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Gebäudeautomation als Voraussetzung für energieeffizienten Betrieb

Nachbericht zum KNX Summit 2024

Bild 1: Der KNX Summit 2024 fand im Fraunhofer inHaus-Zentrum in  Duisburg statt
Bild 1: Der KNX Summit 2024 fand im Fraunhofer inHaus-Zentrum in Duisburg statt
(Bild: Fraunhofer-inHaus-Zentrum/Robert Dinkelbach)

Breiten Raum nahm wieder das Thema »energieeffizienter Gebäudebetrieb« ein. Gerade in Nichtwohngebäuden lässt sich der Energieverbrauch nur senken, wenn man automatisiert. Dort sind die Nutzer in der Regel nicht für die Energiekosten verantwortlich und haben daher keine besondere Motivation, sich sparsam zu verhalten. Anders im privaten Umfeld: Hier sollten die Bewohner vom materiellen Nutzen der Gebäudeautomation überzeugt werden – ein »Energie sparen, um die Welt zu retten« funktioniert nur sehr bedingt. Der energieeffiziente Gebäudebetrieb ist zwar ein wichtiges Element, im Vordergrund sollte bei der Planung und Installation aber immer die Betriebsoptimierung stehen – das Gebäude muss funktionieren, die Nutzer sollen sich wohl fühlen.

Bild 2: Blick ins vollbesetzte Auditorium des KNX-Summits
Bild 2: Blick ins vollbesetzte Auditorium des KNX-Summits
(Bild: Stöclhuber)

Steuerbare Verbrauchseinrichtungen

In verschiedenen Vorträgen ging es um die steuerbaren Verbrauchseinrichtungen nach §14a EnWG (Energiewirtschaftsgesetz). Die waren bereits im vergangenen Jahr Thema, doch nach wie vor gibt es hier eine Reihe von Unklarheiten und Unsicherheiten. Vereinfacht betrachtet besagt der §14a, dass der Energieversorger bei drohenden Überlasten im Netz die Leistung von steuerbaren Verbrauchseinrichtungen (Wärmepumpen, private Wallboxen, Anlagen zur Raumkühlung und Stromspeicher mit Netzbezug) für maximal 2 h auf je 4,2 kW reduzieren darf.

Umsetzen kann der Kunde die Anforderungen entweder durch eine direkte Steuerbarkeit der Komponenten durch den Energieversorger oder durch die Nutzung eines Energiemanagementsystems (HEMS, Home Energy Management System). Doch dabei müssen heute noch teilweise Doppelstrukturen aufgebaut werden, wie Bernd Zeilmann vom ZVEH erläuterte: So benötigt das HEMS aktuell noch einen eigenen Energiezähler – der nur deshalb erforderlich ist, weil der Kunde die Daten aus dem Zähler des Messstellenbetreibers bzw. Energieversorgers nicht nutzen darf.

Nachholbedarf besteht laut Bernd Zeilmann außerdem bei der Nutzung selbst­erzeugten Stroms: Nach Einbau eines intelligenten Messystems mit mindestens einer steuerbaren Verbrauchseinrichtung nach §14a müssen auch bestehende PV-Anlagen unabhängig von ihrer Einspeiseleistung nach §9 Abs. 1 EEG 2023 fernsteuerbar und die Ist-Einspeisung abrufbar sein. Nachdem noch keine Steuereinrichtungen (FNN-Steuerboxen) mit integrierten Kommunikationsadapter nach BSI-TE 03109-5 am Markt verfügbar sind, werden PV-Anlagen weiter mit Funkrundsteuertechnik (FRE) ausgerüstet und abgeregelt. Eine Eigenverbrauchsoptimierung mit Steuerung am Netzanschlusspunkt ist somit aktuell nicht möglich.

Wie ein KNX-basiertes Energiemanagementsystem in der Praxis aussehen kann, wurde am Bildungszentrum BZL Lauterbach umgesetzt – nicht als Laboraufbau, sondern in der realen

Umgebung. Interessenten sind eingeladen, sich den Aufbau vor Ort anzusehen und sich erläutern zu lassen.

Die Kaffeemaschine mit 14 kW

Bild 3: Einbinden von Wallboxen in KNX mit statischem oder dynamischem Lastmanagement
Bild 3: Einbinden von Wallboxen in KNX mit statischem oder dynamischem Lastmanagement

(Bild: Gira)

Die Betriebskostenoptimierung ist gerade für Hotels ein wichtiger Faktor. Ein Blick auf die Prozesse hilft, verschiebbare Lasten zu identifizieren, etwa Trockner oder Ladevorgänge der E-Autos von Kunden (Bild 3). Andere Lasten hingegen lassen sich nicht verschieben, etwa die Kaffeemaschine im Frühstücksraum, die heute eine Anschlussleistung von bis zu 14 kW haben kann.

Einsparpotenziale schlummern auch da, wo man es auf den ersten Blick nicht vermutet. Bindet man z. B. die Gebäudeautomation in die Zimmerbelegung ein, so kann man die Zimmer je nach Temperatur vergeben: Bei kalten Außentemperaturen bekommen die Gäste zuerst die Zimmer, die sowieso schon am wärmsten sind, damit sie nicht erst ein vergleichsweise kaltes Zimmer aufheizen müssen. Im Sommer läuft es umgekehrt.

Diese und weitere Strategien zur Betriebskostenoptimierung in Hotels lassen sich »am lebenden Objekt« besichtigen, wie Christian Peter zeigte. Er leitet das Hotelkompetenzzentrum in Oberschleißheim bei München. Dort können sich u. a. Planer auf 3500 m2 Ausstellungsfläche neutral über Lösungen für einen effizienten Hotelbetrieb informieren.

KNX und Modbus

Bild 4: Schnittstelle von Modbus zu KNX, inklusive KNX Secure
Bild 4: Schnittstelle von Modbus zu KNX, inklusive KNX Secure

(Bild: Weinzierl)

Über das Zusammenspiel von KNX und Modbus im Bereich Energiemanagement berichtete Dr. Thomas Weinzierl. Modbus ist ein sehr weit verbreitetes Protokoll in Sachen Energiemanagement. Ein Grund dafür sei die vergleichsweise einfache Implementierung durch die Hersteller – mit dem Nachteil, dass es keine Zertifizierung von neutraler Stelle gibt. Das führt dazu, dass zwar sehr viele Geräte mit Modbus-Schnittstelle einfach zu integrieren sind, aber eben nicht alle.

Für die Einbindung von Komponenten mit Modbus-Schnittstelle in ein KNX-basiertes Energiemanagementsystem bietet Weinzierl ein entsprechendes Gateway an (Bild 4). Die Zuordnung zwischen KNX-Objekten und Modbus-Registern kann man über Parameter in der ETS konfigurieren. Es ist keine weitere Software erforderlich. Das Gerät ermöglicht die Interpretation und die Skalierung der Modbus-Daten entsprechend der Datenpunkttypen des KNX-Standards. Es kann als Modbus-Master oder -Slave eingesetzt werden (siehe auch den Fachbeitrag »Das Tor zur Welt: KNX-Modbus-Gateway«).

Und der Bestand?

Wichtig für ein Gelingen der Energiewende im Gebäudesektor wird es sein, dass auch der Gebäudebestand modernisiert wird. Allerdings beträgt die Modernisierungsquote in Deutschland nur rund 0,85 % – und ist seit 20 Jahren nahezu konstant. Der größte Hebel liegt hier bei den privaten Eigentümern. Sie besitzen über 80 % aller Wohneinheiten in Deutschland und stellen mit rund zwei Drittel auch den überwiegenden Anteil der Vermieter. Mehr als die Hälfte dieser so genannten »Kleinvermieter« verwalten ihre Immobilie selbst, haben also in der Regel keine besondere Expertise, was einen potenziellen Invest in eine Modernisierung betrifft. Hier ist also viel Aufklärungsarbeit zu leisten, auch durch das Handwerk vor Ort.

Eine für den Endkunden einfache Möglichkeit zur energetischen Bewertung seiner Immobilie sowie zur Bewertung und Priorisierung von Sanierungsmaßnahmen wurde mit dem Online-Tool »viadukt« gezeigt. Durch Eingabe seiner Adressdaten erhält der Kunde in wenigen Minuten eine erste Analyse und kann bei Bedarf auch Handwerks­betriebe anfragen, etwa zur Installation einer PV-Anlage. Handwerksbetriebe können sich auf der Plattform kostenlos registrieren und so an entsprechende Aufträge kommen.

Insgesamt bot der KNX Summit ein breites Spektrum an Themen und Vorträgen – von politischer Einordnung über fachlich tief gehende Informationen bis zu Trendberichten und Ausblicken in die Zukunft. Auch für 2025 ist wieder ein KNX Summit geplant. Er wird voraussichtlich am 26. und 27.6.2025 in Baden-Württemberg stattfinden.

Eine Bildergalerie zum KNX Summit 2024 finden Sie hier

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