So wird E-Mobility ein Bestandteil der Building IoT

Bei Phoenix Contact Electronics am Unternehmensstandort in Pyrmont ist die Gebäudeautomation das Herz des Facility Managements. Im Technikraum laufen alle Fäden zusammen. Das Facility Management umfasst die Energieversorgung des Firmenstandorts mit den Produktionsanlagen und die Anbindung der Elektro- und Hybridfahrzeuge. Vier Gebäude mit über 1500 Mitarbeitern umfasst dieser Standort. 60 Prozent des Stroms werden im betriebseigenen BHKW erzeugt. Die Abwärme wird zum Heizen der Gebäude genutzt und damit Kälte erzeugt. Diese wird im Sprinklertank gespeichert, um die Gebäude zu kühlen und Kühlwasser für die Produk­tion zu liefern. Auf dem Dach befindet sich eine PV-Anlage und ein Stromspeicher. Ein hochkomplexer Verbund also – mit zahlreichen Wechselwirkungen.

Energiebedarf per IoT und Gebäudeautomation optimal decken

Bild 2: Auf der Gebäudemanagement-Software Emalytics als Plattform lassen sich alle Daten, Meldungen und Betriebszustände – auch die der E-Fahrzeuge – abbilden. Phoenix Contact E-Mobility

Um den Energiebedarf des Technologiestandorts optimal zu decken, ist ein cleveres Management sämtlicher Funktionsabläufe erforderlich. Erst das Zusammenspiel von IoT (Internet of Things) und intelligenter Gebäude­automation macht diese Optimierung möglich.

In einem Industrieunternehmen müssen alle Verbraucher – von der Heizungspumpe über den Aufzug bis hin zur Kaffeemaschine – in das Energiemanagement einbezogen werden. Nur so lässt sich, in steter Abhängigkeit vom regenerativ erzeugten Strom, der Energiefluss im Unternehmen wirksam lenken. Am Standort Bad Pyrmont werden auch immer mehr Ladestationen für die elektrischen Dienstwagen und die E-Fahrzeuge der Mitarbeitenden in die Betriebsinfrastruktur eingebunden. Neun Ladepunkte versorgen zurzeit zirca 40 Fahrzeuge – mit stark steigender Tendenz. Neueste und vor allem künftige E-Modelle sind für höhere Reich­weiten ausgelegt, sodass sie nicht ständig nachgeladen werden müssen. Dennoch ist es erforderlich, alle Fahrzeuge, Nutzer und Ladepunkte flexibel in das Gebäudemanagement integrieren zu können (Bild 3).

E-Fahrzeuge als Zwischenspeicher für regenerativ gewonnene Energie 

Bild 3: Einfache Handhabung: Die Lademanagement-Software Charx manage optimiert das Zusammenspiel zwischen Industriegebäuden und Ladepunkten. Phoenix Contact E-Mobility

Um den Energiefluss im Unternehmen zu optimieren, kann der Facility Manager die Daten nutzen, die zwischen Elektrofahrzeugen und Gebäuden ausge­tauscht werden. So werden E-Fahrzeuge auch als Zwischenspeicher für regenerativ gewonnene Energie genutzt. Weiterhin können diese Fahrzeuge gegenüber anderen Verbrauchern zurückgestuft werden – etwa Flottenfahrzeuge, die nicht für Dienstfahrten gebucht sind oder Mitarbeiter­fahrzeuge, die erst zum Feierabend für den Heimweg aufgeladen sein müssen. Die gesammelten Energiedaten der Ladevorgänge dienen zudem der Ermittlung des Gesamtverbrauchs der elektrischen Energie gemäß EEG (Erneuerbare-Energien-Gesetz) und helfen dem Arbeitgeber, den geldwerten Vorteil pro Mitarbeiter und Ladevorgang zuzu­ordnen. Daher müssen die Ladevorgänge an jedem Ladepunkt für jeden Nutzer genau erfasst werden. Diese Daten wurden früher nicht gesammelt. Für die Standardfunktio­nen eines Energiemanagementsystems sind sie nicht erforderlich.

Zur Gebäudeautomation nutzt Phoenix Contact Electronics die Software-Lösung Emalytics – ein Gebäudemanagementsystem, das im Unternehmen selbst entwickelt wurde. Weitere Funktionen rund um das Thema Elektromobilität werden mithilfe der Lademanagement-Software Charx manage integriert, die über alle gängigen Standard­schnittstellen verfügt. Aufwendige Anpassungen an die existierende Gebäude- und IT-Infrastruktur sind mit Charx manage nicht erforderlich (Bild 4).

Nutzerkomfort mit technischen Raffinessen

Bild 4: Skalierbare Software-Lösung für Lade- und Lastmanagement: Charx manage steuert bis zu 50 Ladepunkte und optimiert deren Betrieb. Phoenix Contact E-Mobility

Dank Charx manage startet der Fahrer den Ladevorgang nach der schnellen Authentifizierung – etwa mit seiner RFID-Karte. Der Energieverbrauch wird dann im Hintergrund dem Nutzer zugeordnet – unabhängig vom überlagerten Managementsystem.

Jede Ladestation ist einem Gebäude oder einer Infrastruktur zugeordnet. Die Kommunikation zwischen den einzel­nen Gewerken ist ein wichtiges Instrument für den zielgerichteten Energieeinsatz. So kann das Gebäudemanagementsystem den Energiefluss der einzelnen Ladepunkte oder des gesamten Ladeparkplatzes genauso steuern wie die Lüftungs- oder Klimaanlage. Die eigene Stromerzeugung mittels BHKW und PV-Anlage auf dem Dach reduziert den Bezug externer Energie erheblich – was sich deutlich auf die Betriebskosten auswirkt (Bild 5).

Jeder Ladepunkt wird energieoptimiert gesteuert

Bild 5: Energie im Gebäudeverbund intelligent verteilen: Monitoring und Analyse aller Erzeuger- und Verbrauchsdaten erlauben eine planbare und bedarfsgerechte Bereitstellung und Verteilung der Energie – so wird der Betrieb gesichert und die Verluste werden minimiert. Phoenix Contact E-Mobility

Selbstverständlich gibt es im Gebäudeverbund Stoßzeiten mit höherem Energieverbrauch. Dann wird die Energieversorgung für die Ladestationen reduziert oder – falls erfor­derlich – zeitweise ausgesetzt. Die Software Charx manage empfängt vom Gebäudemanage­mentsystem Emalytics den Wert für die im Augen­blick maximale Ladeleistung. Gemäß diesem Wert steuert die Lademanagement-Software jeden einzelnen Ladepunkt energieoptimiert – egal ob ein-, zwei- oder dreiphasige Elektrofahrzeuge angeschlossen sind. So wird jeder einzelne Ladepunkt in die Building IoT integriert.

Einzelne Ladepunkte, die dezentral auf dem Firmengelände angeordnet sind, werden dem aktuellen Energieverbrauch so angepasst, dass Mitarbeiter nach Arbeitsschluss ihren Heimweg antreten können oder Firmenwagen für die nächste Dienstreise vollgeladen zur Verfügung stehen.

Fazit

Ein Gebäudemanagementsystem mit integrierter Lademanagement-Software muss gut funktionieren und einfach zu bedienen sein, das ist die Forderung an die Hersteller von Komponenten für Building IoT. Die Komplexität darf für den Nutzer an der Ladestation nicht erkennbar sein. Zudem muss die Einbindung von Elektromobilität in die Gebäudeautomation für das Facility Management einen echten Mehrwert haben. Die Lademanagement-Software Charx manage von Phoenix Contact wird mit ihrer intuitiven Bedienbarkeit und komfortablen Steuerung sowohl den Anforderungen des Anwenders als auch denen des Facility Managers gerecht.

(neu)