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Digitales Energiedatenmanagement im Gebäude

Ein systematisches Energiedatenmanagement spielt in zunehmend automatisierten, intelligenten Gebäuden eine zentrale Rolle. Eine Voraussetzung dafür sind Energiemonitoringsysteme, die Energieflüsse transparent machen. Daraus entsteht wertvolles Wissen – Wissen, mit dem sich die Energieeffizienz und der gesamte Gebäudebetrieb optimieren lassen.

Bild: Siemens

Bild: Siemens

Der weltweite Stromverbrauch ist immens: Nach aktuellen Schätzungen liegt er bei mehr als 21 Billionen Kilowattstunden jährlich – Tendenz steigend. Allein 40 Prozent dieser Energie verbrauchen Gebäude. Umso wichtiger ist es gerade dort, Energieflüsse im Blick zu behalten, den Verbrauch zu optimieren und dadurch Kosten zu sparen. Aber es geht heute nicht nur um Kostenersparnis: Gesetzliche Vorgaben, ein zunehmend dezentrales Energiesystem und die Nutzung erneuerbarer Energien erfordern intelligente Lösungen für das Energiemanagement. Die Systeme müssen schwankende Spannungen ausgleichen, vernetzte Anlagen unterstützen und Stromflüsse überwachen.

Energiemonitoringsysteme als Datenlieferanten

Die technische Basis für die dafür erforderliche Energiedaten-Transparenz und eine entsprechende Verbrauchseffizienz schaffen Energiemonitoringsysteme. Ein solches System besteht aus Messgeräten, die Energiedaten erfassen, und einer Analysesoftware, mit der sich diese Daten visualisieren und auswerten lassen. Störungen in technischen Anlagen können so frühzeitig identifiziert, Ausfälle präventiv vermieden und der gesamte Gebäudebetrieb energieeffizienter gestaltet werden. Das Energiemonitoringsystem aus dem Sentron-Portfolio von Siemens umfasst z.B. die Energiemonitoringsoftware Powermanager sowie passende Messgeräte. Im Zusammenspiel bilden sie ein durchgängiges System, das vom TÜV Rheinland auf Konformität zur Unterstützung eines Energiemanagementsystems gemäß ISO50001 zertifiziert wurde. Die Messung von elektrischen Energiedaten erfolgt in der Regel direkt über Messgeräte der 7KM PAC-Reihe. Sie erfassen bis auf Anlagenebene präzise, reproduzierbar und zuverlässig elektrische Energiedaten wie Spannung, Strom und Leistung für Einspeisung, elektrische Abgänge oder einzelne Verbraucher. Zudem liefern sie umfassende Informationen über die elektrische Energieverteilung und wichtige Messwerte zur Beurteilung der Anlagenzustände und der Netzqualität.

Messgeräte der 7KM PAC-Reihe erfassen bis auf Anlagenebene präzise, reproduzierbar und zuverlässig elektrische Energiedaten wie Spannung, Strom und Leistung für Einspeisung, elektrische Abgänge oder einzelne Verbraucher. (Bild: Siemens AG)

Messgeräte der 7KM PAC-Reihe erfassen bis auf Anlagenebene präzise, reproduzierbar und zuverlässig elektrische Energiedaten wie Spannung, Strom und Leistung für Einspeisung, elektrische Abgänge oder einzelne Verbraucher. (Bild: Siemens AG)

Konkret für den Einsatz in Gebäuden sind die neuen Messgeräte 7KT PAC1600 konzipiert. Sie können platzsparend in Energie- und Installationsverteilern eingesetzt werden und bieten eine Anzeige der Werte direkt am Display des Messegeräts. Modbus RTU- und M-Bus-Schnittstellen sind integriert. Spezielle Gerätevarianten sind nach der europäischen Measuring Instruments Directive (MID) geprüft. Die MID-Zertifizierung erlaubt es, die Kosten für den gemessenen Energieverbrauch weiterzuverrechnen. Neu verfügbar ist auch das Mehrkanal-Strommesssystem SEM3, ein skalierbares und ISO50001 und 50003-konformes System mit Stromwandlern, Messmodulen und zentralem Controller für die Energie-Hauptverteilung. Es ermöglicht die Erfassung von bis zu 45 Messpunkten im Gebäude sowie einen direkten Vergleich einzelner Verbraucher und der Identifikation von Stromspitzen. Die Visualisierung der erfassten Energieströme erfolgt über die Energiemonitoringsoftware Powermanager. Sie überwacht und archiviert die von den Geräten erfassten elektrischen Kenngrößen wie Spannungen, Ströme, Leistungen, Energiewerte und Frequenzen. Dabei ist es unerheblich, ob die Daten aus einem Messgerät, aus einem kommunikationsfähigen Kompaktleistungsschalter oder aus einem anderen vorhandenen Zähler stammen. Hardwareseitig benötigt der Powermanager lediglich einen Windows-PC und ein LAN-Netzwerk für Ethernet (Modbus TCP).

Integration der Messwerte in die Cloud

Ein nächster Schritt im Energiedatenmanagement ist die Integration der Messwerte in cloudbasierte IoT-Systeme. Denn gerade auch in der Elektro- und Gebäudetechnik bietet die systematische Nutzung von IoT-Plattformen charakteristische Vorteile: Der Aufwand für eine eigene IT-Infrastruktur für das technische Gebäudemanagement lässt sich wesentlich reduzieren. Zudem kann ein enormes Datenvolumen gespeichert und verarbeitet werden, das ortsunabhängig für umfangreiche Analysen zur Verfügung steht. Die offene IoT-Plattform MindSphere etwa macht es möglich, große Datenmengen von unterschiedlichen Geräten und Anlagen im Gebäude zu verarbeiten, auszuwerten und miteinander zu vergleichen. Die Potenziale sind enorm: deutlich geringere Ausfallzeiten und eine nochmals erhöhte Energieeffizienz sind nur zwei Beispiele. Schaltanlagenbauer, Elektroinstallateure und Elektrogroßhändler bekommen dabei zudem die Chance, ihren Kunden auf Basis von MindSphere neue Serviceleistungen anzubieten. Was nach Zukunftsmusik klingt, ist längst keine mehr: Die Einbindung von Energiedaten in digitale Cloud-Umgebungen ist schon heute ein wesentlicher Baustein im digitalen Gebäude.

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