Messstelle Nur wer an den richtigen Stellen misst, erhält auch sinnvolle Werte für eine darauf folgende Energieanalyse Messdauer Je nach Nutzungsprofil sollte man die Messintervalle bzw. -zeitpunkte so wählen, dass repräsentative Messwerte erfasst werden
Viele Unternehmen kennen weder den Energiefluss im Unternehmen noch die Verbräuche im Detail. Denn sie verfügen nicht über die hierfür nötige messtechnische Infrastruktur; der einzige Anhaltspunkt ist oft die Monatsrechnung des Energieversorgers. Mit Abrechnungsintervallen im 15-min-Takt und ohne Messungen der Einzelverbraucher lässt sich damit jedoch kein Energiekonzept erstellen. Auch Annahmen und Schätzwerte eignen sich nicht, denn sie weichen meist erheblich von der Realität ab. Ein Grund hierfür ist, dass die tatsächliche Energieaufnahme von Beleuchtungs- und Klimaanlagen, Maschinen und Geräten nicht mit den – teils errechneten – Herstellerangaben übereinstimmt. Häufiger liegt es jedoch daran, dass die Betriebsstunden oder die Auslastung einer Maschine oder Anlage unterschätzt werden.
Die passenden Messstellen finden
Entscheidend für die Messungen sind neben der richtigen Messausrüstung auch die richtigen Messstellen. Ein paar Punkte helfen dabei, diese zu ermitteln:
- Top-down: Am Ort der Energieeinspeisung beginnen und von dort dem Energiefluss im Unternehmen folgen. Die größten Abgänge dienen als erste Anhaltspunkte, deren Anschlusswerte helfen bei der Klassifizierung. Dabei sind auch die Betriebszeit und die Auslastung der Geräte und Anlagen zu berücksichtigen. So lassen sich die Bereiche mit dem höchsten Verbrauch identifizieren, die die höchsten Einsparungen ermöglichen.
- Kosten/Nutzen-Verhältnis: Das Einsparpotenzial, das voraussichtlich erzielt werden kann, sollte die Kosten für die hierfür notwendige Messtechnik und deren Installationsaufwand deutlich übersteigen. Auch hierbei sind unbedingt die Laufzeiten zu beachten. Obwohl die nominelle Leistungsaufnahme von Druckluft- oder Kühlungssystemen gemäß Typenschild meist gering ist, eröffnen sie als »Dauerläufer« ein großes Optimierungspotenzial.
- Beeinflussbarkeit: Maschinen oder Anlagen, deren Nutzung sich nicht vorhersehen und ändern lässt, z.B. Aufzüge, muss man nicht in die Energiedatenerfassung aufnehmen. Anders z.B. bei einer Druckluft-Anlage: Mit optimierten Einstellungen, Bezugs- oder Nutzungsänderungen oder Abdichtungen lässt sich deren Verbrauch oft ganz erheblich reduzieren.
Messintervalle bestimmen
Ein sinnvolles Messintervall beeinflusst die Datenqualität und damit die Auswertungen ebenfalls maßgeblich. Denn bei temporären Messungen werden die erfassten Verbräuche in aller Regel auf einen Jahresverbrauch hochgerechnet. Dabei entstehen Abweichungen vom tatsächlichen Verbrauch von bis zu ± 50%. Liegt kein Verbrauchsprofil vor, lässt sich überhaupt nicht abschätzen, wie hoch die Diskrepanz ist. Sie hängt vor allem davon ab, wie stark der Verbrauch am Messpunkt schwankt und wann und für wie lange gemessen wurde. Mit einem optimalen Messintervall ermittelt man Werte, die dem tatsächlichen Verbrauch sehr nahe kommen. Das richtet sich nach dem Produktionsprozess:
- Ruht der Betrieb am Wochenende, sollte mindestens 24 h sowohl an einem Wochentag als auch an einem Samstag oder Sonntag gemessen werden. Ist damit ein wöchentlicher Rhythmus verbunden, etwa durch das Anfahren und Herunterfahren der Produktion, liefert eine Messung über eine ganze Woche inklusive Wochenende realistischere Ergebnisse. Noch besser wäre es, eine Woche mit zwei Wochenenden und eine »Standard«-Woche zu messen, idealerweise sogar einen ganzen Monat.
- Hängt das Nutzungsprofil von verschiedenen Produkten ab, ist eine Messung pro Produkt am genauesten. Dabei gilt es, auch die Leerlaufzeiten zu berücksichtigen.
- Spielen saisonale oder klimatische Bedingungen eine Rolle, empfehlen sich mehrere Messungen zu verschiedenen Jahreszeiten.
Sinnvolle Kennzahlen
Der reine Energieverbrauch einer Maschine, Anlage oder Infrastruktureinrichtung ist für sich alleine häufig nicht aussagekräftig, da er unmittelbar mit anderen Parametern zusammen hängt. In diesem Fall bedarf es bestimmter Kennzahlen (»Energie-Performance-Indicators«), um Erkenntnisse für ein Energiekonzept gewinnen zu können. Sinnvolle Kennzahlen sind z.B. Gesamtenergieverbrauch pro Produktionslos bzw. Einheit oder Fläche, Energieverbrauch pro Produktionseinheit, Energieverbrauch eines Prozesses oder Bereichs im Verhältnis zum Gesamtenergieverbrauch oder auch die Energiekosten im Verhältnis zu den Produktionskosten. Welche das im Einzelfall sind, hängt vom Produktionsprozess sowie den Maschinen und Anlagen ab. Um die relevanten Kennziffern bilden zu können, sollte man diese bereits vor der Installation von Messtechnik definieren, damit die nötigen Daten auch erfasst werden. Dann liefern die Kennzahlen nicht nur für gezielte Optimierungsmaßnahmen eine gute Grundlage, sondern auch für ein technisches und betriebswirtschaftliches Controlling, für detaillierte Kalkulationen und für die interne Kostenabrechnung.
Zeit sparen mit schneller Installation und Auswertung
Um eine solide Datenbasis erhalten, benötigt man ein Messsystem, mit dem man möglichst schnell und einfach temporäre Messungen durchführen können. Eine Lösung, die bei der Installation und der Datenauswertung viel Zeit spart, ist z.B. das »econ case« (Bild 1) von econ solutions. Das mobile Messsystem enthält in einem Kunststoffkoffer ein Energie- und Leistungsmessgerät mit einem Satz an Rogowskispulen und dem »V-Kit« für die Spannungsversorgung und -messung. Es erfasst die elektrische Leistung, Energie, Ströme und Spannungen für dreiphasige Verbraucher. Im Gegensatz zu klassischen Stromzangen lässt sich der Spulensatz innerhalb weniger Minuten auch während des laufenden Betriebs unterbrechungsfrei installieren und verbindet sich mittels einfachem Steckverbinder mit dem Grundgerät. Zudem erfasst er alle drei Phasen gleichzeitig, während eine Stromzange jeweils nur eine Phase misst. Da die Spulen außerdem kleiner sind als die Zangen, passen sie auch dort, wenn nur wenig Platz zur Verfügung steht. Das Messgerät »econ sens3« verfügt über ein integriertes Webinterface, so dass man noch vor Ort mit den ersten Auswertungen beginnen kann. Die Minutendaten der Strom-, Spannungs-, Leistungs- und Energieverbrauchswerte werden zudem im internen Speicher abgelegt. Damit lassen sich die Daten nach einem Messintervall am Schreibtisch-PC detailliert auswerten. Zudem stehen auch historische Daten zur Verfügung.
Die Software für die Datenauswertung gehört ebenfalls zum Lieferumfang (Bild 2). Sie zeigt die Messwerte sowohl grafisch als auch tabellarisch in zeitlichen Auflösungen von 100 ms bis zu Tages-, Wochen- und Monatswerten. Die 15-min- und Minuten-Werte speichert das Gerät mit allen Parametern für 13 Monate (15-min-Daten) bzw. 39 Tage (Minutendaten). Auf dieser Basis können Energieberater aussagekräftige Berichte für ihre Kunden erstellen und wirkungsvolle Maßnahmen zur Effizienzsteigerung empfehlen. Die Auswertungssoftware muss man nicht auf dem Rechner installieren, sondern der Nutzer greift über den Webbrowser darauf zu. Zur Weiterverarbeitung der Messwerte in anderen Programmen kann man sie als CSV- bzw. Excel- oder Text-Datei exportieren. Wer nicht selbst Grafiken und Schaubilder aufbauen möchte, um die ermittelten Energieströme und -verbräuche zu veranschaulichen, kann auf den monatlichen Energiebericht von econ solutions zurückgreifen. Dieser umfasst detaillierte Analysen und Berichte, zum Beispiel die ABC- und Profilanalyse, Lastgang- und Verbrauchsdarstellungen, Sankey-Diagramm, Spektralanalyse sowie Kosten- und CO2-Berichte.
