05.03.2023 – Eine Lösung von econ solutions sorgt dafür, dass verschiedene Ziele bei der Energieversorgung optimiert ausbalanciert werden können.
Eine PV-Anlage amortisiert sich schneller, je mehr des erzeugten Stroms ein Unternehmen selbst verbraucht. Ein optimiertes dynamisches Lastmanagement hilft bei der optimalen Steuerung. Foto: MVV Energie AG
Projekt Autohaus
Ein Autohaus hat mehrere Wallboxen auf seinem Gelände verteilt installiert, sie finden sich auf dem Parkplatz, im Showroom und in der Werkstatt. Jeder Gebäudeteil hat eigene, separat abgesicherte Stromunterverteilungen. econ solutions hat das Lastmanagement für das Autohaus so eingerichtet, dass einerseits der Gesamtverbrauch dynamisch gesteuert wird, andererseits aber auch jede einzelne Wallbox hinsichtlich des Verbrauchs des Gebäudeteils, in dem sie angebracht ist.
„Für eine Ampelschaltung haben wir den econ peak für ein mittelständisches Fertigungsunternehmen so programmiert, dass er die betreffenden Geräte nicht selbst schaltet, sondern die Steuersignale an eine SPS sendet. Diese führt dann die Ampelschaltung durch“, beschreibt Sebastian Franke. „Ebenso können wir für jedes Gerät und jede Maschine separat definieren, wann, wie lange und wie stark die Leistung gedrosselt werden darf. Dabei kann der econ peak auch Hoch- und Niedertarifzeiten mit fixen oder dynamischen Zeiten berücksichtigen.“
Dadurch ist die Betriebssicherheit stets gewährleistet, ebenso dass die Elektrofahrzeuge bei Bedarf fahrbereit zur Verfügung stehen. Gleichzeitig steigt die Energieeffizienz, während die Kosten minimiert werden können. „Unsere Projekte haben gezeigt, dass sich ein optimiertes dynamisches Lastmanagement schon nach durchschnittlich ein bis zwei Jahren amortisiert“, so Sebastian Franke.
Im Zuge der Energiewende werden Unternehmen und Betriebe zunehmend zu Prosumern – sie verbrauchen nicht nur Energie, sondern erzeugen auch selbst welche. Dazu kommen oft Energiespeicher oder Ladeinfrastruktur. Die energetische Situation im Unternehmen wird also deutlich komplexer. Ein dynamisches Lastmanagement hilft dabei, Kosten, Versorgungs- und Betriebssicherheit sowie Energieeffizienz gleichermaßen zu optimieren.
Über Energiekostenreduzierung, Effizienzsteigerung, Versorgungs- und Betriebssicherheit hinaus kommen meist noch weitere, oft technische Ziele. So geht es häufig darum, Lastspitzen zu reduzieren oder ganz zu vermeiden. Auch das hat durch die Energiewende an Relevanz gewonnen, weil durch den Wegfall fossiler Energieträger neue elektrische Verbraucher hinzukommen, wie etwa Wärmepumpen. In diesen Fällen gilt es darauf zu achten, den Hauptanschluss nicht zu überlasten. Zudem wirken sich Lastspitzen erheblich auf die Stromkosten aus: Eine einzelne Lastspitze von wenigen Minuten kann den Strompreis für den gesamten Abrechnungszeitraum erhöhen.
„Unternehmen oder Betriebe mit einer Energieerzeugungsanlage sollten noch etwas beachten“, ergänzt Sebastian Franke, Projektmanager bei econ solutions. „Sie sollten versuchen, eine möglichst hohe Eigenverbrauchsquote zu erreichen. Denn der selbst erzeugte Strom ist kostengünstiger als der vom Versorger. Außerdem ist die Einspeisemenge oft begrenzt, entweder durch den Netzbetreiber oder durch den Hausanschluss.“ Überschreiten sie diese Menge, kann sogar Strafzahlungen oder eine Überlastung der Absicherung nach sich ziehen.
Einfaches vs. dynamisches Lastmanagement
Ein optimiertes dynamisches Lastmanagement hat das Ziel, den Energieverbrauch so auszubalancieren, dass sie all diese Ziele mit geringem Aufwand erreichen können. Im Unterschied zu einem einfachen Lastmanagement bezieht es alle relevanten Energieerzeuger und Verbraucher der gesamten Liegenschaft oder von ausgewählten Teilbereichen ein. Dabei werden auch die individuellen Gegebenheiten und Anforderungen berücksichtigt.
Die technische Basis für ein optimiertes dynamisches Lastmanagement stellt zum Beispiel ein Maximum Controller wie der econ peak von econ solutions dar. Er überwacht alle relevanten Stromzähler, Maschinen und Geräte sowie Ladepunkte, Energieerzeugungs- sowie Speicheranlagen und steuert sie dynamisch entsprechend der aktuellen Situation bzw. auf Basis einer vorausschauenden Berechnung. „In Unternehmen gibt es im Normalfall ganz verschiedene Geräte und Anlagen unterschiedlicher Hersteller. Deshalb ist der econ peak mit offenen Schnittstellen ausgestattet und unterstützt sehr viele Stromzähler, Wallboxen und Ladesäulen sowie Energieerzeugungs- und Speicheranlagen“, erklärt Sebastian Franke.
Die Funktionsweise lässt sich anhand von Beispielen aufzeigen: An einem sonnigen Wochenende kann die PV-Anlage viel Strom erzeugen. Wird in dieser Zeit jedoch nicht produziert, also kaum Strom verbraucht,
Der Maximum Controller econ peak steuert Maschinen, Geräte und Anlagen, Ladepunkte sowie Energieerzeugungs- und Speicheranlagen dynamisch nach aktueller Situation und vorausschauender Berechnung. Foto: econ solutions
drosselt der Maximum Controller die Leistung der PV-Anlage. So verhindert er, dass die Rückspeiseleistung des Anschlusses überschritten wird oder Strafzahlungen an den Netzbetreiber wegen zu hoher Einspeisemengen fällig werden. Ist jedoch ein Speicher vorhanden schaltet der Controller diesen an, um die aktuell nicht benötigte Energie zwischenzuspeichern. Die Leistung der PV-Anlage wird in diesem Fall erst gedrosselt, wenn der Speicher voll ist.
Liefert die PV-Anlage witterungsbedingt hingegen wenig Strom, während zahlreiche große Verbraucher laufen und Elektrofahrzeuge geladen werden, regelt der Controller alle Verbraucher, die zu diesem Zeitpunkt nicht dringend benötigt werden, herunter oder schaltet sie ganz ab. Welche Maschinen, Geräte, Anlagen oder Ladepunkte das sind, kann individuell und detailliert eingestellt werden. Dazu gehören auch Priorisierungen, sodass zum Beispiel die Fahrzeuge des Außendiensts und der Geschäftsführung bevorzugt geladen werden. „Die Lastabwurfsteuerung basiert beim econ peak auf der vorausschauenden Berechnung des Bedarfs“, führt Sebastian Franke aus. „Dadurch werden Lastspitzen vermieden, ohne dass Produktionsprozesse gestört werden und benötigte Maschinen oder E-Fahrzeuge nicht einsatzbereit sind.“
Optimiertes dynamisches Lastmanagement
Häufig kommen zu diesen (relativ einfachen) Prozessen weitere Anforderungen hinzu. Das beginnt bei den elektrischen und baulichen Gegebenheiten, die bei jedem Betrieb und Unternehmen anders aussehen, und reicht bis zu spezifischen Wünschen: „Manche Unternehmen möchten beispielsweise nicht, dass ihre Geräte direkt vom Maximum Controller angesteuert werden“, so Franke. Sie wünschen sich vielmehr eine Ampelschaltung, die den Mitarbeitenden anzeigt, wenn sie ein Gerät ausschalten sollten. Oder die An- und Abschaltung von Geräten oder Anlagen soll temperatur- oder verbrauchsabhängig passieren. „Für solche und viele andere komplexe Situationen bieten wir nicht nur die Projektierung mit Wirtschaftlichkeitsbetrachtung und Inbetriebnahme, sondern auch die Programmierung. Denn der Nutzen aus dem Lastmanagement ist umso größer, je besser es auf die Situation im Unternehmen oder Betrieb angepasst ist. Das nennen wir dann ein ‚optimiertes dynamisches Lastmanagement‘“, erklärt Sebastian Franke. (sg)