Post on 07-Feb-2018
transcript
33HefHefHefHefHefHefHefHefHefHefHefHefHefHeft St St St St St St St St St St St St St S2/22/22/22/22/22/22/22/22/22/22/22/22/22/2015015015015015015015015015015015015015015
Smart Building & Energiemanagement
D�� ��������������� � ��������� �����������-
le vorgegeben: Die CO2-Emissionen sollen bis 2020 um
40 % und bis 2050 um 80 % bis 95 % im Vergleich zu
1990 gesenkt werden. 2008 ist beschlossen worden, den
Primärenergieverbrauch bis 2020 um 20 % sowie bis 2050
um 50 % zu reduzieren. Für den Stromverbrauch ist bis
2020 eine Verringerung um 10 % und bis 2050 um 25 %
festgeschrieben
worden. Darüber
hinaus soll sich
die Energiepro-
duktiv ität um
jeweils 2,1 % pro
Jahr erhöhen.
Um diese Vor-
gaben zu errei-
chen, bedarf es
einer weiteren
Steigerung der Energieeffizienz sowohl im industriellen
als auch im gewerblichen und privaten Sektor. Ein inno-
vatives Energiemanagementsystem („EnMS“) unterstützt
hier entsprechende Maßnahmen und leistet durch ein in-
tegriertes Lastmanagement gleichzeitig einen positiven
Beitrag zur Versorgungssicherheit. Die Einsparung von
Energie sowie die Vermeidung kostenintensiver Last-
spitzen führen zu einer Kostensenkung und damit einer
höheren Wettbewerbsfähigkeit (Bild 1). Eine Zertifizie-
rung der Unternehmen nach DIN EN ISO 50001 [1] bietet
ferner zusätzliche Anreize in Form von Förderprogram-
men oder steuerlichen Vorteilen.
Vorgehensweise bei der Umsetzung einer „EnMS“-LösungD�� D�� �� ��� ����� ������ ����� �������� ��� ���
Einführung eines Energiemanagementsystems dar. Sie
beschreibt die Anforderungen und die Vorgehensweise
Energiemanagement
nach DIN EN ISO 50001Ingolf Sieslack
Vor dem Hintergrund stetig steigender Energiepreise, einer Verknappung der notwendigen
Ressourcen sowie staatlichen Regulierungen spielt die Energieeffizienz neben den
erneuerbaren Energien eine wesentliche Rolle, wenn die Energiewende gelingen soll. Doch wie
lässt sich das erforderliche Energiemanagementsystem aufbauen, und was ist bei seiner
Realisierung zu beachten?
Das Energiemanagement macht den Energieverbrauch
transparent
Ingolf Sieslack ist Master
Project Manager Energy
Efficiency bei der Phoenix
Contact Electronics GmbH
in Bad Pyrmont.
isieslack@phoenixcontact.com
HefHefHefHefHefHefHefHefHefHefHefHefHefHeft St St St St St St St St St St St St St S2/22/22/22/22/22/22/22/22/22/22/22/22/22/201501501501501501501501501501501501501501534
Smart Building & Energiemanagement
b��� �������� ��� ��� ��������� ����� ��� ����� !��-
formen „EnMS“-Lösung als Grundlage für eine spätere
Zertifizierung. Die Ausprägung des Energiemanagement-
systems lässt sich dabei an die jeweiligen Anforderun-
gen des Unternehmens anpassen. In jedem Fall zielt die
Maßnahme auf eine nachhaltige Reduzierung des Ener-
gieverbrauchs durch kontinuierliche Verbesserungen ab.
Zu diesem Zweck müssen die Energiedaten permanent
erfasst und bewertet werden, denn nur so ist die Iden-
tifizierung von Einsparpotenzialen möglich. Die Reali-
sierung der weltweit gültigen Norm ISO 50001 basiert
auf dem PDCA-Management-Zyklus (Plan-Do-Check-Act,
Bild 2), der im Folgenden erläutert wird:
1. Plan-Phase (Planung)
Die Plan-Phase erstreckt sich unter anderem von der De-
finition der Verantwortlichkeiten über die Festlegung der
Energiepolitik bis zur Bestimmung der strategischen und
operativen Energieziele des Unternehmens. Bei der Ener-
gieplanung werden jene Aktivitäten beschlossen, die in
einer stetigen Steigerung der Energieeffizienz resultieren.
Die Energieplanung schließt auch die energetische Be-
wertung ein. Zur Beurteilung der fortwährend gemesse-
nen Energiedaten sind Energieleistungs-Kennzahlen
(Energy Performance Indicator – „EnPI“) zu ermitteln und
festzuschreiben. Dies können beispielsweise Verhältnis-
zahlen, wie kW/Stück oder Druckluftverbrauch/Charge,
sein. Durch den Vergleich der „EnPI“ mit den aktuellen
Energiewerten werden Optimierungspotenziale aufge-
zeigt und damit eine nachgelagerte Erfolgskontrolle
ermöglicht.
2. Do-Phase (Implementierung)
Die Umsetzung der in der Planungsphase definierten und
dokumentierten Maßnahmen erfolgt in der Do-Phase.
Entsprechende Aktivitäten beziehen geeignete Schritte
zur Sensibilisierung der Mitarbeiter hinsichtlich einer
Erhöhung der Energieeffizienz ein.
3. Check-Phase (Erfassung und Analyse)
Im nächsten Schritt werden die Energiemessdaten in-
klusive des Gesamtenergieverbrauchs überprüft und ab-
gewägt. Auf Basis der validierten Messdaten kann das
Unternehmen dann eine Erfolgskont-
rolle in Bezug auf die strategischen
und operativen Ziele vornehmen. Zur
Beurteilung lassen sich die jeweiligen
„EnPI“ und Energieverbrauchsprog-
nosen heranziehen.
4. Act-Phase (Optimierung)
Sind Abweichungen erkannt worden,
werden passende Verbesserungsmaß-
nahmen eingeleitet und durchge-
führt. Sie streben eine kontinuierli-
che Optimierung der Energieeffizienz
an. Setzt das Unternehmen bereits
Managementsysteme gemäß des ISO-
9001-Qualitätsmanagements oder
ISO-14001-Umweltmanagements ein,
kann sich eine Matrix-Zertifizierung als vorteilhaft er-
weisen. Die Führung und Archivierung der Dokumente
lassen sich unter Umständen in ein bestehendes Doku-
mentenmanagementsystem übernehmen. Das führt zu
Synergieeffekten und vereinfacht die Einführung eines
nach DIN EN ISO 50001 zertifizierten Energiemanage-
mentsystems.
Erfassung und Darstellung der Energie- und VerbrauchswerteD�� �������� ��� ������� ��� "��b����#���� ��� ��-
terschiedlich verwendeten Energieträger bildet die
Grundlage für ein effektives Energiemanagementsystem.
Dabei werden sowohl die Daten der Primärenergien, wie
Öl oder Gas, als auch die Sekundärenergie, also Elektri-
zität oder Druckluft, aufgenommen. Die Herausforderung
besteht hier im Einsammeln der Eingangssignale über
verschiedene Kommunikationsstandards, wie Modbus
RTU, M-Bus, IO-Link sowie Bacnet und KNX. Als Lösung
bietet Phoenix Contact [2] einen modularen Datenlogger
an, der die unterschiedlichen Messwerte erfasst und spei-
chert. Seine Granularität erlaubt die Unterstützung
verschiedener Übertragungsverfahren und bietet somit
ein hohes Maß an Flexibilität. Durch die einfache Erwei-
terbarkeit des Datenloggers um die IO-Module des Inline-
Automatisierungssystems sind spätere Anpassungen
einfach möglich.
Die einzelnen Datenlogger werden über standardisierte
Mechanismen, wie Ethernet TCP/IP, Wireless-Protokolle
sowie GSM/GPRS respektive EDGE, bei Remote-Stationen
durchgängig vernetzt. Die gespeicherten Daten können
entweder als CSV-Datei heruntergeladen oder in Daten-
banken, wie „MySQL“ oder MSSQL, geschrieben werden.
Als weiteres Kommunikationsverfahren eignet sich die
OPC-Technologie in Form von OPC DA/UA. In Abhän-
gigkeit von der Unternehmensgröße und den daraus
resultierenden Anforderungen bieten sich webbasierte
Energieportallösungen für das Energiemonitoring an. So
lassen sich Energief lüsse transparent darstellen sowie
Lastkurven und deren Analyse visualisieren. Darüber
Bild 1. Mit Energieeffizienzmaßnahmen lassen sich die Kosten deutlich reduzieren
35HefHefHefHefHefHefHefHefHefHefHefHefHefHeft St St St St St St St St St St St St St S2/22/22/22/22/22/22/22/22/22/22/22/22/22/2015015015015015015015015015015015015015015
Smart Building & Energiemanagement
���� #����� ��� ��#����� !��-
elle und historische Werte angezeigt.
Energieportallösungen umfassen
außerdem eine Trendwertbildung,
verbrauchsorientierte Abrechnung,
Berichtswesen sowie zusätzliche
Funktionen. Innovative Ansätze un-
terstützen ferner bei der Wiederga-
be und Auswertung der Energieda-
ten, berechnen auf Basis der „EnPI“
und Vergleiche Abweichungen und
erkennen Schwachstellen. Auf der
Grundlage dieser Informationen kön-
nen dann Verbesserungsmaßnahmen
effizient und zielgerichtet durchge-
führt werden.
Aktivitätenplan zur Priorisierung der Optimierungs maßnahmenD� �$�!���� ��� �$����������!��-
vitäten erstreckt sich von der Sensi-
bilisierung der Mitarbeiter im Hin-
blick auf die Energieeinsparung über
passive Verbesserungsmaßnahmen
bis hin zu aktiven Lösungsansätzen,
wie der Prozessoptimierung und dem
Spitzenlastmanagement. Es stellt
sich folglich die Frage, wo die Ener-
gieeffizienzansätze realisiert werden
sol len und welche Konzepte
betriebswirtschaftlich sinnvoll sind.
Abhilfe schafft eine ABC-Analyse
zur Identifizierung der Verbraucher
mit dem höchsten Energiebedarf. In
Kombination mit einer anschließen-
den Wirtschaftlichkeitsprüfung
erhält das Unternehmen einen prio-
risierten Aktivitätenplan. Zu den
passiven Maßnahmen zählt unter
anderem der Austausch veralteter
ineffizienter Technologie, beispiels-
weise der Ersatz unwirtschaftlicher
Motoren gegen eine Variante mit
entsprechend höherem Wirkungs-
grad. Auch im Bereich anderer Ener-
gieträger wie der thermischen Ener-
gie lässt sich durch eine modifizierte
Dämmung der Wärmeverlust ver-
meiden, was zur Steigerung der
Energieeffizienz beiträgt. Als aktive
Verbesserungsmaßnahme sei die Op-
timierung der Prozessabläufe ge-
nannt. Darunter fallen die Vermei-
dung von unnötigen Leerlaufzeiten,
die Verbesserung der Betriebszustän-
de sowie das ereignisgesteuerte Zu-
und Abschalten von Verbrauchern.
Bild 2. Schematische Darstellung des PDCA-Management-Zyklus zur Steigerung
der Energieeffizienz
Act
Plan
Do
Check
DIN EN ISO 50001
Modulares Energiee!zienzkonzept
Messdatenerfassung
Prozesssteuerung,Kostenstellenzuordnung,
Lastmanagement,Reporting, Trendmeldung
Modbus/TCP/IP Ethernet MySQL SQL CSV
Datenloggen, sichere Datenübertragung
Ethernet RS-485
Energie/Gebäude
ElektrischeLeitung
Elektrik Gas Öl Wasser Druckluft
Temperatur Durch%uss Druck
M-Bus
Dienstleistungen
Steuern
Bewerten
Erfassen
Panasonic Electric Works Europe AG
Das neue HE-V Relais ist ein
echter Traumtyp:
effi zient & sicher, kompakt &
kostenoptimiert und auch noch
unkompliziert einzusetzen.
Die technischen Daten sprechen
für sich:
• Sehr kompakte Ausführung:
50 x 41 x 39 mm
• Kontaktart 2FormA
• Schaltlast bis 20 A / 1000 V DC
• Sehr geringe Halteleistung 213 mW
• Doppelpin-Lötanschluss
• Kontaktöffnung min. 2,5 mm
www.panasonic-electric-works.de
E%&'(')*+ ,-./012 Seite 36 HefHefHefHefHefHefHefHefHefHefHefHefHefHeft St St St St St St St St St St St St St S2/22/22/22/22/22/22/22/22/22/22/22/22/22/201501501501501501501501501501501501501501536
Smart Building & Energiemanagement
�� ��� ������U�����b�!��� ���� �� ���3����4 ����
eine nahtlose und sichere Kommunikation zwischen dem
Energiemanagementsystem, dem Manufacturing Exe-
cution System (MES) und der Prozesssteuerung sicher-
gestellt werden. Hier empfiehlt sich der Einsatz einer
Energy-Steuerung zur Entkopplung des Energiemanage-
ments von der Prozesssteuerung.
Für energieintensive Unternehmen
erweist sich das Lastmanagement
als weitere Option zur Erhöhung
der Energieeffizienz, denn es dient
dem Verzicht auf kostenintensive
Spitzenlasten.
Fazit��� ����U��U�� �����������-
mentsystem nach DIN EN ISO 50001
bildet nicht nur die Grundlage für
eine entsprechende Zertifizierung.
Es reduziert darüber hinaus sowohl
den Energieverbrauch als auch die
CO2-Emission. Das spart Energie-
kosten ein und schützt zudem die
Umwelt. (ih)
Literatur[56 DIN EN ISO 50001:2011-12 Energiemanagementsysteme –
Anforderungen mit Anleitung zur Anwendung. Berlin: Beuth Verlag
[2] Phoenix Contact GmbH & Co. KG, Blomberg: www.phoenixcontact.de
Bild 3. Visualisierung optimierter Betriebszustände
t
AbschaltenEnergieeinsatz
Produktion= 100 %
Produktions-bereit = 20 %
Betriebsbereit= 10 %
Aus = 0 %Tp_pb Tpb_bb Tbb_aus Taus_bb Tbb_pb Tpb_p
Einschalten
Mehr Informationen und anmelden: www.vde-verlag.de/seminare
Verteilungsnetze auf dem Weg zum Smart Grid
Gesetzliche Rahmenbedingungen, EEG,
KWK-Gesetz
Dezentrale Elektroenergieerzeuger in
Verteilungsnetzen
Photovoltaikanlagen, Windkraftanlagen
Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen
Elektromobilität und Speicher
Überspannungsableiter
Theoretische Grundlagen
Auslegungen von Ableitern
Spezielle Ableiteraspekte
Spezielle Anwendungen
Praktische Versuche
Zertifi katslehrgang Power Quality Sachkundiger (VDE), Teil F–HEinzigartiger Zertifizierungslehrgang für den Bereich
Spannungsqualität
Grundlagen der Flickermesstechnik
Berechnung von Flicker
Leistungselektronische Systeme
Oberschwingungen bei Umrichtern und
Wechselrichtern
Aktuelle Seminare im Überblick: W
erb
-Nr.
15
04
67
Seminar-Nr.: 10337
16.–17. September 2015 / Berlin
Seminar-Nr.: 10434
23.–24. September 2015 / Darmstadt
Seminar-Nr.: 9603
07.–11. September 2015 / Offenbach/M.
S E M I N A R E