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Messwerte erfassen, aufbereiten und intelligent analysieren

WiriTec: Durchgängiges Konzept gegen Energieverschwendung

24. Januar 2011, 11:32 Uhr | Heinz Arnold

Dr. Peter Merkel, WiriTec: »Wir spüren, dass das Interesse für Energie-Management stark zunimmt.«

»10 bis 15 Prozent Energieeinsparung sind in großen Produktionen und Gebäuden sehr einfach zu erzielen, ohne einen großen Aufwand zu betreiben«, sagt Dr. Peter Merkel, Geschäftsleitung der WiriTec GmbH.

Mit einem umfassenden Energie-Performance-Controlling ließen sich allerdings noch weit höhere Einsparpotenziale ausschöpfen.

Energie & Technik: Der Energieverbrauch von großen Produktionsanlagen in der produzierenden Industrie - und von großen Gebäuden wie Flughäfen, Krankenhäusern, Einkaufszentren, Schulen und Behörden - wird in vielen Fällen noch nicht effizient überwacht und gesteuert. Oft sind sich die Betreiber gar nicht darüber bewusst, dass Energie nutzlos verschwindet, geschweige denn wie viel. Wie lässt sich hier schnell Abhilfe schaffen?

Dr. Peter Merkel: Das Wichtigste ist, Transparenz zu schaffen, und das geht nur mit gezielten Energiemessungen. Wir müssen uns die Anlagen vor Ort anschauen. In vielen Fällen sind schon digital auslesbare Stromzähler, Datenlogger und Bussysteme vorhanden, die uns die Daten liefern können. Um die Daten effektiv in inhomogenen Umgebungen zu sammeln, haben wir eine kleine Linux-Maschine mit der zugehörigen Software entwickelt, die WiriBox. Sie sammelt die Zählerwerte über verschiedene Schnittstellen (RS485, RS232) oder Bus-Systeme, übernimmt die Vorverarbeitung und leitet die Daten über die vorhandenen Kommunikationsnetze an eine Datenbank weiter.

Aber zumindest elektronische Zähler sollten vorhanden sein?

Das wäre schon einmal eine gute Voraussetzung. Wir können auch Daten aus mechanischen Zählern optisch auslesen, aber das betrachten wir eher als Übergangslösung, weil diese Geräte sehr empfindlich sind. Bei Gas und Wasser gibt es heute oft noch keine elektronischen Zähler, und häufig sind auch keine elektrischen Anschlüsse oder Kommunikationsleitungen in der Nähe.

In vielen Fällen können wir Daten aus schon vorhandenen Gebäudeleitsystemen nutzen. Dabei kommt es darauf an, diese Daten auf ihre Qualität hin zu überprüfen. Weil die Gebäudeleittechnik auf Grund ihrer Aufgabe andere Messverfahren verwendet, kann es zu erheblichen Abweichungen gegenüber geeichten Zählern kommen. Das muss man wissen und berücksichtigen.

Das heißt, der Aufwand, der erforderlich ist, um die Daten zu sammeln, ist vergleichsweise gering?

Unserer Erfahrung nach ist der Aufwand, gemessen am Einsparungspotenzial, sehr überschaubar, wenn alle vorhandenen Möglichkeiten konsequent ausgeschöpft werden. Allerdings sollte man ein paar Regeln beachten. Wir müssen sicherstellen, dass wir den Gesamtenergieverbrauch mit unseren Messungen zu 95 Prozent abdecken. Dabei sollte jeder Zähler-Unterbereich nicht mehr als 5 Prozent zum Gesamtenergieverbrauch beitragen. Insgesamt gesehen ist es mit der heutigen Technologie weder schwierig noch teuer, Zähler zu setzen und zu messen.

Dann fängt die Arbeit aber erst an ...

Genau. Die Datensammlung ist die Pflicht, danach kommt die Kür. Denn es ist ja nicht einfach, aus dem Datenwust zu vernünftigen Ergebnissen zu kommen. Energie-Performance-Controlling bedeutet, dass wir nicht irgendwas messen und die gesammelten Ergebnisse anzeigen, sondern, dass wir die Daten mit den Prozessabläufen in Verbindung bringen. Der Energieverbrauch alleine sagt ja noch gar nichts aus.

Können Sie dafür ein Beispiel nennen?

Nehmen wir als einfaches Beispiel die Klimaanlage eines Flughafens. Den Energieverbrauch nur auf die Fläche zu beziehen, würde keine brauchbaren Ergebnisse liefern. Denn man weiß zuerst einmal gar nicht, was auf der Fläche geschieht. Wie viele Personen sich über den Tag gesehen dort aufhalten, wie viel Wärme von Geräten erzeugt wird und abgeführt werden muss, wie lange die Betriebszeiten sind - dies und noch viel mehr ist zu ermitteln. Hinzu kommen weitere äußere Parameter - etwa Wetter, Jahreszeit, Temperatur, Feuchtigkeit - die mit einzubeziehen sind. Erst wenn man all diese Daten mit dem Energieverbrauch der Klimaanlage in Beziehung setzt - wir lösen das über eine sogenannte Regressionsanalyse -, kann man eine Aussage über die Plausibilität des Verbrauchs machen und damit die Effizienz der Anlage beurteilen.

Lässt sich dieses Beispiel auch auf große Produktionsanlagen anwenden?

Auch hier müssen die Energie verbrauchenden Prozesse betrachtet werden. Neben Überwachung auf Verbrauchsplausibilität stellt sich oft die Frage nach Prognosen und Profilüberwachungen.

Wenn man den Zusammenhang zwischen den Produktionskennzahlen und dem Energieverbrauch durch eine Regressionsanalyse erkennt, lässt sich aus der Produktionsplanung heraus der Energiebedarf ableiten. Diese Zahl steht dann, genau wie der Material- und Personalbedarf, dem Einkauf für seine Planungen zur Verfügung.

Weil der prognostizierte Energiebedarf nicht überschritten werden sollte, wird er mit Hilfe eines Profils überwacht. Das bedeutet, er wird laufend gegen eine Kurve geprüft, die angibt, zu welchem Zeitpunkt wie viel Energie verbraucht werden darf. Die heute üblichen Prüfungen gegen Minimal- und Maximalwerte halten wir für viel zu unexakt und damit für wirkungslos.