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Automatisierungs- & Elektrotechnik

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Datenaustausch für mehr Energieeffizienz

Text: Marc Buesgen, Vodafone Abbildungen: Jamie Farrant/istockphoto, Vodafone
Die Energiepreise steigen und damit auch die Kosten, die Unternehmen für die Energieversorgung aufwenden. Sparpotenziale aufdecken kann ein Datenmanagement auf Machine-to-Machine-Basis.

Wachsende Energiepreise führen häufig zu einem Wechsel des Energieanbieters. Doch ein solcher Wechsel bringt neben einem gewissen Aufwand lediglich begrenztes Einsparpotenzial. Eine effiziente und kostengünstige Möglichkeit, steigenden Energiekosten vorzubeugen, ist Energiedatenmanagement (EDM) auf Machine-to-Machine-Basis (M2M). Nicht nur Großverbraucher, auch Unternehmen mit mittlerem Energieverbrauch können durch den Einsatz einer solchen Lösung Energieeinsparungen von bis zu 40 Prozent erzielen und gleichzeitig auch ihre CO 2-Bilanz verbessern.

Investieren und profitieren

Der große Vorteil einer auf M2M-Kommunikation basierenden EDM-Lösung ist der schnelle Return on Investment (ROI). Dadurch, dass die Unternehmen deutlich weniger Energie verbrauchen, haben sie auch entsprechend niedrigere Energiekosten. Diese Ersparnis zeigt sich bereits nach relativ kurzer Zeit. Durch die fortlaufende Überwachung des Energieverbrauchs ist unmittelbar sichtbar, wenn dieser von der Norm abweicht und beispielsweise mehr Energie benötigt wird als eigentlich zu erwarten war. Das „intelligente“ System aus Aufzeichnung, Analyse und Überwachung funktioniert nur, wenn alle Komponenten reibungslos ineinander greifen. Daher bietet es sich für Unternehmen an, mit einem Partner zusammen zu arbeiten, der die komplette EDM-Lösung aus einer Hand liefert. So ist sichgerstellt, dass das größtmögliche Einsparpotenzial erzielt wird, da alle Komponenten der Lösung vorab aufeinander abgestimmt und zueinander kompatibel sind. Darüber hinaus verspricht der Bund weitere Anreize zur Einführung einer EDM-Lösung. Wird ein EDM im Rahmen eines Energiemanagementsystems nach DIN ISO EN 50001 oder EN 16247 (für kleine und mittlere Unternehmen) realisiert, so wird die EDM-Lösung mit verschiedenen staatlichen Mitteln gefördert.

Unterschiedliche Zähler-Anschlussarten

Eine funktionierende EDM-Lösung benötigt drei zentrale Elemente - Zähler und Sensoren, Konnektivität und M2M-Plattform sowie ein zentrales Visualisierungs- und Auswertungssystem. Das gesamte EDM-System funktioniert nicht ohne kleine Helfer - nämlich „intelligente“ Energiemessgeräte. Diese können auf zwei unterschiedliche Arten eingesetzt werden. Schließt man sie an die Hauptzähler an, überwachen sie den jeweiligen Gesamtverbrauch. Werden sie jedoch an den jeweiligen Verbrauchern installiert, zeichnen sie den individuellen Energieverbrauch detailliert auf und analysieren dabei die Verbrauchsmuster. Diese erfassten Daten werden über einen sogenannten Datenlogger gesammelt und gespeichert. Sobald die Daten aufgezeichnet und gesammelt sind, werden sie über eine gesicherte Mobilfunkverbindung an die jeweiligen Backends des Unternehmens geschickt. Für eine zuverlässige Datenübermittlung ist eine entsprechende Netzanbindung notwendig. Dabei muss nicht nur die Netz- und Signalqualität stimmen, es muss auch jederzeit eine Verbindung zum Datennetz gewährleistet sein. Hier bietet beispielsweise Vodafone mit seiner Global SIM einen weltweiten Netzzugang und sehr gute Netzabdeckung. Selbst für den Fall, dass kein Vodafone- oder Vodafone-Partner-Netz in einem Land verfügbar sein sollte, kann sich eine internationale SIM-Karte per Roaming in ein anderes Netzwerk einbuchen und wird damit der Anforderung nach maximaler Verfügbarkeit gerecht. Verwaltet werden die SIM-Karten von den Kunden über eine globale M2M-Plattform: Hier lassen sich die übertragenen Datenmengen überwachen und SIM-Karten aktivieren oder deaktivieren. Für den Kunden entstehen keinerlei zusätzlichen Kosten, sondern Vorteile in Form von redundanten Netzen.

Visualisieren und auswerten

Nach der Übertragung der Daten an das Backend des Unternehmens sammelt eine flexible Software-Applikation schließlich alle Daten und wertet sie für die Analyse aus. Dort werden sie in übersichtlichen Dashboards dargestellt und bieten den Firmen einen komfortablen Überblick über den gesamten Energieverbrauch, nach Energieart und Verbraucher aufgeschlüsselt. Diese Darstellung kann nach Belieben entweder automatisiert in regelmäßigen Abständen oder zu einem bestimmten, individuell wählbaren Zeitpunkt erfolgen. Das ermöglicht ein schnelles und effektives Erkennen potenzieller „Energiefresser“, damit diese eliminiert oder optimiert werden können. Oft sind es bereits einfache Maßnahmen, die sich positiv auf den Verbrauch auswirken: So können die Analysen aufzeigen, ob die Gebäudebeleuchtung zu viel Strom verbraucht oder bestimmte Geräte nachts laufen, obwohl sie eigentlich ausgeschaltet werden könnten. Werden die Daten über mehrere Monate hinweg beobachtet, können Unternehmen außerdem identifizieren, in welchen Bereichen es zu Auffälligkeiten und Abweichungen kommt. Durch entsprechende Maßnahmen können sie dann den Energieverbrauch zusätzlich senken. Außerdem bietet die Software-Applikation die Möglichkeit benutzerdefinierter Regeln für die Alarmierung via SMS oder E-Mail: Verbraucht beispielsweise ein Kühlraum deutlich mehr Strom als ursprünglich veranschlagt, kann ein Mitarbeiter per Kurzmitteilung auf dem Handy alarmiert werden und kontrollieren, ob alle Türen ordnungsgemäß geschlossen sind.

Kosten- und Verbrauchssenkung

Der praktische Nutzen einer Energiedatenmanagement-Lösung zeigt sich am Beispiel des Vodafone-Rechenzentrums in Eschborn. Grund für den Einsatz von EDM war hier, dass sowohl die gesamte Energieeinspeisung als auch die einzelnen Verbraucher kontrolliert und analysiert werden sollten, um den Energieverbrauch zu optimieren. Dies sollte die sogenannte „Power Usage Efficiency“ (PUE) steigern. Diese gibt das Verhältnis des Energieverbrauchs von produktiver Systemtechnik zur Versorgungstechnik (Klimaanlagen, Ventilatoren) an und zeigt damit an, wie viel Energie tatsächlich in das eigentliche Geschäftsergebnis fließt. Um die reale PUE darzustellen, mussten die einzelnen Verbraucher per Submeter überwacht werden. Zusätzlich wurden Umweltsensoren eingesetzt, die zum Beispiel Innen- und Außentemperatur kontrollierten. Mittels M2M-Verbindung wurden die aufgezeichneten Daten im Anschluss an einen Datenlogger übermittelt und softwareseitig analysiert. Schon nach wenigen Monaten konnten erste Resultate aus den gesammelten Daten gezogen und die Energieversorgung demensprechend angepasst werden. So ergab die Analyse beispielsweise, dass die Klimaanlage des Rechenzentrums nicht optimal eingestellt war und daher zu viel Strom verbrauchte. Außerdem konnte nachgewiesen werden, dass der Energieverbrauch der Ventilatoren proportional zum Pollenflug schwankte. Je mehr Pollen, desto stärker wurden die Filter der Ventilatoren verstopft und desto mehr Energie wurde in der Folge für deren Betrieb benötigt. Insgesamt wurden zahlreiche Erkenntnisse gewonnen, die im laufenden Betrieb ansonsten unentdeckt geblieben wären. Dank der Analyseergebnisse der EDM-Lösung konnten zahlreiche Optimierungen an den Versorgungssystemen vorgenommen werden. So wurde zum Beispiel der Anteil der Gebäudeklimatisierung am Gesamtverbrauch von 40 Prozent auf nurmehr 23 Prozent reduziert. Ein ROI konnte bereits nach eineinhalb Jahren erzielt werden. Mittelfristig plant Vodafone daher, sich verstärkt auf die Überwachung der Einzelverbraucher zu konzentrieren, um mögliche „Energiefresser“ zu identifizieren und sukzessive zu optimieren oder zu ersetzen.

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