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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
ICEBO Workshop 22.10.2008, Folie 2
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
ICEBO Workshop 22.10.2008, Folie 3
Mindest-Datensatz - Alle Werte in stündlicher Auflösung
ICEBO Workshop 22.10.2008, Folie 4
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
ICEBO Workshop 22.10.2008, Folie 5
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
ICEBO Workshop 22.10.2008, Folie 6
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
ICEBO Workshop 22.10.2008, Folie 7
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
ICEBO Workshop 22.10.2008, Folie 8
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
ICEBO Workshop 22.10.2008, Folie 9
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.
&
ICEBO Workshop 22.10.2008, Folie 10
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
ICEBO Workshop 22.10.2008, Folie 11
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
ICEBO Workshop 22.10.2008, Folie 12
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
ICEBO Workshop 22.10.2008, Folie 13
EM Demoportal
http://demoportal.ennovatis.de/
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Einbeziehung Nutzer - Energieampel Büro
tagesaktueller Vergleich des Verbrauchs auf Raumebene
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Einbeziehung Betreiber - Energieampel Büro
ICEBO Workshop 22.10.2008, Folie 16
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.
ICEBO Workshop 22.10.2008, Folie 17
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
ICEBO Workshop 22.10.2008, Folie 18
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
ICEBO Workshop 22.10.2008, Folie 19
Modelbasierte Überwachung - Vorgehen
ICEBO Workshop 22.10.2008, Folie 20
Vergleich Bedarf (DIN V18599) mit Verbrauch
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Optimierung – Detaillierte <-> Vereinfachte Modelle
ICEBO Workshop 22.10.2008, Folie 22
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
ICEBO Workshop 22.10.2008, Folie 23
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
ICEBO Workshop 22.10.2008, Folie 24
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
ICEBO Workshop 22.10.2008, Folie 25
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