Energieverbräuche intelligent überwachen…
… dies dank Energiemonitoring Systemen! Wir wurden von der Gemeinde Stabio im Tessin beauftragt, in einer Studie mögliche Energiemonitoring Systeme zu identifizieren, ihre Vor- und Nachteile zu bewerten und die damit verbundenen Kosten aufzuzeigen. Die Gemeinde verfügt über neun kommunale Gebäude. Verschiedenste Nutzungsgebäude sind vertreten: mehrere Schulen, ein Museum bis hin zum Gemeindehaus. Die Daten für den Gesamtenergie- und Gesamtwasserverbrauch dieser Gebäude werden derzeit manuell mit mechanischen Zählern vor Ort gemessen und in bestimmten Abständen abgerechnet. Nun ist die Gemeinde an der Einführung eines Energiemonitoring Systems interessiert.
Die Gemeinde Stabio möchte mit dem System alle Daten zentral erfassen, grafisch visualisieren und auswerten können. Neben dem Energie- und Wasserverbrauch möchte man auch die Raumluftqualität in das System einbeziehen. Was ist der Nutzen eines Energiemonitoring Systems? Ein energetisch gut geplantes Gebäude kann im Betrieb durch fehlerhafte oder falsch eingestellte Technik oder ungewöhnliches Nutzerverhalten stark von den geplanten Planwerten abweichen. Meistens wird dies erst sehr spät oder gar nicht bemerkt. In der Folge kann es zu Komfortproblemen und übermässigem Energieverbrauch kommen. Eine intelligente Energieüberwachung erkennt Abweichungen von den geplanten Werten und Anomalien frühzeitig und alarmiert die Nutzer!
Für die Tessiner-Gemeinde haben wir in der Studie zwei Energiemonitoring Systeme entwickelt. Das eine basiert auf Funktechnologie, das andere auf einer Mischung aus Funk- und Kabeltechnologie. Die Systeme erfassen die Energieverbräuche (Strom, Wasser, Wärme und Gas) und Raumkomfortdaten (Raumtemperatur, Raumluftqualität, Feuchte).
Die Funkvariante mit LoRaWAN-Technologie bietet die Möglichkeit, Daten aus dem Gebäude kostengünstig und mit minimalem Installationsaufwand an eine Datenbank zu senden. Als Herausforderung gilt das Eindringen des Signals in das Gebäude, in den Technikraum im Keller, wo sich die Sensoren für Energie- und Wasserverbrauch befinden.
Die Variante mit einer Mischung aus Funk (WLAN) und kabelgebunden (M-Bus) bietet eine zuverlässige Signalübertragung mit der M-Bus-Verkabelung sowie mit gut positionierten Access Points für das WLAN-Netz. Ein Vorteil ist das in den meisten Gebäuden vorhandene WLAN-Netz, das genutzt werden kann. Um alle Sensoren abzudecken, ist jedoch eine kleine Erweiterung des bestehenden WLAN-Netzes erforderlich.
Allgemeines zum Energiemonitoring:
Der Prozess der Gebäudeüberwachung lässt sich in verschiedene Phasen unterteilen. Zunächst werden die Messdaten mit Messgeräten erfasst. Jedes Messgerät muss auf die jeweilige Messaufgabe abgestimmt und fachgerecht installiert werden. Die Datenübertragung kann über verschiedene Kanäle erfolgen, zum Beispiel über ein lokales Netzwerk, drahtlose Datennetze oder eine Cloud. Anschliessend müssen die Messdaten auf Plausibilität geprüft und bereinigt werden. Dabei werden ungültige Messdaten erkannt und entfernt oder korrigiert. Die anschliessende Datenanalyse ist das Herzstück der Überwachung. Sie wird verwendet, um relevante Einflüsse und Korrelationen in den Messdaten zu ermitteln. Stochastische Methoden werden zur Schätzung des Mittelwerts, zur Regressions- oder Varianzanalyse usw. verwendet. Die Visualisierung soll dann eine übersichtliche Darstellung der wichtigsten Kennzahlen (z.B. Energieverbrauch) liefern. Oft werden die Ergebnisse der Datenanalyse auch mit Planungswerten oder Benchmarks anderer Gebäude verglichen. Dadurch kann eine Aussage über den Betriebszustand des beobachteten Gebäudes getroffen werden.
Weitere Informationen:
