verglichen werden. Das ermöglicht einen schnellen Überblick über die größten Stromfresser und dient auch als Indikator für Probleme und Defekte.

Das Hauptziel des Energiemanagementsystems ist es schließlich den unternehmensinternen Stromverbrauch zu reduzieren und somit die Energieeffizienz zu erhöhen. Dadurch sinken auch die Energie- und folglich die Produktionskosten. Das führt einerseits zu einem geringeren Co2-Ausstoß und somit einer nachhaltigeren Wertschöpfung. Andererseits ist durch die Einsparungen auch eine Erhöhung des Gewinns möglich.

Ein weiterer Vorteil ist, dass Unternehmen mit einem eingerichteten Ernergiemanagementsystem nach DIN EN ISO 5001 laut § 8 Absatz 3 Nr. 1 EDL-G von der Pflicht zur Durchführung eines Energieaudits nach § 8 Absatz 1 EDL-G freigestellt sind.

Energiemonitoring als Grundlage des Energiecontrollings

Die Grundlage für ein normgerechtes Energiemanagement bildet ein digitales Energiemonitoring. Dafür bedarf es zunächst der Erfassung von Energiedaten. Wichtige Messgrößen sind hier beispielsweise Strom, Spannung, elektrische Leistung, Volumenstrom, Temperatur oder Wärme-/ Kältemenge. Diese Messgrößen werden zunächst mit Hilfe von Sensoren direkt am Verbraucher gemessen. Sie werden dabei mit einem sogenannten Gateway gekoppelt und an die Maschine angeschlossen. Dieses Gateway verarbeitet anschließend die gemessenen Daten und übergibt sie an eine MES-Software zum Energiemonitoring und –controlling.

IoT-Gateway-Einbau-in-Schaltschrank

Implementierung des IoT-Gateways im Schaltschrank

Diese ermöglicht zum einen die direkte Darstellung gemessener Energiewerte (z. B. Stromstärke), aber auch die Berechnung und Visualisierung von Energiekennzahlen auf Anlagen-, Produkt- oder Produktionsebene (z. B. Energieeffizienzkoeffizient, Durchschnittlicher Stromverbrauch) sowie die Gegenüberstellung verschiedener Werte. Dabei können die gewünschten Informationen als Zahlenwert oder in Form von verschiedenen Diagrammen (z. B. Histogramm für Anzeige von Werten im Zeitverlauf) visualisiert werden. Durch den Einsatz von Ampelfarben kann außerdem schnell erkannt werden, ob ein Wert im Normbereich liegt oder Handlungsbedarf besteht.

Insgesamt ist so die Erstellung eines individuellen Dashboards möglich, was dem jeweiligen Informationsbedarf des Nutzers entspricht und diesem einen schnellen Überblick über die Energiesituation des Unternehmens verschafft. Unregelmäßigkeiten und Probleme können damit frühzeitig erkannt und behoben werden. Die gemessenen und errechneten Werte können schließlich auch über Schnittstellen an ein ERP- oder CAFM-System übermittelt werden.

Energiemonitoring-Energiedashboard-Klimaanlage

Energiedashboard am Beispiel einer Klimaanlage

Möglichkeiten des Energiecontrollings

Die Erfassung und Visualisierung von Energiedaten im Rahmen des Energiemonitorings bildet die Grundlage für ein normgerechtes Energiecontrolling und damit die Ableitung von Maßnahmen des Energiemanagements. Diese kann der Energiebeauftragte einerseits selbst in Form von konkreten Handlungen oder Richtlinien treffen. Andererseits können MES-Systeme auch selbst Energiecontrolling auf Basis festgelegter Szenarien betreiben. Denn die gemessenen Energiedaten ermöglichen auch Rückschlüsse auf den Betriebszustand von Maschinen (z. B. Außer Betrieb, Standby, Kühlung, etc.). Werden diese Daten noch mit gemessenen Umgebungsdaten (z. B. Außentemperatur) kombiniert, können durch ein MES-System geeignete Maßnahmen des Energiemanagements abgeleitet und umgesetzt werden.

So kann beispielsweise bei einer Klimaanlage festgelegt werden, dass diese bei Überschreitung einer bestimmten Außentemperatur automatisch eingeschaltet werden soll. So wird ein effizienter Energieeinsatz sichergestellt.
Auf Basis historischer Daten sind in einem weiteren Schritt auch Prognosen über den Energiebedarf von Produktionsanlagen möglich. Auf deren Basis kann das MES-System nun selbstständig Maßnahmen treffen (z. B. Freigabe zum Ladevorgang).

Energiemonitoring-Energiemanagement-Einrichtung-5-Schritte

Förderungsmöglichkeiten zum Energiemanagement

Durch den Einsatz von Sensorik und MES-Systemen kann ein modernes und normgerechtes Energiemanagement umgesetzt werden. Dafür sind allerdings Investitionen nötig. Die gute Nachricht für energiebewusste Unternehmen lautet jedoch, dass es dafür zahlreiche Fördermöglichkeiten sowie Vergünstigungen gibt. Unter Anderem werden die Erstzertifizierung eines Energiemanage­mentsystems nach DIN EN ISO 50001 sowie der Erwerb von Software für das Energiemanagement gefördert. Dazu gehört auch die CAFM-Lösung SPARTACUS, welche alle Anforderungen an eine Energiemanagementsoftware erfüllt.

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