Energieverbrauch: Wie ein kleines Gateway ein großes Problem der Stadtwerke Velbert löste

Die EnergiData GmbH betreibt als Tochterunternehmen der dänischen EnergiData A/S eine Energiemonitoring-Plattform für wirtschaftlich und kommunal genutzte Gebäude: Von Shopping Malls und Einzelhandelsgeschäften über Bürogebäude für Versicherungen oder Banken, kommunale Gebäude wie Schulen oder Schwimmbäder bis hin zu Stadtwerken.

Im Kreis Mettmann in Nordrhein-Westfalen betreut die EnergiData die Stadtwerke Velbert, die über ein Blockheizkraftwerk mehrere Kitas und Grundschulen versorgen. Die Stadtwerke beauftragten EnergiData, den Energieverbrauch für Gas, Fernwärme, Strom und Wasser in insgesamt vier Schulgebäuden zu erfassen.

Lücken bei der Datenerfassung im Blockheizkraftwerk

Die Aufgaben schienen zunächst technisch unlösbar, denn es zeigten sich zwei Anforderungen, die der bisher von EnergieData genutzte Standard-Datenlogger nicht erfüllen konnte: Das Gerät konnte die Werte des Fernwärmemengenzählers im Blockheizkraftwerk nicht lückenlos auslesen.

Die Ursache lag in einem dynamischen M-Bus Protokoll der Fernwärmezähler: „Wir hatten dort zunächst unseren Standard-Datenlogger installiert. Dann haben wir bemerkt, dass es im Bereich Fernwärmemengenzähler Probleme dabei gibt, die Daten zu erfassen. Unser Datenlogger erwartet ein statisches M-Bus Protokoll. Wir haben jedoch dort einen Datenversatz festgestellt. Dieser hat zu unbrauchbaren Daten in der Analyse geführt“, berichtet Volker Baumann, der bei EnergiData gesamtverantwortlich für das Geschäft in Deutschland ist.

Hauptzähler Gas: Interface im Ruhemodus

Eine weitere Herausforderung entstand am Hauptzähler Gas. Da EnergiData keine Möglichkeit hatte, den Zähler direkt auszulesen, wurde an dem vorhandenen Datenlogger des Energieversorgers von außen ein Interface aufgesetzt, welches die Daten über den M-Bus zur Verfügung stellt. Das Problem: Um die Batterie zu schonen, wird das Interface nach drei Minuten automatisch in einen Ruhemodus geschickt. Der Datenlogger müsste dieses Interface innerhalb kürzester Zeit zweimal hintereinander ansprechen – einmal, um es „aufzuwecken“ und einmal, um die Daten zu erfassen.

Die bisherigen Standard-Datenlogger konnten diese Anforderung nicht erfüllen. „Im ersten Schritt ging es für die Stadtwerke Velbert also noch gar nicht um Energieeinsparung, sondern darum, Transparenz zu schaffen. Das ist nur auf Basis einer lückenlosen Datenerfassung möglich“, erklärt Volker Baumann.

Seine Erkenntnis: „Man kann nicht mit einem Produkt mit einer Standardparametrierung in die Welt hinausgehen und alle Zähler damit erfassen. Sondern man muss einen Datenlogger haben, der flexibel parametrierbar ist, um auf die unterschiedlichen Anforderungen, gerade was die Zählertechnologie betrifft, eingehen zu können.“

Möglichkeit zur Parametrierung

Gemeinsam mit dem Metering-Spezialisten Elvaco AB hat EnergiData die Idee entwickelt, ein sogennantes M-Bus Metering Gateway CMe3100 einzusetzen – es bietet von Haus aus die Möglichkeit zur Parametrierung. Und es verfügt über ein dynamisches, also ein intelligentes, M-Bus Protokoll. Das Gateway liest bis zu 512 Zähler aus, stellt die Zählerdaten in kundenspezifischen Berichten zusammen und liefert sie nach einem festgelegten Zeitplan und Integrationsprotokoll über das angeschlossene Modem mittels Mobilfunk an ein Empfangssystem, zum Beispiel eine Cloud-Datenbank.

Durch die kontinuierliche Auslesefunktion werden Zählerdaten in Echtzeit geliefert, die zum Beispiel in einem automatischen Steuerungssystem verwendet werden können. „Das Problem mit dem Wärmemengenzähler konnten wir mithilfe des CMe3100 schnell beheben. Die zweite Herausforderung, die Datenerfassung des Gaszählers, war komplizierter, ließ sich aber mithilfe einer relativ einfachen Parametrierung lösen."

Denn das Gerät biete die Möglichkeit, exakt die benötigten Parameter einzustellen. So lasse sich genau bestimmen, dass die Daten zum Beispiel immer eine Minute und drei Minuten nach der vollen Stunde erfasst werden“, erklärt Konrad Bruckner, der als Regional Sales Manager DACH das Projekt seitens Elvaco betreut.

Verlässliche Daten eröffnen Potenzial für Einsparungen

Das Blockheizhaftwerk der Stadtwerke Velbert verfügt heute über eine lückenlose Datenerfassung und damit über verlässliche Daten und eine hundertprozentige Transparenz. Auf dieser Basis lässt sich die Energieversorgung optimieren. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, die Energieflüsse zu steuern.

Das Ergebnis: Das Blockheizkraftwerk kann täglich individuell so eingestellt werden, dass nur die Energie verbraucht wird, die unbedingt nötig ist, aber immer noch so viel, dass die Schüler und Lehrer in den vier Schulgebäuden sich wohlfühlen.

Die verlässliche stündliche Datenerfassung ermöglicht es, die Einstellungen des Blockheizkraftwerkes in Bezug auf die Nutzung genau anzupassen: „Wir sehen jetzt, wann beispielsweise der Gasverbrauch beginnt. Und wir können überlegen, ob wir diesen Zeitpunkt um eine Stunde verschieben können, weil die Schule erst um acht Uhr anfängt und wir nicht um vier Uhr bereits einen Gasbrenner mit einer Heizung anstellen müssen. Das heißt, wir können mit den jetzt erfassten Daten die Einstellung der Energieversorgung für die Schulen kontrollieren und optimal einstellen“, erklärt Volker Baumann.

Fazit

Für die Stadtwerke Velbert hat der Einsatz eines kleinen Gateways zwei anfangs scheinbar unüberwindbare technische Probleme gelöst: „Der Fernwärmemengenzähler und der Hauptzähler Gas des Blockheizkraftwerkes liefern dank der Parametrisierungsmöglichkeit des CMe 3100 heute kontinuierlich verlässliche Daten. Auf dieser Basis wird die Energieversorgung der Schulgebäude optimiert. Und schließlich besteht für die Stadtwerke damit nun die Möglichkeit, Steuerungen vorzunehmen: Sie können das Heizkraftwerk so einstellen, dass nur die Energie verbraucht wird, die unbedingt nötig ist. Damit sind die Stadtwerke Velbert auch in der Lage, auf die aktuelle Energiekrise zu reagieren“, erklärt Konrad Bruckner.

In einem nächsten Schritt wird EnergiData gemeinsam mit den Stadtwerken Velbert auf Basis der erfassten Daten eine Energieanalyse und -beratung durchführen, um die Steuerung der Energieflüsse weiter zu optimieren.

Energiemonitoring wird für deutsche Unternehmen wichtiger

„Wir merken, dass die Nachfrage allmählich größer wird. Die bevorstehende Energiekrise wird die Relevanz des Themas weiter erhöhen", ist die Erfahrung von Volker Baumann. Die skandinavischen Länder sind ihm zufolge beim Energiemanagement und bei der Umsetzung von Einsparmaßnahmen Deutschland in der Regel um zwei, drei Schritte voraus.

Die Plattform von EnergiData bietet neben Energie- und Kostenanalysen einen integrierten Umweltbericht. Alle automatisch und manuell erfassten Daten können mit den entsprechenden CO2-Koeffizienten in CO2-Emmissionen umgerechnet werden. Zusätzlich zum CO2-Bericht auf Basis des Energieverbrauchs lassen sich der Fuhrpark und das Abfallmanagement integrieren. So erhält der Kunde einen geschlossenen Umweltbericht nach dem Greenhouse Gas Protocol.