Fünf typische Einsparpotenziale beim Energieverbrauch Einsatz für Energie-Management-Systeme

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Das Ziel für den Einsatz eines Energie-Management-Systems ist die Senkung und kontinuierliche Optimierung des Energieverbrauches. Das ist aufgrund der Energiekrise eine Aufgabe für viele, aber für Energie-intensive Branchen wie die Fertigungsindustrie auch eine Frage des Überlebens. Enit, ein Unternehmen der Unternehmensgruppe Pro-Alpha, hat fünf typische Einsparpotenziale im produzierenden Mittelstand identifiziert.

Michael Finkler, Geschäftsführer des ERP-Anbieters Pro-Alpha, hält fest: „Aufgrund des Ukraine-Kriegs steigt der Druck, einerseits aus wirtschaftlicher und andererseits aus politisch-regulativer Perspektive effektiv Energie im Unternehmensbetrieb zu sparen. Die Digitalisierung kann dabei helfen, den Energieverbrauch entsprechend zu senken.“

Er unterbreitet auch Vorschläge, wie das bewerkstelligt werden kann, nämlich mit einem ERP-System als Grundlage (siehe: Kasten): „Unternehmen, die ihre Daten und Prozesse transparent halten, können dank Energie-Management- und CO₂-Tracking-Tools ihre Energieflüsse im Unternehmen messen, analysieren und optimieren. Das Fundament für ein zeitgemäßes Energie-Management bildet das im Unternehmen eingesetzte ERP-System, da dort alle hierfür relevanten Daten zusammenlaufen. Das Thema Energie-Management muss in den Management-Etagen zur Chefsache werden – insbesondere im deutschen Mittelstand. Wer das nicht tut, riskiert die Zukunftsfähigkeit seines Unternehmens.“

Die fünf Sparpotenziale

1. Unbemerkte Standby-Lasten: Durch Messungen am Übergabezähler lassen sich, wenn der Betrieb ruht, Standby-Lasten identifizieren. Im nächsten Schritt muss die Ursache identifiziert werden, danach lassen sich durch Abschaltung oder eine passende Gegenmaßnahme die Lasten minimieren. Das reduziert den Stromverbrauch und senkt die Energiekosten.

2. Vermeidbare Lastspitzen: Bei Industriebetrieben, die mehr als 100.000 (kWh) Strom im Jahr beziehen, wird in der Regel neben der Energiemenge (kWh) auch die Leistung (kW) gemessen und vom Netzbetreiber abgerechnet. Damit wird ab einer gewissen Leistungsentnahme der erhöhten Belastung des Versorgungsnetzes Rechnung getragen. Die Bezahlung der Leistung richtet sich in einem gewöhnlichen Tarif nach der Jahres-Lastspitze – der höchsten 15-Minuten-Last – die in einem Jahr aufgetreten ist.

Diese Jahres-Lastspitze ergibt sich durch den tatsächlichen Leistungsverlauf und die Mittelwertbildung dieses Verlaufs in einem 15-Minuten-Zeitfenster. Solche Leistungsverläufe lassen sich mit Hilfe von hochaufgelösten Daten (15 Sekundentakt) präzise analysieren und Erkenntnisse zum Last-Management ableiten. Einschaltpläne für Maschinen und Anlagen können so angelegt werden, um eine Erhöhung der Lastspitze vorzubeugen und somit bei der Stromrechnung zu sparen.

3. Verringerte Trafoverluste: Transformatoren werden oft ineffizient betrieben und führen somit zu Energieverlusten bei der Spannungsumwandlung. Ursachen dafür können beispielsweise veraltete Technik, schlechte Auslegung oder der Betrieb im ineffizienten Betriebspunkt sein.

Doch lässt sich die Effizienz von Transformatoren durch eine trafounterseitige Messung einfach überprüfen. Hierbei wird ein Vergleich der Messdaten am vorgeschalteten Übergabezähler (RLM-Zähler) und der nachgelagerten Messpunkte durchgeführt. Der Vergleich zu Zeiten abseits des regulären Betriebs, zum Beispiel am Wochenende, ist besonders interessant. Denn sollte es hierbei zu signifikanten Ineffizienzen kommen, können diese sofort aufgezeigt werden und Einsparpotenziale zeitnah realisiert werden.

4. Anlagenüberlastungen durch Oberschwingungen: Oberschwingungen stellen eine „Verschmutzung“ des Netzes dar und sind schädlich für Geräte, Maschinen und relevant für die Betriebssicherheit. Sie können Produktionslinien und IT-Systeme zum Stillstand bringen und sogar zu Kabelbränden führen. Eine Möglichkeit, solche Betriebsunsicherheiten zu vermeiden, ist die hochfrequente Messung der Ströme im Firmennetz. So können die Ursachen identifiziert und zielgerichtete Maßnahmen getroffen werden, um Oberschwingungen vorzubeugen.

5. Vermeidbare Stillstandzeiten: Um beispielsweise Anomalien im Verbrauch, die auf eine defekte Maschine hindeuten, aufzudecken, sollten kontinuierliche Messungen des Energieverbrauchs einzelner Maschinen und Anlagen durchgeführt werden. Die gemessenen Verbräuche werden dann mit historischen Daten verglichen, um unvorhergesehene Verbräuche festzustellen.

Kombiniert man die Energiedaten mit der Datengrundlage aus der Produktion, beispielsweise den produzierten Stückzahlen, so lassen sich auch Rückschlüsse auf Anomalien ziehen. Denn wird mehr Energie pro Stück in der Produktion verbraucht, lohnt es sich, die Maschine genauer anzusehen und somit frühzeitig mögliche Produktionsausfälle und Stillstandszeiten zu vermeiden.

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