Besprühungsanlage eines Ventilator-Kühlturms

Bisher konnten sich Anlagenbetreiber nur anhand ihrer Erfahrungswerte den bestmöglichen Energieeffizienz-Einstellungen für ihre Anlagen annähern. Ein intelligentes digitales Steuerungssystem kann aber noch erheblich mehr herausholen. Im Bild: Besprühungsanlage eines Ventilator-Kühlturms. Ökotec Energiemanagement

In dem vom BMWi geförderten Verbundprojekt gelang es den Forschungspartnern Ökotec Energiemanagement und Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik (IPK), die Machbarkeit des Ansatzes von EnEffReg zu bestätigen. Dabei arbeiteten sie eng mit den Anwendungspartnern Bayer, Daimler und Thyssenkrupp Steel Europe zusammen; in deren Auftrag konnten die Forschungspartner teilweise enorme Energieeinsparungen erreichen. Bisher können sich die Anlagenbetreiber bei bestehenden Anlagen nur anhand ihrer Erfahrungswerte den optimalen Einstellungen annähern.

Im Fokus des Pilotprojekts standen versorgungstechnische Anlagen, die Kälte, Wärme oder Frischluft für Produktions- und Laborumgebungen liefern. Diese haben einen großen Anteil am Gesamtenergieverbrauch der Unternehmen; daher können auch mit kleineren prozentualen Verbesserungen recht hohe Einsparungen erzielt werden. Je nach Anlage und Bereich konnten so Einsparungen in Höhe von 10 bis 30 % erreicht werden. Diese Ergebnisse sollen sich in Zukunft leicht auf andere Anlagen übertragen lassen.

Die Steuerung der Anlagen basiert auf der Energieeffizienz-Software En Eff Co und auf einer mit dem Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit entwickelten Kennzahlmethodik. Im Betrieb liest En Eff Reg umfangreiche Messdaten eines Systems aus und erlernt so das Verhalten der Anlagen hinsichtlich ihrer Effizienz. Dadurch können vernetzte Teilsysteme neu eingestellt und Veränderungen selbstlernend berücksichtigt werden. Prof. Dr. Jörg Krüger, Leiter des Geschäftsfeldes Automatisierungstechnik am Fraunhofer IPK, erläutert hierzu: „Im Projekt En Eff Reg wollten wir die Energieeffizienz gezielt regeln. Dazu brauchen wir nicht nur das Messen, sondern auch das Steuern innerhalb eines geschlossenen Regelkreises. So gehen wir einen Schritt weiter als bisherige Ansätze und erreichen damit eine höhere Leistungsstufe.“

Im Zuge des Verbundprojekts wurden auch neuartige Methoden zur Visualisierung der Energieeffizienzfaktoren von Maschinen entwickelt. „Damit existiert nun für den sehr alten Wunsch nach einer grafischen Darstellung von vieldimensionalen Zusammenhängen eine ganz neue Lösungsmöglichkeit, die auch für viele Anwendungsprobleme unabhängig von En Eff Reg verwendet werden kann“, sagte Knut Grabowski, Leiter der En Eff Co-Forschung bei Ökotec. Aufbauend auf den Projektergebnissen will das Unternehmen jetzt die Software zur Marktreife weiterentwickeln. Gemeinsam mit dem Fraunhofer IPK sollen in den kommenden Jahren außerdem Fragen zu Methoden der Künstlichen Intelligenz und die Standardisierung von Schnittstellen erforscht werden.