ICEBO Workshop 22.10.2008, Folie 1 Werkzeuge für ein kostengünstiges Energie Monitoring F. Schmidt, U. Jahn und R. Kopetzky ennovatis GmbH Workshop Kriterien

ICEBO Workshop 22.10.2008, Folie 1

Werkzeuge für ein kostengünstiges Energie Monitoring

F. Schmidt, U. Jahn und R. Kopetzkyennovatis GmbH

Workshop„Kriterien und Werkzeuge für ein kosteneffizientesEnergiemontoring“, 22.10.2008, Berlin


Energiemanagement – das 4 Ebenen Modell

Feldebene 1: Messtechnik: Zähler & Sensorik

Feldebene 2: Datenerfassung und Übertragung

Systemebene Auswertung aus Sicht der Anbieter

Dienstleistungsebene Service im Bereich EM


Mindest-Datensatz - Alle Werte in stündlicher Auflösung








Kosten-Nutzen MonitoringDVZ Barnim Großpösna M+W Zander

ZentraleEADS 88 LEH Kraft Foods

Ga und Messtechnik ursprünglich vorhanden?

- Ja Nein Ja teilweise Ja teilweise

Datenerfassung - GA / SQL-Datenbank-

schnittstelle

Smartbox GA / SQL-Datenbank-

schnittstelle

Smartbox GA / SQL-Datenbank-

schnittstelle

smartbox

Jährliche Energiekosten

EUR/a 63 000 4 900 617 000 150 000 360 000 ??

Kosten Anbindung

EUR 30 000 3 000 21 000 30 000 15 000 60 000

% jährl. Energiekosten

48% 61% 3% 20% 4% ??

Erwartete Einsparungen (Mindestwert)

% 5% 5% 5% 5% 5% 5%

EUR/a 3 150 245 30 850 7 500 18 000 ??

Statische Amortisation

a 9.5 12.2 0.7 4.0 0.8 ??

Rot = Schätzwerte

Blau = Berechnungsergebnisse


Erfahrungen mit Integration von Sensoren

• Für die Datenerfassung und –übertragung aus der GA waren zwischen 15.000 und 60.000 € notwendig. Diese Spanne entspricht in der Regel 10 – 20 % der jährlichen Energiekosten.

• Falls keine GA installiert ist oder die Energiedaten in der GA nicht vorhanden sind ist es kosteneffektiver dafür eigene Datenlogger zu installieren

• Der Einsatz eigener Datenlogger erlaubt einen wesentlich einfacheren und flexibleren Zugang zu den Daten

• Der Aufwand sollte dabei so bemessen werden, dass er einschließlich einer ersten Analyse 10– 20 % der jährlichen Energiekosten nicht übersteigt.

• Bei kleineren Objekten (z.B. Großpösna) müssen einfachere Lösungen gewählt werden oder es ist darauf zu achten, dass mit der Einrichtung des EM ein Mehrwert entsteht


Smartbox - Übersicht Funktionalitäten

RS 232

M-Bus fähige Endgeräte

Lüftung

Geräte

Heizung

2x Relais

on Board

M-Bus Pegelwandler

AD-Wandler Temperaturen

8 Eingänge

Pulse/Status

8 Eingänge 8 Eingänge

24 x direkt

Berichte, Vertragskontrolle, Bedarfsberechnungen, etc.

Ethernet/RS232/RS485

GSM/Bluetooth

Modem/ISDN

Störmeldungen

SMS, E-Mail, E/A Modul, Relais

ennovatis Planning & Controlling

bis zu 480 Endgeräte

bis zu 32 Feldbusgeräte direkt ansprechbar

RS 485 Feldbus

E/A


ennovatis Smartbox Standardfall Auswertung der Daten über Smartbox Manager

Erfassung von Strom. Gas, Wasser über Impulse von den Zählern

PT 1000

Erfassung derAußentemperatur

oder ennovatis Controlling


Möglicher Mehrwert Störmeldungen und Steuerfunktionen

M-Bus

RS232

Programmierung einer Leckagemeldung:

1. Zeitprogramm festlegen, z.B. von 0 Uhr bis 2 Uhr2. Wasserzähler so konfigurieren, dass die Durchflussleistung

übertragen wird.3. Mit einem Rechner Zeitprogramm und Leistung „verbinden“.4. Rechnerausgang einem Verzögerungsmodul übergeben, damit

kurzfristige Durchflüsse keinen Fehlalarm auslösen. 5. Dann die Verzögerung beliebigen Ausgangsmodulen zuweisen.

&








Werkzeuge zur Interpretation der Daten (monitoring)• Ziel

– Aufzeigen von Wegen zur Beurteilung des aktuellen Verbrauches

– Aufdecken von Verlusten und ineffizientem Betrieb

• Wege– Intelligente Messwerterfassung unter Einbeziehung der Nutzer

– Regelbasierte Überwachung

• Hardware

• Software

– Modellbasierte Überwachung

• EnEV+

• EnergyPlus

• ennovatis Planning - VDI 2067

• IDA-ICE

• Regressionsmodell


Intelligent Metering

• VorraussetzungZeitlich hoch aufgelöste Daten

Darstellung in verschiedenen Kontexten

• Beurteilung und Ableitung von MaßnahmenSachverständige Nutzer

Energiemanager

• BeispieleEnnovatis EM Portal http://demoportal.ennovatis.de/

ModBen Visualisierung www.modben.org

• Vor- und Nachteile+ verfügbar

- ermüdend und wenig effektiv bei funktionierendem Betrieb


EM Demoportal

http://demoportal.ennovatis.de/


Einbeziehung Nutzer - Energieampel Büro

tagesaktueller Vergleich des Verbrauchs auf Raumebene


Einbeziehung Betreiber - Energieampel Büro


Regelbasierte Überwachung - Ziele

1. Kontinuierliche Überwachung aller Verbraucherdaten

2. Entlastung des Betriebspersonals von Routinearbeiten

3. Erkennung von Defekten, Fehlern, Unregelmäßigkeiten oder unnötigen "Energiefressern" durch die permanente Beobachtung von Lastgängen.

4. Hinweise auf ungewollte oder zu hohe Energieverbräuche, die umgehend – mit oft sehr einfachen und kostengünstigen Mitteln –beseitigt werden können.

5. Störmeldungsmanagement, wie permanente Kennwertvergleiche, automatische Signalisierung der Störung, z.B. durch SMS, E-Mail oder Schaltausgang. Schalten von Relais aufgrund von vordefinierten Ereignissen.


Regelbasierte Überwachung - Umsetzung

• Umsetzung über Hard- oder Software• Bei Auftreten von Unregelmäßigkeiten

– Benachrichtigung Hausmeister– Darstellung Ergebnisse zur weiteren Analyse– Nachricht an smartbox und Auslösung Aktion


Modellbasierte Überwachung – Ziele Regeln können oft nur sehr grob formuliert werden.

Modelle erlauben

Schärfere Grenzen für Bewertung der Verbrauchsdaten

Zeitnahe Bewertung des Betriebes

Zeitnahe Bewertung der Verbräuche

Finden der Datensätze, die besondere Betrachtung benötigen

Bewertung von Korrekturmaßnahmen

Verwendung der Modelle allgemein

Energieausweise

Bewertung der Verbräuche

Bewertung der Maßnahmen zur Erhöhung der Energieeffizienz


Modelbasierte Überwachung - Vorgehen


Vergleich Bedarf (DIN V18599) mit Verbrauch


Optimierung – Detaillierte <-> Vereinfachte Modelle


Ergebnisse und Vergleich mit Messwerten

0

5

10

15

20

25

30

01.12 08.12 15.12

Time [h]

Po

we

r [k

W]

Q_IDA-ICEQ_SHMQ_MEASURED

Detaillierte Simulationeinfache schnelle SimulationMesswerte

Zeit

Heiz

leis

tun

g [

kW] Betrachtungszeitraum

Dezember 2007

Gemessener Wärmeverbrauch: 5.453 kWh

Simuliert detailliert: 5.614 kWh

Simuliert einfach, schnell: 5.452 kWh


Wichtige Ergebnisse

• Monitoring ist unabdingbare Voraussetzung für effektiven Betrieb von Gebäuden

• Anpassung Verbrauch an Bedarf bringt Einsparungen von bis zu 40%

• Zeitnahe Koppelung Bedarf – Verbrauch möglich• Dadurch frühzeitig Hinweise auf Änderungen im

Betrieb und/oder Bedarf• Vorhersagegenauigkeit

Jahresbasis Individualrechnung 5%

Monatswerte Individualrechnung 10%

Tagesrechnung Regressionsverfahren 10 %

• Regeln zum Eingriff sind noch zu erproben








Service im Bereich EM

• Auf Basis eines Energiemanagement sind eine Vielzahl von Dienstleistungen möglich.

• Sie können von – Der Betriebsgruppe des Gebäudebetreibers

– ennovatis

– Externen Energieberatern erbracht werden

• Sie umfassen– Energieberichte

– Betriebsoptimierung (continuous commissioning)

– Fehlererkennung und Analyse

– Vorbeugende Wartung

• Und können in der Regel leicht über die dadurch erzielbaren Einsparungen finanziert werden

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