Jede Firma braucht Energie, um Gebäude zu bewirtschaften und Maschinen anzutreiben. Dabei kommen Heizöl, Fernwärme, Gas oder Strom zum Einsatz. Immer mehr Firmen erzeugen Energie aber auch selbst oder nutzen Abwärme, um Kosten zu sparen. Energiemanagementsysteme (EMS) sind Computerprogramme, die diese Prozesse aufeinander abstimmen, Verschwendung vermeiden und Verbräuche dokumentieren.
Die Zahl der Erzeuger- und Versorgungsquellen wird in Betrieben und Haushalten durch Photovoltaik-Anlagen, Blockheizkraftwerke, Speicher oder Abwärmenutzung immer vielfältiger. Zugleich steigt die Zahl der Anforderungen: Stromtankstellen werden mit eingebunden, Lastspitzen für Verbräuche definiert und Richtlinien für Trinkwasser samt dessen effizienter Warmwasseraufbereitung sollen eingehalten werden.
Möglich macht die Verknüpfung all dieser Informationen die Digitalisierung. Und was in der Produktion mit „Industrie 4.0“ bezeichnet wird, heißt in diesem Bereich Energiemanagementsystem. Nicht umsonst hat die Riempp GmbH, die aus der Maschinenwartung kommt und im Zuge des Atomausstiegs der Bundesregierung auch eine Lösung entwickelt hat, ihr System emsyst 4.0 genannt.
Heute sind viele Energiemanagementsysteme auf dem Markt, der massiv an Bedeutung gewinnt. Entscheidend ist deshalb bei der Wahl, dass die Lösung umfassend genug ist, alle Anforderungen bezüglich. Gebäude und Maschinen zu erfüllen und modular erweiterbar ist. Denn die Gebäudebewirtschaftung wird mit Elektromobilität und Speichertechnologien immer komplexer. Und auch, wenn eine Firma in Summe größer wird, sollte das EMS organisch mitwachsen.
Welche Anlagen verbrauchen wann Energie?
Die Basis jeden Systems liegt in der detaillierten Erhebung von Verbrauchsdaten: Wann zieht welche Maschine wie viel Strom? Wie hoch sind die Grund- und die Spitzenlast wann und für wie lange? Welche Energiequellen, z.B. Sonne und Wind, stehen wann in welchem Umfang zur Verfügung? Welche Speichermöglichkeiten sind vorhanden, um damit Spitzen zu puffern oder aus dem Netz billig Strom zu ziehen, etwa in der Batterie wie vieler Elektroautos und Elektrotransporter?
„Dank der Erfassung und Dokumentation des Status Quo in Echtzeit fallen Veränderungen sofort auf, “ sagt EMS-Experte Friedrich Riempp. Per Smartphone seien die Daten weltweit und jederzeit abrufbar und Störungen könnten angezeigt werden: Ein Mehrbezug deutet dann etwa auf ein Leck oder einen Fehler hin, ein Absinken auf einen Mangel bis hin zum Stillstand.
Die Digitalisierung erlaubt auch, Szenarien wie Sommer- und Winterzeit zu hinterlegen, die für die Schaufensterbeleuchtung und die Heizung eines Kaufhauses wichtig sind. Oder Werk- und Feiertage zu programmieren, damit in einer Fabrik Maschinen über Ostern keinen Strom ziehen. Letztlich können mit einem solchen System, das idealerweise via Funk und Sensoren leitungsfrei auch in Altbauten ohne hohen Installationsaufwand kommuniziert, Energieflüsse optimiert und Lastspitzen gekappt werden.
Praxisbeispiele beim BMW Autohaus in Stuttgart oder dem Metallbauer Krämer in Metzingen zeigen, dass der Energieverbrauch durch intelligente Steuerung um bis zu 40 Prozent sinkt. Friedrich Riempp, dessen System auch in zwei von 200 Kaufhäusern der Hamburger Otto-Versand-Gruppe (ECE) bereits im Einsatz ist, erreicht solche Einsparpotentiale immer wieder.
Manuelle Eingriffe werden vermieden
Die Lösung des 61-Jährigen, der mit den Stuttgarter Instituten von Steinbeis und Fraunhofer für Energieeffizienz kooperiert, ist seit 2013 in rund 100 Gebäuden und Produktionsstätten bundesweit im Einsatz. Die Vision: möglichst keine manuellen Eingriffe mehr, die die Hauptursache für Fehleinstellungen und somit für Verschwendung sind.
Bei emsyst 4.0 kann sogar programmiert werden, welches Elektroauto auf dem Parkplatz zu wie viel Prozent betankt wird, wenn die Stromerzeugung nicht für alles gleichzeitig reicht. Die beste Lösung für Anwender und Betreiber ist es, wenn das EMS in eine bestehende Automatisierungslösung eingebunden ist. Im maschinennahen Bereich ist deshalb eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) sinnvoll, um Energiedaten zu erfassen.
Relevante Daten verknüpfen
Da global 40 Prozent aller Energie in Gebäuden verbraucht wird, wird deutlich, welche Potentiale hier schlummern. „Wir übertragen die industrielle Professionalität und den Nutzerkomfort von Industrie 4.0 auf das Gebäude und dessen technische Ausstattung“, benennt Riempp das Grundprinzip. Der Mehrwert entsteht durch die Verknüpfung möglichst vieler relevanter Daten, die ökonomische und ökologische Aussagen über den Zustand eines Gebäudes oder Produktionsprozesses zulassen.
Die EMS werden immer leistungsfähiger und umfassen teils auch Trinkwasserdaten: Fließen in ein solches System Informationen über Schulferien, Besucherfrequenz im Freibad oder Wettervorhersagen ein, entstehen neue Mehrwerte für öffentliche Bäder und Schulsporthallen mit ihren Duschen und Sanitäreinrichtungen: Man kann Heißwasser frühzeitig regenerativ aufbereiten oder erlangt Rechtssicherheit bei den Hygienevorschriften, die im öffentlichen Raum gelten.
