The e-magazine for KNX home & building control

Energiemanagement mit KNX: Teil 2 – Konnektivität und das IoT

In Teil 2 dieser zweiteiligen Serie fragt Yasmin Hashmi KNX-Mitglieder nach ihrer Meinung zu den größeren Herausforderungen, denen die Branche gegenübersteht, und mit welchen Lösungen sie in Bezug auf Konnektivität aufwarten können.

Der Klimanotstand ist real und wir dürfen keine Zeit verlieren. Energie sparen durch die Installation einer PV-Anlage und einer Batterie ist ein guter Anfang, aber mit KNX können wir noch viel mehr tun. Brillante und kreative Köpfe arbeiten an Lösungen, die den Unterschied machen können, sei es in einem einzelnen Haushalt oder in einer ganzen Stadt. Je anspruchsvoller die Steuerung mit KNX jedoch ist, desto wahrscheinlicher müssen andere Protokolle integriert und mit ihnen kommuniziert werden.

Valerie Becker, Head of Home Automation – Wiring Devices & Door Communication bei Schneider Electric, sieht die Erfordernis einer ganzheitlichen Integration verschiedener Geräte und Systeme.

„Der KNX-Standard bietet eine gute Basis, auf der man aufbauen kann. Derzeit werden für E-Mobilität, Wärmepumpen, Wechselrichter etc. unterschiedliche Protokolle verwendet. Um die Energieeffizienz eines Gebäudes zu steigern und das Lastmanagement zu vereinfachen, ist es daher vorteilhaft, standardisierte Schnittstellen wie Modbus, Zigbee oder OCPP in Verbindung mit einem KNX-Backbone zu verwenden. Schneider Electric hat seine KNX-IoT-Drittanbieter-API entwickelt und veröffentlicht, um eine Schnittstelle mit beliebigen Systemen/Anwendungen von Drittanbietern herzustellen.“

In der Tat wurde die KNX-IoT-Drittanbieter-API von Schneider Electric in Verbindung mit dem Simlab SIM-ON Digital Twin Home-Betriebssystem als erste KNX-IoTech-Lösung vorgestellt (siehe Teil 1).

Valerie Becker fügt hinzu: „Schneider Electric konzentriert sich mit den Marken Merten und Schneider Electric auf die gesamte Palette der KNX-Möglichkeiten. Unser Portfolio umfasst Sensoren, Aktoren, Systemgeräte und Gateways. Unser Wiser 4 KNX und unser spaceLYnk eignen sich besonders zum Energiesparen in Wohn- bzw. Zweckgebäuden, da sie als Controller und Schnittstellen zu verschiedenen Kommunikationsprotokollen wie BACnet, Modbus, EnOcean und demnächst auch Zigbee fungieren. Auf diese Weise können verschiedene Energieverbraucher zusammengebracht werden, um maximalen Input zu erzielen, das Überschreiten der Lastspitze zu verhindern und den Verbrauch intelligent nachzuverfolgen und zu managen.“

Das größte gedruckte Wohngebäude in Europa ist mit der neuesten KNX-Technologie von Schneider Electric ausgestattet. Neben einer automatisierten Jalousiesteuerung, die beispielsweise tageslichtabhängig ist, kann die Energieverteilung so optimiert werden, dass der Verbrauch im Vergleich zu einem herkömmlichen Gebäude dieser Größe und Nutzungsart drastisch reduziert wird.

www.se.com

Nicolas Detournay, CEO und Gründer von ELAUSYS, weist darauf hin, dass der KNX-Integrator beim Energiemanagement in heutigen Gebäuden eine Schlüsselrolle spielt.

„Eine der Herausforderungen für den KNX-Integrator ist das Sammeln von Informationen aus den vielen verschiedenen Subsystemen, die nicht direkt mit KNX kompatibel sind. Der Zeit- und Kostenaufwand für die Implementierung einer solchen Lösung kann schnell sehr hoch werden und sich erheblich auf das Projektbudget auswirken. Der Schlüssel zur Bereitstellung eines vollständig integrierten Energiemanagementsystems ohne großen Aufwand liegt daher darin, die richtigen KNX-Gateways für all diese Subsysteme zu haben.“

Nicolas Detournay fährt fort: „Unsere KNX-Gateways bieten Integratoren eine Plug-and-Play-Lösung, mit der sie sich auf ihre Anwendung konzentrieren können und nicht auf die Kommunikation mit diesen Systemen. Unser KNX-Gateway für Solarpanel-Wechselrichter bietet beispielsweise eine einfache Lösung, um alle relevanten Daten von Wechselrichtern an KNX zu übertragen. Es ist kompatibel mit Wechselrichtern von Marken wie SMA, SolarEdge, Fronius und Huawei. Der Solarpanel-Wechselrichter kann für das Energiemanagement vollständig in KNX integriert werden, und die Daten können zur Optimierung des Energieverbrauchs, zur Überwachung, zur Trendanalyse oder zum Auslösen bestimmter Aktionen in der KNX-Anlage verwendet werden.“

Das Solar-Wechselrichter-Gateway bietet Echtzeit-Einblicke in die Energieerzeugung und den Energieverbrauch im Gebäude. Wenn der Solar-Wechselrichter mit einem Leistungsmesser ausgestattet ist, liefert das Gateway nicht nur die Energieproduktion, sondern auch den Energieverbrauch des Gebäudes. Nicolas Detournay formuliert es so: „Unsere Gateways wurden kürzlich aktualisiert, um erweiterte Logikfunktionen wie mathematische Operationen, Logikgatter, Sequenzen und Triggerfunktionen auf der Grundlage spezifischer Datenwerte oder eines Wochenkalenders einzubeziehen. Durch die Verwendung dieser eingebetteten Logikfunktionen können Integratoren jetzt ihre Energiemanagementlogik einfach mit einem einzigen KNX-Gerät implementieren.“

In der Praxis werden ELAUSYS-KNX-Gateways für Solar-Wechselrichter in mehreren Projekten zur Energieoptimierung eingesetzt. „Die Integration der Solarproduktion in Verbindung mit der Warmwasserbereitung ist eine der effizientesten Möglichkeiten, Energie zu speichern“, erklärt Nicolas Detournay. „Das System erwärmt automatisch Wasser, wenn die Solarenergieproduktion ausreicht. Auf die gleiche Weise erfolgt das Aufladen des Elektroautos in Zeiten höherer Produktion.“

Beispiel für die Verbindung eines ELAUSYS-KNX-Gateways mit einem Solar-Wechselrichter.

www.elausys.be

Für Detlef Boss, Geschäftsführer der ise Individuelle Software und Elektronik GmbH, ist die Integration von Energiequellen und Automatisierung zukunftsweisend.

„Es wird immer wichtiger, neben den klassischen Anforderungen an die Automatisierung auch erneuerbare und dezentrale Energiesysteme, einschließlich Energiemanagementsysteme auf Basis von KNX, zu integrieren. Eine vollumfängliche Betrachtung ab der Planungsphase des Gebäudes nach standardisierten Planungsprozessen wird unabdingbar.“

Er fügt hinzu: „Die ise Individuelle Software und Elektronik GmbH entwickelt kreative Lösungen für die Integration von Drittsystemen in das KNX-basierte Smart Home. Mit dem SMART CONNECT KNX e-Charge II können Ladestationen unterschiedlicher Hersteller bequem und konsistent mit KNX genutzt und sogar in gemischten Szenarien integriert werden. Dies bietet eine große Flexibilität in Bezug auf Marken und Modelle. Mit einfacher Logik können nun Überschüsse aus Photovoltaikanlagen zum Laden von Elektroautos genutzt und der Netzverbrauch reduziert oder sogar vermieden werden.“

Auch für die Heizungssteuerung bietet ise eine Lösung. „Neben der energieeffizienten Einzelraum-Temperaturregelung, für die KNX bekannt ist, können wir dank Produkten wie dem SMART CONNECT KNX Vaillant nun auch den eigentlichen Wärmeerzeuger in die KNX-Steuerung integrieren“, so Detlef Boss.

Das ise SMART CONNECT KNX e-Charge II ist ein KNX-Gateway, das Ladestationen mit dem KNX-Bus verbindet. Es unterstützt 26 verschiedene Ladesäulen von 7 Herstellern, darunter ABB, ABL, ebee, Heidelberg, KEBA, Mennekes und Stöhr, und es kann mit einem Smart Meter für dynamisches Lastmanagement eingesetzt werden.

www.ise.de

Rene Rieck, Global Product Manager der Alexander Meier GmbH, setzt auf Interkonnektivität und das IoT.

„Die mangelnde Konnektivität und Kommunikation zwischen der wachsenden Anzahl von Geräten der Gebäudesystemtechnik und der IoT-Welt in gewerblichen, industriellen und privaten Umgebungen gehören für das Energiemanagement zu den größten Herausforderungen. Aus diesem Grund haben wir das EisBär Home Energy Management System (HEMS) entwickelt, das alle elektrischen Verbraucher und Haushaltsgeräte mit KNX verbindet. Die Multiprotokoll-Engine von EisBär bietet fast 50 Schnittstellen zu verschiedenen Systemen, die in der Gebäudeautomationsbranche genutzt werden, darunter KNX, BACnet, Modbus, OPC, OCPP, DMX, DALI, CAN Bus, Zigbee, Z-Wave, EnOcean, HomeConnect, MQTT, LoRaWAN und viele mehr.“

Rene Rieck fügt hinzu: „EisBär wird in zahlreichen wegweisenden Gewerbe-, Industrie- und Wohnprojekten eingesetzt, von denen einige mehr als 30.000 KNX-Geräte umfassen. Vor Kurzem war es auch eine preisgekrönte Lösung für das Team Local+ (von der Hochschule Aachen) beim Solar Decathlon 2022.“

Die Barangaroo International Towers in Sydney, Australien, sind nur ein Beispiel für die vielen verschiedenen Projekte, bei denen Eisbär autonom das System- und Benutzerverhalten lernt , um die Leistung zu optimieren, weniger Energie zu verbrauchen, niedrigere Betriebskosten zu generieren und zu einer nachhaltigen Umwelt beizutragen. Barangaroo ist derzeit der einzige zertifizierte CO2-neutrale Bezirk in Australien.

www.busbaer.de

Fazit

In den Teilen 1 und 2 dieses Artikels können wir sehen, dass KNX-Hersteller die Herausforderungen erkennen, vor denen KNX-Systemintegratoren bei der Reduzierung und Optimierung des Energieverbrauchs in Gebäuden stehen, und Geräte und Lösungen von der einfachen Messung bis hin zu autonom lernenden Gebäuden anbieten.

Die KNX Association zeigt in diesem Bereich keinen Mangel an Ehrgeiz, und mit Entwicklungen wie dem neuen KNX-IoT-Protokoll, das zusätzliche Mechanismen für ein verbessertes Energiemanagement bietet, ist die Richtung klar. Jede Einsparung summiert sich. Wir alle müssen unseren Teil dazu beitragen, und wenn wir zusammenarbeiten, können wir dies wirklich schaffen.

Yasmin Hashmi ist Redakteurin des Magazins KNXtoday.

www.knxtoday.com

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