Beim Aufbau eines Energiemanagments sollten sich Anwender nicht auf Vermutungen verlassen. Nicht immer stecken die Stromfresser dort, wo erwartet.Studio Gi – Fotolia.com
Die erste Hürde für den Aufbau einer Energiedatenerfassung ist die Definition der Messstellen. Viele Anbieter von Energiemanagementsystemen unterstützen ihre Kunden dabei und geben Hinweise für sinnvolle Messpunkte. Sollte das nicht der Fall oder gewünscht sein, können Unternehmen den Ort der Energieeinspeisung als Ausgangspunkt nehmen. Von hier folgen sie dem Energiefluss im Unternehmen, das heißt entlang der Hauptverteilungen zu den Unterverteilungen. Als erste Anhaltspunkte empfehlen sich die größten Abgänge als Messpunkte. Die Anschlusswerte der jeweiligen Stromverteilung helfen hier bei der Klassifizierung. Mit dieser Top-Down-Methode können Unternehmen zuerst herausfinden, welche ihrer Bereiche den höchsten Verbrauch haben und diese dann Schritt für Schritt detaillierter betrachten.
Do: Beeinflussbarkeit berücksichtigen
Was du nicht ändern kannst, brauchst du auch nicht zu messen. An diese einfache Regel sollten Unternehmen denken, bevor ein Messpunkt gesetzt wird. So ist es zum Beispiel sinnvoll, den Druckluft-Verbrauch zu messen – vor allem dann, wenn bislang noch keine Untersuchung der Durckluftanlage stattgefunden hat. Denn hier lässt sich mit verbesserten Einstellungen, einer Bezugs- oder Nutzungsänderung oder einfachen Abdichtungen der Verbrauch oft drastisch verringern. Anders beim Lastenaufzug: Dessen Leistungsaufnahme lässt sich in der Regel nicht beeinflussen. Also muss sie auch nicht gemessen werden.
Do: Wirtschaftlichkeit prüfen
Das vermutete Einsparpotenzial sollte signifikant höher sein als die Kosten der hierfür notwendigen Messtechnik und deren Installationsaufwand. Das größte absolute Einsparpotenzial bieten Großverbraucher. Für einen ersten Überblick hat es sich bewährt, eine Liste mit allen Maschinen und Anlagen und ihrem Leistungsniveau auf Basis der Anschlusswerte zu erstellen. So entsteht eine erste Bewertungsgrundlage für den Einsatz von Messtechnik sowie der erwarteten oder geschätzten Einsparpotenziale.
Don‘t: Auf Vermutungen verlassen
Die Annahmen, welche die größten Verbraucher sind, sollten unbedingt durch temporäre Messungen überprüft werden. Denn erfahrungsgemäß klaffen Vermutung und Realität oft weiter auseinander als man denkt. So ergeben sich durch die kurzzeitigen Messungen häufig neue Erkenntnisse und teils auch Überraschungen, was Betriebszustände und Betriebsverhalten der Maschinen und Anlagen betrifft. Um ein vollständiges Bild vom Nutzungsprofil zu bekommen, sollte der Messzeitraum mindestens zwei Wochen umfassen, um auch zwei Wochenenden zu berücksichtigen.
Energiemessgeräte lassen sich oft einfach im Betrieb installieren. Schwieriger wird es bei Medien wie Druckluft, Gasen oder Wasser.Econ Solutions
Do: Temporär messe
Temporäre Messungen bieten sich vor allem im Strombereich an, denn hierfür sind praktische und schnell einsetzbare Messgeräte verfügbar, wie der Econ Sens3. Dieser lässt sich mit seinen Strom-Messspulen mit Klick-Verschluss schnell und unterbrechungsfrei während des laufenden Betriebs installieren. Über ein integriertes Web-Interface können Nutzer die Messdaten auf einem beliebigen Tablet-PC und an jedem PC via Netzwerk aufrufen, analysieren und abspeichern. Bei rohrgebunden Medien wie Öl, Gas oder Wasser, ist das notwendige Messequipment mit deutlich höheren Anschaffungskosten als beim Strom verbunden. Hier empfiehlt sich eine Messung nur, wenn Einfluss- und Einsparungspotenzial die Investition rechtfertigen.
Do: Laufzeiten beachten
Neben der Leistungsaufnahme sind auch die Betriebs- und Laufzeiten der Verbraucher zu berücksichtigen. Sie sollten ebenfalls in die Liste der Großverbraucher aufgenommen werden. Denn das Leistungsniveau ergibt nur in Verbindung mit der Laufzeit den Verbrauch. So haben zum Beispiel Druckluft- und Kühlungssysteme häufig nur einen geringen Verbrauch, bieten als Dauerläufer aber trotzdem großes Einsparpotenzial, zum Beispiel durch Änderungen der Betriebs- und Anlagenführung.
Do: Kennzahlen rechtzeitig definieren
Bereits vor der Installation des Messsystems sollten Unternehmen überlegen, welche Kennzahlen (Energie-Performance-Indicators, kurz EnPI) sie gewinnen und auswerten möchten. Sinnvolle Kennzahlen sind beispielsweise der Wärme-/Heizverbrauch pro Quadratmeter beheizter Fläche, das Verhältnis vom Verbrauch der Produktionsanlagen zum Verbrauch der Infrastrukturanlagen oder zur eingesetzten Menge an verarbeitetem Rohmaterial. Welche Kennzahlen für ein Unternehmen tatsächlich zielführend sind, lässt sich nicht pauschal sagen, da dies vom Produktionsprozess, den vorhandenen Anlagen und der Datenbasis abhängt. Die individuelle Definition der Kennzahlen und das Schaffen der Datenbasis, um eben diese zu berechnen, ist ein elementrarer Schritt die Energieeffizienz zu steigern.
Die Verbrauchsanalyse offenbart oft unerwartete Ergebnisse. Nicht jeder Großverbraucher frisst so viel Energie wie erwartet und nicht jeder kleinere Anlagenteil ist automatisch nur einer bescheidener Verbraucher.Econ Solutions
Don‘t: Proprietäre Schnittstellen einsetzen
Proprietäre Schnittstellen einzelner Hersteller erlauben meist keinen offenen Austausch zwischen Systemen. Damit verbauen sich Unternehmen von vorneherein die Möglichkeiten zum systemübergreifenden Datenaustausch. Im Nachhinein lässt sich dies nur noch kostenintensiv durch Neuausrüsten beheben. Offene Standard-Schnittstellen sind beispielsweise Impulse, Analogsignale, Modbus oder M-Bus. Hierüber lassen sich Daten aus bestehenden Zählern, Fühlern und Sensoren in die Energiemanagement-Analysen integrieren. Dies gilt auch auf Software-Ebene. Hier lassen sich Unternehmenssysteme, wie Prozess- oder Gebäudeleitsysteme sowie Systeme der Maschinen- und Betriebsdatenerfassung integrieren, etwa über OPC oder SQL. Bei der Energie Controlling Software Econ 3.0 haben Nutzer außerdem die Möglichkeit zum automatisierten Dateiimport im CSV- und im MSCONS-Format (Metered Services Consumption report message, ein Nachrichtenformat zur standardisierten Übertragung von Lastgang- und Zählerdaten). Die bestehenden Systeme liefern häufig wertvolle Daten für das Energiemanagement. Vor dem Hintergrund der zunehmenden Digitalisierung der Produktion sollte deshalb bei Neuanschaffungen der offene Datenaustausch Priorität haben.
Do: Vorhandene Infrastruktur einbeziehen
Der Installations- und Montageaufwand lässt sich möglichst gering halten, wenn bestehende Hardware- und Messinfrastruktur nach Möglichkeit eingebunden wird. Hierzu zählt insbesondere bestehende Netzwerktechnik, die eher zu finden ist als eine Bus-Verkabelung.
Don‘t: Software als Einzelplatzlösung
Wird die Auswertungs-Software als Einzelplatzlösung installiert, ist die Nutzung unflexibel und an einen Rechner gebunden. Webbasierte Anwendungen und eine zentrale Datenhaltung schaffen hier Abhilfe. Damit lassen sich die Analysen und Berichte mittels Browser unabhängig vom Arbeitsplatz oder PC aus einsehen, analysieren und bewerten. Bei Econ 3.0 ist die Darstellung zudem stets an das Anzeigegerät angepasst, sodass die Auswertungen auch auf mobilen Geräten, wie Tablet-PCs oder Smartphones, übersichtlich angezeigt werden. Aufgrund der zentralen Datenhaltung auf einem Server können mehrere Benutzer gleichzeitig auf dieselben Daten zugreifen. Dies ist vor allem dann wichtig, wenn die Software für verschiedene Abteilungen oder standortübergreifend jeweils relevante Auswertungen liefert, zum Beispiel für die Produktionsleitung Wochenberichte zum Energieeinsatz pro Produktionseinheit und für die Geschäftsleitung Analysen zu den Kosten pro Werk respektive Business Unit. Weiterer Vorteil: Es muss keinerlei Software auf den Arbeits-PCs installiert werden, was Zeit und Aufwand bei der IT sowie bei Updates spart.
Basis für Energiemanagement legen
Mit dem Festlegen dieser individuellen Faktoren verfügen Unternehmen über eine Basis, auf der sie die Dimensionen ihres Messsystems ausarbeiten können. Dabei werden alle relevanten Informationen der bestehenden und neuen Messpunkte sowie Datenquellen vor Ort aufgenommen. Das Ergebnis ist eine Topologie, die das Systemkonzept für die automatisierte Energiedatenerfassung beschreibt. Sie dient als Entscheidungsgrundlage für die nächsten Schritte und auch als Dokumentation für gegebenenfalls anstehende Zertifizierungen (zum Beispiel DIN EN ISO 50001 oder DIN EN 16247-1) und als Ausgangspunkt für die nachfolgende Systeminstallation.
Für die Installations- und Montagearbeiten ist es empfehlenswert, ortskundiges Fachpersonal einzusetzen, da dieses die technischen Bedingungen vor Ort am besten kennt. Ist die Installation der Hard- und Software-Komponenten abgeschlossen, sollten eine finale Hardware-Installationsprüfung und die Software-Konfiguration erfolgen. Im Rahmen der Inbetriebnahme werden die grundlegenden Systemeinstellungen vorgenommen und die ersten Messergebnisse als Nachweis gemeinsam mit dem Anbieter des Systems überprüft. Damit beginnt bereits die Betriebsphase. In einer Systemeinweisung und Anwenderschulung sollte der Anbieter den Nutzern das volle Funktionsspektrum der Energiedatenerfassung vorstellen und gemeinsam mit diesen die zentralen Analysen und Auswertungen erstellen. Nicht selten lassen sich bereits erste Erkenntnisse erzielen und Maßnahmen ableiten. Häufig geben die Energiedaten auch Aufschluss darüber, wie sich der Prozess selbst verbessern lässt, zum Beispiel im Bereich der Taktzeitoptimierung. Das macht den Weg frei für eine effektive und nachhaltige automatisierte Energiedatenerfassung sowie die kontinuierliche Steigerung der Energieeffizienz.
Dr. Stephan Theis
(mf)
