Energiemanagement nach DIN EN ISO 50001
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Smart Building & Energiemanagement Das Energiemanagement macht den Energieverbrauch transparent Energiemanagement nach DIN EN ISO 50001 Ingolf 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? 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 Energieprodu kt iv ität um jeweils 2,1 % pro Ingolf Sieslack ist Master Ja h r erhöhen. Project Manager Energy Efficiency bei der Phoenix Um diese VorContact Electronics GmbH gaben zu erreiin Bad Pyrmont. chen, bedarf es [email protected] einer weiteren D Heft Hef t S2/2 S2/2 2/2015 015 Steigerung der Energieeffizienz sowohl im industriellen als auch im gewerblichen und privaten Sektor. Ein innovatives Energiemanagementsystem („EnMS“) unterstützt hier entsprechende Maßnahmen und leistet durch ein integriertes Lastmanagement gleichzeitig einen positiven Beitrag zur Versorgungssicherheit. Die Einsparung von Energie sowie die Vermeidung kostenintensiver Lastspitzen führen zu einer Kostensenkung und damit einer höheren Wettbewerbsfähigkeit (Bild 1). Eine Zertifizierung der Unternehmen nach DIN EN ISO 50001 [1] bietet ferner zusätzliche Anreize in Form von Förderprogrammen oder steuerlichen Vorteilen. Vorgehensweise bei der Umsetzung einer „EnMS“-Lösung D D Einführung eines Energiemanagementsystems dar. Sie beschreibt die Anforderungen und die Vorgehensweise 33 Smart Building & Energiemanagement Unternehmen dann eine Erfolgskontrolle in Bezug auf die strategischen und operativen Ziele vornehmen. Zur Beurteilung lassen sich die jeweiligen „EnPI“ und Energieverbrauchsprognosen heranziehen. 4. Act-Phase (Optimierung) Sind Abweichungen erkannt worden, werden passende Verbesserungsmaßnahmen eingeleitet und durchgeführt. Sie streben eine kontinuierliche Optimierung der Energieeffizienz an. Setzt das Unternehmen bereits Managementsysteme gemäß des ISO9001-Qualitätsmanagements oder Bild 1. Mit Energieeffizienzmaßnahmen lassen sich die Kosten deutlich reduzieren ISO-14001-Umweltmanagements ein, kann sich eine Matrix-Zertifizierung als vorteilhaft erb !weisen. Die Führung und Archivierung der Dokumente formen „EnMS“-Lösung als Grundlage für eine spätere lassen sich unter Umständen in ein bestehendes DokuZertifizierung. Die Ausprägung des Energiemanagementmentenmanagementsystem übernehmen. Das führt zu systems lässt sich dabei an die jeweiligen AnforderunSynergieeffekten und vereinfacht die Einführung eines gen des Unternehmens anpassen. In jedem Fall zielt die nach DIN EN ISO 50001 zertifizierten EnergiemanageMaßnahme auf eine nachhaltige Reduzierung des Enermentsystems. gieverbrauchs durch kontinuierliche Verbesserungen ab. Zu diesem Zweck müssen die Energiedaten permanent erfasst und bewertet werden, denn nur so ist die IdenErfassung und Darstellung tifizierung von Einsparpotenzialen möglich. Die Realider Energie- und Verbrauchswerte sierung der weltweit gültigen Norm ISO 50001 basiert D "b # auf dem PDCA-Management-Zyklus (Plan-Do-Check-Act, terschiedlich verwendeten Energieträger bildet die Bild 2), der im Folgenden erläutert wird: Grundlage für ein effektives Energiemanagementsystem. 1. Plan-Phase (Planung) Dabei werden sowohl die Daten der Primärenergien, wie Die Plan-Phase erstreckt sich unter anderem von der DeÖl oder Gas, als auch die Sekundärenergie, also Elektrifinition der Verantwortlichkeiten über die Festlegung der zität oder Druckluft, aufgenommen. Die Herausforderung Energiepolitik bis zur Bestimmung der strategischen und besteht hier im Einsammeln der Eingangssignale über operativen Energieziele des Unternehmens. Bei der Enerverschiedene Kommunikationsstandards, wie Modbus gieplanung werden jene Aktivitäten beschlossen, die in RTU, M-Bus, IO-Link sowie Bacnet und KNX. Als Lösung einer stetigen Steigerung der Energieeffizienz resultieren. bietet Phoenix Contact [2] einen modularen Datenlogger Die Energieplanung schließt auch die energetische Bean, der die unterschiedlichen Messwerte erfasst und speiwertung ein. Zur Beurteilung der fortwährend gemessechert. Seine Granularität erlaubt die Unterstützung nen Energiedaten sind Energieleistungs-Kennzahlen verschiedener Übertragungsverfahren und bietet somit (Energy Performance Indicator – „EnPI“) zu ermitteln und ein hohes Maß an Flexibilität. Durch die einfache Erweifestzuschreiben. Dies können beispielsweise Verhältnisterbarkeit des Datenloggers um die IO-Module des Inlinezahlen, wie kW/Stück oder Druckluftverbrauch/Charge, Automatisierungssystems sind spätere Anpassungen sein. Durch den Vergleich der „EnPI“ mit den aktuellen einfach möglich. Energiewerten werden Optimierungspotenziale aufgeDie einzelnen Datenlogger werden über standardisierte zeigt und damit eine nachgelagerte Erfolgskontrolle Mechanismen, wie Ethernet TCP/IP, Wireless-Protokolle ermöglicht. sowie GSM/GPRS respektive EDGE, bei Remote-Stationen 2. Do-Phase (Implementierung) durchgängig vernetzt. Die gespeicherten Daten können Die Umsetzung der in der Planungsphase definierten und entweder als CSV-Datei heruntergeladen oder in Datendokumentierten Maßnahmen erfolgt in der Do-Phase. banken, wie „MySQL“ oder MSSQL, geschrieben werden. Entsprechende Aktivitäten beziehen geeignete Schritte Als weiteres Kommunikationsverfahren eignet sich die zur Sensibilisierung der Mitarbeiter hinsichtlich einer OPC-Technologie in Form von OPC DA/UA. In AbhänErhöhung der Energieeffizienz ein. gigkeit von der Unternehmensgröße und den daraus 3. Check-Phase (Erfassung und Analyse) resultierenden Anforderungen bieten sich webbasierte Im nächsten Schritt werden die Energiemessdaten inEnergieportallösungen für das Energiemonitoring an. So klusive des Gesamtenergieverbrauchs überprüft und ablassen sich Energief lüsse transparent darstellen sowie gewägt. Auf Basis der validierten Messdaten kann das Lastkurven und deren Analyse visualisieren. Darüber 34 Heft Hef t S2/2 S2/2 2/2015 015 Smart Building & Energiemanagement t Ac )&73FMBJT DIN EN ISO 50001 an Pl Steuern BOXFOEVOHFOm FJOGBDIFT4DIBMUFO ge tun leis nst Die Prozesssteuerung, Kostenstellenzuordnung, Lastmanagement, Reporting, Trendmeldung Modbus/TCP/IP Ethernet MySQL SQL CSV Bewerten GÛS4PMBS IPIFS%$-BTUFO Datenloggen, sichere Datenübertragung Erfassen Energie/ Gebäude Elektrik M-Bus Elektrische Temperatur Durchfluss Leitung Gas Öl Wasser n Ethernet RS-485 Druck Druckluft Messdatenerfassung Ch Modulares Energieeffizienzkonzept ec k D o Bild 2. Schematische Darstellung des PDCA-Management-Zyklus zur Steigerung der Energieeffizienz elle und historische Werte angezeigt. Energieportallösungen umfassen außerdem eine Trendwertbildung, verbrauchsorientierte Abrechnung, Berichtswesen sowie zusätzliche Funktionen. Innovative Ansätze unterstützen ferner bei der Wiedergabe und Auswertung der Energiedaten, berechnen auf Basis der „EnPI“ und Vergleiche Abweichungen und erkennen Schwachstellen. Auf der Grundlage dieser Informationen können dann Verbesserungsmaßnahmen effizient und zielgerichtet durchgeführt werden. # # ! Aktivitätenplan zur Priorisierung der Optimierungsmaßnahmen vitäten erstreckt sich von der Sensibilisierung der Mitarbeiter im Hinblick 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- D $! $ ! gieeffizienzansätze realisiert werden sollen und welche Kon zepte betriebswirtschaftlich sinnvoll sind. Abhilfe schafft eine ABC-Analyse zur Identifizierung der Verbraucher mit dem höchsten Energiebedarf. In Kombination mit einer anschließenden Wir tschaftlichkeitspr üfung erhält das Unternehmen einen priorisierten Aktivitätenplan. Zu den passiven Maßnahmen zählt unter anderem der Austausch veralteter ineffizienter Technologie, beispielsweise der Ersatz unwirtschaftlicher Motoren gegen eine Variante mit entsprechend höherem Wirkungsgrad. Auch im Bereich anderer Energieträger wie der thermischen Energie lässt sich durch eine modifizierte Dämmung der Wärmeverlust vermeiden, was zur Steigerung der Energieeffizienz beiträgt. Als aktive Verbesserungsmaßnahme sei die Optimierung der Prozessabläufe genannt. Darunter fallen die Vermeidung von unnötigen Leerlaufzeiten, die Verbesserung der Betriebszustände sowie das ereignisgesteuerte Zuund Abschalten von Verbrauchern. Das neue HE-V Relais ist ein echter Traumtyp: effizient & 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 Panasonic Electric Works Europe AG 5FM r'BY JOGPQFXFV!FVQBOBTPOJDDPN Heft Hef t S2/2 S2/2 2/2015 015 35 www.panasonic-electric-works.de Smart Building & Energiemanagement 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. Energieeinsatz Abschalten Einschalten Produktion = 100 % 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 Energiekosten ein und schützt zudem die Umwelt. (ih) Produktionsbereit = 20 % Betriebsbereit = 10 % Aus = 0 % Tp_pb Tpb_bb Tbb_aus Taus_bb Tbb_pb Tpb_p t Bild 3. Visualisierung optimierter Betriebszustände U b ! 34 eine nahtlose und sichere Kommunikation zwischen dem Energiemanagementsystem, dem Manufacturing Execution System (MES) und der Prozesssteuerung sichergestellt werden. Hier empfiehlt sich der Einsatz einer Energy-Steuerung zur Entkopplung des Energiemanage- Literatur 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 [56 SEMINARE Verteilungsnetze auf dem Weg zum Smart Grid Überspannungsableiter X Gesetzliche Rahmenbedingungen, EEG, X Auslegungen von Ableitern KWK-Gesetz X Dezentrale Elektroenergieerzeuger in Verteilungsnetzen X Theoretische Grundlagen X Spezielle Ableiteraspekte X Spezielle Anwendungen X Praktische Versuche X Photovoltaikanlagen, Windkraftanlagen Werb-Nr. 150467 Aktuelle Seminare im Überblick : Zertifikatslehrgang Power Quality Sachkundiger (VDE), Teil F–H Einzigartiger Zertifizierungslehrgang für den Bereich Spannungsqualität X Grundlagen der Flickermesstechnik X Berechnung von Flicker X Leistungselektronische Systeme X Oberschwingungen bei Umrichtern und X Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen Wechselrichtern X Elektromobilität und Speicher Seminar-Nr.: 10337 Seminar-Nr.: 10434 Seminar-Nr.: 9603 16.–17. September 2015 / Berlin 23.–24. September 2015 / Darmstadt 07.–11. September 2015 / Offenbach/M. Seite 36 36 Mehr Informationen und anmelden: www.vde-verlag.de/seminare E%&'(')*+ ,-./012 Heft Hef t S2/2 S2/2 2/2015 015
