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Das Kunden-Energiemanagementsystem: ein Instrument zur Wiedererlangung der Kontrolle über die Energiekosten

Angesichts der vielen Schwankungen auf dem Energiemarkt beschreibt Kurt Vemeylen, wie der Einsatz eines intelligenten Systems zur Steuerung des Netzes und des selbst erzeugten Stroms zur Senkung der Rechnungen beitragen kann.

Der Klimawandel hat der Welt vor Augen geführt, dass der Energieverbrauch auf die Nutzung erneuerbarer Energiequellen umgestellt werden muss. In Belgien ging die Regierung dieses Problem an, indem sie Rabatte zur Förderung der Installation von Sonnenkollektoren anbot, was jedoch zu teuer und mittelfristig nicht tragbar war. Außerdem sank der ROI (Return on Investment) von Solarmodulanlagen erheblich, als der Staatsrat das „Rückwärtslaufen“ von Stromzählern verbot, wenn überschüssige selbst erzeugte Energie ins Netz zurückgespeist wird.

Die Europäische Union will so schnell wie möglich von fossilen Brennstoffen loskommen. Schon jetzt ist es illegal, einen defekten Ölkessel auszutauschen, und neue Anschlüsse an das Gasnetz werden für Neubauten ab 2025 nicht mehr möglich sein. Das bedeutet, dass die einzige verbleibende Energiequelle die Elektrizität sein wird, weshalb neue Geräte mit hohem Verbrauch wie Wärmepumpen und Elektroautos entstehen werden.

Angesichts der außergewöhnlichen Schwankungen der Strompreise aufgrund des Krieges in der Ukraine und der Änderung der Berechnung der Stromrechnung am 1. Januar 2023 in Belgien kann der Verbraucher das Gefühl haben, die Kontrolle völlig verloren zu haben und nicht mehr abschätzen zu können, wie hoch seine nächste Rechnung sein wird.

In unsicheren Zeiten haben die Verbraucher oft das Gefühl, die Kontrolle über ihre Energiekosten verloren zu haben.

CEMS zur Rettung

Um diese Probleme zu lösen, hat IoT Domotica Solutions das Customer Energy Management System (CEMS) entwickelt. Es verfolgt und überwacht den Energieverbrauch und interagiert mit den angeschlossenen Systemen, damit der Kunde die selbst erzeugte Energie so effizient wie möglich verbrauchen oder speichern kann. Da der Betrieb auf der Grundlage der tatsächlichen Energiepreise erfolgt, wird der Verbrauch aus dem Netz bei gleichbleibendem Komfort auf ein Minimum reduziert, und es werden Grafiken erstellt, die eine Überprüfung der Energieparameter ermöglichen, die in das Energieprofil des Kunden eingegeben wurden.

Warum gerade KNX?

Als KNX Installateur und Systemintegrator begannen wir mit dem Aufbau des CEMS auf Basis von KNX kombiniert mit IoT-Technologie. KNX ist die beste Wahl, weil es sich um ein vollwertiges Gebäudeautomationssystem handelt, das sich seit mehr als drei Jahrzehnten bewährt hat, und weil es über 8000 verschiedene KNX Produkte von mehr als 500 Herstellern weltweit gibt, die nahtlos miteinander zusammenarbeiten.

Ein Beispiel für das Bedienfeld des CEMS.

Wie das funktioniert

Das CEMS wird in der Cloud gehostet und kommuniziert mit einem Ressourcenmanager (RM) in den Gebäuden des Kunden. Der RM ist ein lokales Gerät, das die Echtzeitwerte der überwachten Parameter sammelt, die von den physisch angeschlossenen Endsystemen bereitgestellt werden. Bei diesen Endsystemen handelt es sich in der Regel um Wärmepumpen (und andere HLK-Systeme wie Heizkessel), Sonnenkollektoren, Ladegeräte für Elektroautos, Klimaanlagen, Gebäudebatterien, Wärmemengenzähler, Unterzähler, intelligente Stromzähler usw.

Beispiel für den stündlichen Betrieb einer Wärmepumpe.

Die Kommunikation zwischen dem CEMS und dem RM erfolgt über das Internet und ist durch einen VPN-Tunnel (Virtual Private Network) mit starker Authentifizierung und Datenverschlüsselung geschützt.

Das RM kann als leichtes CEMS fungieren, wenn das Internet nicht zugänglich ist. Die Idee dieses mehrschichtigen Ansatzes basiert auf der neuen Norm EN50491-12-2, die von der KNX Association unter der Leitung von Joost Demarest, CFO und CTO von KNX Belgien, entwickelt und eingeführt wurde.

Das CEMS sammelt die Werte vom RM und vergleicht sie mit den in einem Energieprofil festgelegten Mindest- und Höchstwerten. Wenn ein bestimmter Grenzwert erreicht zu werden droht, greift das CEMS ein und versetzt ein oder mehrere Endsysteme in einen anderen Betriebszustand, so dass der Grenzwert nicht überschritten wird. Das Energieprofil wird in Zusammenarbeit mit dem Kunden erstellt.

Der Kundenbeitrag ist entscheidend, um die Möglichkeiten der Zusammenschaltung der Endsysteme mit dem RM zu bestimmen. Beispielsweise verfügen einige Wärmepumpen über Smart-Grid- oder Trockenschnittstellen, während andere Systeme auf andere Weise an das RM angeschlossen werden müssen.

Beispiel, das zeigt, wie sich das Temperaturniveau an einigen wichtigen Punkten einer Wärmepumpe verhält, an denen typischerweise eine Messung durchgeführt wird.

Fazit

In diesen Zeiten der Ungewissheit können die Kunden nicht vorhersagen, wie hoch ihre nächste Stromrechnung sein wird, und haben nur begrenzte Kontrolle über ihren Energieverbrauch. Mit einem Energiemanagementsystem, wie es oben beschrieben wurde, können sie jedoch die Kontrolle zurückgewinnen und die Rechnung so niedrig wie möglich halten, ohne den erwarteten Komfort zu verlieren.

Das CEMS überwacht in Echtzeit die Geräte mit hohem Verbrauch sowie den selbst erzeugten Strom. Es bietet dem Kunden eine grafische Darstellung seines Energieverbrauchs und greift auf der Grundlage der Echtzeit-Stromkosten ein, um sicherzustellen, dass die im Energieprofil des Kunden festgelegten Grenzwerte nicht überschritten und Spitzenlasten im Netz vermieden werden.

Die Einsatz eines CEMS mit einer umfassenden Automatisierungsplattform wie KNX, die mit dem IoT zusammenarbeitet, bedeutet, dass auch Nicht-KNX-Geräte in eine gemeinsame (KNX-)Plattform integriert werden können, was ein intelligentes und zukunftssicheres System gewährleistet.

Kurt Vermeylen ist der Gründer und Leiter von IoT Domotica Solutions, einem Systemintegrationsunternehmen, das sich auf KNX Installationen und KNX Schulungen spezialisiert hat.

www.iot-domotica.solutions

https://iot-domotica.solutions
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