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Modellbasiertes Lastmanagement

Durch Ressourcenverknappung fossiler Energieträger und politischer Vorgaben ist es zu einem starken Preisanstieg aller Energieformen gekommen. Dieser Trend wird sich aktuellen Prognosen zufolge fortsetzen. Damit wird das Bedürfnis, Energieströme in der Produktion mess- und kontrollierbar zu machen, immer größer.

Herausforderung Lastmanagement: Da eine exakte Ansteuerung der Bezugsgrenzen in der Regel nicht möglich ist, müssen Sicherheitsabstände gewährleisten, dass abrechnungsrelevante Verbrauchsgrenzen nicht überschritten werden. Bild: Gefasoft.

Der Energieverbrauch spielt für Produzenten und ihr IT-Instrumentarium eine immer größere Rolle. Organisationen wie Mesa und VDI geben inzwischen sogar Richtlinien heraus, denen zufolge zukünftig Leitsysteme sowie Manufacturing Execution-Systeme (MES) Module zur Überwachung des Energieeinsatzes bereitstellen sollen. Mit der Hilfe von Lastmanagementsystemen (LMS) soll so die zeitliche Lastverteilung geplant werden, um Energiekosten und Energieverbrauch zu reduzieren. Auch Anreizprogramme wie die Abgabenerleichterung nach ISO 50001 fördern den Wunsch, den Energieverbrauch im Unternehmen zu überblicken.

Herausforderung: Vermeiden von Spitzenlasten

Es gibt eine Vielzahl am Markt angebotener IT-Systeme, die unter dem Begriff Energiemanagementsystem (EMS) verkauft werden. Die meisten Lösungen bieten lediglich die Möglichkeit einer Aufzeichnung von Energiedaten, die mit verschiedenen Analysewerkzeugen aufbereitet und ausgewertet werden können. Der Nutzer muss selbst das Potenzial erkennen und in den Produktionsablauf eingreifen. Nur wenige Systeme bieten Möglichkeiten zum automatisierten Eingriff in die Energieplanung und somit eine Beeinflussung des Verbrauchs. Aber auch Software, die diesem Lösungsansatz folgt, ist in der Regel nicht in der Lage, den zukünftigen Energieverbrauch abzuschätzen sowie Spitzenlasten während der Laufzeit zu vermeiden und so den Lastgang zu glätten. Voraussetzung für alle Systeme zum Management des Energieeinsatzes ist die Kenntnis über die Energieströme. Dazu ist die Montage von Sensoren und vernetzten Energiezählern erforderlich.

Die Zahl der zu verbauenden Komponenten steigt naturgemäß mit der gewünschten Granularität. Die angesprochene Norm DIN EN ISO50001 beschreibt, wie ein Energiemanagementsystem in einem Unternehmen installiert und verankert sein soll. Wie viele Managementsysteme basiert auch diese Norm auf einem ‚Plan-Do-Check-Act‘-Zyklus (PDCA), mit dem der Erfolg von Maßnahmen überwacht wird und weitere Aktionen abgeleitet werden sollen. Ein EMS soll den Anwender dabei durch Überwachung, Messung und Analyse sowie beim Aufzeigen von Nichtkonformität und Vorbeugungsmaßnahmen unterstützen.

Forschungsprojekt zur Verbrauchsprognose

Um den Energieeinsatz außerdem auch steuern zu können ist es notwendig, das Verbrauchsverhalten zu prognostizieren. Solche Prognosen erfordern nicht nur die Analyse aktueller Energiedaten. Vielmehr sind Informationen über die Produktionsprozesse notwendig. Entsprechende Daten laufen in einem automatisierten Produktionsbetrieb beispielsweise im MES zusammen. Systeme wie die Lösung Legato der Gefasoft AG bieten Anwendern die Möglichkeit, Energiedaten zu sammeln und zu analysieren. Vor diesem Hintergrund ist im Rahmen des Zentralen Innovationsprogramms ZIM das Kooperationsprojekt ‚MorE‘ mit der Technischen Universität München entstanden, das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie gefördert wird. Auf Basis des Leitsystems soll ein Modul prototypisch entwickelt werden, das autark den Energieumsatz überwacht und regelt, sodass ein vorgegebener Lastspitzenwert nicht überschritten wird. Darüber hinaus soll es möglich sein, den Energieeinsatz in der Produktion zu verwalten und insgesamt zur Verbrauchsreduktion beizutragen.

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