Harm Elzinga erörtert die Energiewende und ihre Herausforderungen und plädiert für den Einsatz von KNX-basierten Energiemanagementsystemen, um unseren CO2-Fußabdruck zu reduzieren.
Angesichts der Auswirkungen des Klimawandels, der geopolitischen Lage, der Notwendigkeit, unseren CO2-Fußabdruck zu reduzieren und zuverlässigere Formen von „sauberer“ Energie zu finden, war eine vollständige Energiewende noch nie so wichtig wie heute. Angesichts der beispiellosen Energiekrise, mit der wir derzeit konfrontiert sind, mit hohen Energiekosten und Kapazitätsproblemen in unserem Energienetz, hat das Energiemanagement auch für Gebäudeeigentümer hohe Priorität erlangt.
Energiewende
Das Hauptziel der Energiewende ist die Verringerung von CO2 und anderen Treibhausgasen, um die globale Erwärmung zu bremsen. Es gibt noch weitere Vorteile und Ziele, z. B. die Verringerung der Emissionen anderer gefährlicher Gase und Feinstaubpartikel, eine größere Selbstversorgung und eine geringere Abhängigkeit von der Einfuhr fossiler Brennstoffe. Wir müssen uns auch auf unseren Verbrauch und die Verwendung von Rohstoffen konzentrieren; wir sollten mehr recyceln und versuchen, langlebigere Produkte herzustellen – Themen, die nicht nur unsere Branche betreffen, sondern auch viele andere. Kurz gesagt, die Energiewende ist der Übergang von nicht erneuerbaren zu erneuerbaren Energiequellen.
Verwirklichung
Auf globaler Ebene wird die Energiewende durch politische Entscheidungen erleichtert, die zu neuen oder aktualisierten Gesetzen, Strategien und Steuervergünstigungen führen. Internationale Verpflichtungen, z. B. das Pariser Abkommen, europäische Gesetze, Bundesgesetze und nationale Gesetze, können enorme Auswirkungen haben. Auf einer direkteren Ebene kann die Umstellung durch persönliche Entscheidungen erfolgen, die vielleicht durch die Aufmerksamkeit der Medien, Preiserhöhungen oder (lokale) staatliche Maßnahmen und Subventionen beeinflusst werden.
Wir müssen weg von Gas, Öl und Kohle und hin zu erneuerbaren Energiequellen gehen. In den meisten Fällen handelt es sich dabei um Strom, der durch Sonnen-, Wind- oder Wasserkraft erzeugt wird. Dies kann im großen Stil mit Solar- und Offshore-Windparks oder in einem kleineren Maßstab durch die Installation von Sonnenkollektoren auf unseren eigenen Häusern oder Büros geschehen.
Herausforderungen
Bei der Energiewende gibt es viele Herausforderungen zu bewältigen, darunter:
- Produktionskosten (im Vergleich zu Gas/Kohle, die in vielen Fällen billiger sein können).
- Kosten der Umstellung selbst.
- Realisierung von dauerhaften Produktionsanlagen.
- Ungleichgewicht im Netz (Zeiten mit viel Solar-/Windenergie gegenüber Zeiten mit begrenztem Angebot).
- Mobilität (Elektroautos brauchen zum Beispiel Batterien).
- Umstellung auf vollelektrische Anlagen.
In dem ersten Schritt sollten wir den Verbrauch reduzieren. Eine Reduzierung ist immer besser als ein Wechsel der Energiequelle. Zweitens sollte die Nachhaltigkeit auf allen Ebenen berücksichtigt werden. Als Nächstes sollten wir alle unseren eigenen Strom erzeugen, wo wir können, z. B. durch die Installation von Sonnenkollektoren auf unseren Gebäuden. Dann müssen wir Energie speichern, wenn wir zu viel produzieren, und sie nutzen, wenn das Angebot begrenzt ist. Und schließlich müssen wir die Prozesse, die im Gebäude Energie verbrauchen, optimieren.
In fast allen Fällen kann ein wirklich intelligentes Gebäude mit flexiblem Energiemanagement nicht nur dem Gebäudeeigentümer und -nutzer, sondern auch dem Stromnetzbetreiber und der Energiewende im Allgemeinen helfen.
Energieüberwachung und -management
Zu verstehen, was in einem Gebäude oder genauer gesagt in einer Anlage vor sich geht, ist der Schlüssel zu einer effektiven und effizienten Verwaltung, aber das ist nur der erste Schritt. Es ist wichtig zu wissen, was die einzelnen Teile der Anlage tun und wie viel Energie verbraucht wird, insbesondere für Teile der Anlage, bei denen die Kontrolle von Details große Auswirkungen haben kann. Die Verwendung von LED-Beleuchtung ist zwar effizient, aber einzelne Lampen nur dann einzuschalten, wenn Solarstrom verfügbar ist, ist nicht sehr sinnvoll. Eine Wärmepumpe hingegen kann ziemlich viel Energie verbrauchen, und wenn sie richtig gesteuert wird, kann man viel gewinnen, ohne den Komfort des Nutzers zu beeinträchtigen. Auch andere Daten, die von anderen Quellen innerhalb oder außerhalb der Anlage stammen, können hier von Nutzen sein. Zum Beispiel Wettersensoren auf dem Dach, aber auch Spotpreisinformationen und Wettervorhersagen, die alle zur Optimierung des Energiemanagements genutzt werden können.
Wir müssen uns auf das gesamte Gebäude konzentrieren; eine vorausschauende Steuerung von Jalousien und Rollläden zur Vermeidung von Überhitzung kann viel effektiver sein als eine nachträgliche Kühlung des Gebäudes. Neben der Energieüberwachung können all diese Daten auch für andere Bereiche des Gebäudemanagements genutzt werden, z. B. für die Wartung, die Fehlerüberwachung usw.
Die Verwaltung dieser einzelnen Anlagenteile könnte vom Nutzer selbst vorgenommen werden, doch wäre es viel effizienter, wenn sie automatisiert werden könnte. Hier kommt dem Energiemanagement eine Schlüsselrolle zu. Eine gute Energiemanagementplattform kann interne und externe Daten nutzen, um die Anlage effizient zu verwalten und dabei die Präferenzen des Nutzers zu berücksichtigen. Schließlich ist es wichtig, den Komfort hoch zu halten, um auch den Nutzer bei der Stange zu halten. Ein gutes Managementsystem senkt den Energieverbrauch und die Kosten und sorgt gleichzeitig für ein hohes Maß an Komfort.
Welchen Beitrag kann KNX leisten?
Mit dem offenen KNX-Standard (ISO/IEC 14543) ist es viel einfacher, alle Arten von Daten innerhalb eines Systems verfügbar zu machen. Es gibt viele KNX-Produkte, wie z.B. Gateways, um Daten von Stromzählern und Sensordaten aus dem Gebäude zu erhalten. Es gibt auch alle Arten von direkten KNX-Zählern. Sie können Temperaturen messen, Einstellungen von Wärmepumpen abfragen, Informationen über die Produktion von Solarzellen sammeln und im Grunde alles andere, was Sie brauchen. Es gibt auch zahlreiche KNX-Produkte wie Dimmer, Aktoren, Sensoren und Schalter für die Steuerung von Beleuchtung, Heizung, Klimaanlagen, Pumpen und allen möglichen Geräten. Darüber hinaus gibt es für Produkte, die das KNX-Protokoll nicht direkt unterstützen, viele Brückenprodukte, die alle Arten von energiebezogenen Endpunkten ganz einfach mit KNX verbinden. Zum Beispiel Autoladegeräte, Wärmepumpen, allgemeine Heizsysteme und Haushaltsgeräte.
KNX ist also im Grunde der Träger, der alle Daten zur Verfügung stellt. Es gibt auch viele Lösungen, um diese Daten in Diagrammen sichtbar zu machen, sie auf Bildschirmen darzustellen, sie auf mobilen Apps verfügbar zu machen oder sie automatisch in einem Bericht zu veröffentlichen, zum Beispiel. Je bewusster sich ein Nutzer über seinen Energieverbrauch ist, desto weniger Energie verbraucht er. Sie können Ihre Energiespeichersysteme auch mit KNX verbinden und natürlich die Endpunkte (oder Endgeräte) steuern, die die Energie verbrauchen, wie z.B. eine Heizungsanlage, bei der Sie die Sollwerte ändern oder ein Gerät ausschalten können. So könnte z.B. jeden Nachmittag der Geschirrspüler vor dem Abendessen fertiggestellt werden und morgens könnte das Elektroauto voll aufgeladen werden, bevor Sie zur Arbeit fahren. Wenn der Endpunkt früher fertig sein soll, kann eine Priorität festgelegt werden. Und schließlich können Sie einen Energiemanager hinzufügen, der diese Endpunkte auf der Grundlage der gesammelten Daten steuert und dabei maximale Verbrauchsgrenzen, Speichersysteme und die effizienteste Art der Nutzung Ihrer selbst erzeugten Energie auf der Grundlage von Wettervorhersage-Informationen und möglichen dynamischen Energietarifen berücksichtigt.
Intelligente Verwaltung
Ein Manager macht den Unterschied. Er weiß nicht nur, was in der Anlage vor sich geht, sondern kann die verschiedenen Anlagenteile so steuern, dass er wirklich von allen erzeugten Daten profitiert. Wenn er weiß, dass Ihre Solaranlage im Vorfeld viel Energie produziert, kann er zum Beispiel das Aufladen von Elektroautos verzögern oder den Sollwert der Wärmepumpe etwas senken, wenn die Energiepreise in den oberen 20 % des Tages liegen. Er könnte eine Filterpumpe einschalten, wenn die Energie billig ist oder wenn eine Windturbine eine Überproduktion aufweist.
Datenschutz und Sicherheit
Einer der Hauptvorteile von KNX ist, dass KNX lokal ist und nicht auf das Internet angewiesen ist, was zu mehr Datenschutz und Sicherheit führt. Um die Sicherheit Ihrer Installation und Ihrer Daten zu gewährleisten, sollten Sie Produkte und Lösungen verwenden, die dies unterstützen. Das bedeutet, dass eine Cloud-Lösung zur Steuerung und Verwaltung der Energie in Ihrem Gebäude nicht ideal ist. Ein lokaler Controller, der die Energie verwaltet, wäre im Hinblick auf Sicherheit und Datenschutz die bessere Wahl.
Ein weiteres Problem bei in der Cloud gehosteten Lösungen für die Verwaltung ist, dass sie in den meisten Fällen vom Eigentümer des Energienetzes als erstem und wichtigstem Interessenvertreter kontrolliert werden und nicht vom Eigentümer der Anlage.
Fazit
Es gibt funktionierende Lösungen für ein intelligentes Energiemanagement, bei dem KNX zur Kommunikation mit zahlreichen Quellen eingesetzt wird, um eine Anlage autarker zu machen und so die Emissionen und die Energierechnung wirklich zu senken. Alle verfügbaren Daten zu kombinieren, sie automatisch zu analysieren, Vorhersagen zu treffen und die verschiedenen Endpunkte und Installationen zu steuern, während alle Nutzungsdaten lokal und sicher bleiben, ist das, was ein echter Energiemanager tun sollte, und KNX unterstützt dies in jeder Hinsicht.
Harm Elzinga ist Gründer und Geschäftsführer von xxter b.v., Spezialist für Visualisierung, Sprache und intelligente Lösungen für KNX und Hersteller des Smart Energy Managers.
