5. January 2018

IoT für Energy

Die Vernetzung von Gegenständen ist ein Megatrend und schafft neue Marktpotenziale und -konstellationen, auch für und in der Energiewirtschaft. Die prinzipielle Ausrichtung und die Motivation von Q-loud zum Aufbau von Partnerschaften haben wir bereits in unserem Blogartikel Innovationen über Partnerschaften dargestellt. Hier stellen wir jetzt unsere Lösungen und unser Eco System speziell für IoT Lösungen im Energiesektor dar.

Kundenanforderungen im Wandel

Die Digitalisierung schafft neue Handlungsoptionen für die Akteure im Energiebranche und auch für die Anwender, insbesondere Industrie und Gewerbe. Dabei ist der Begriff „Digitalisierung“ eigentlich unzutreffend für die derzeitige Entwicklung. Digital ist man doch schon seit Jahren – SAP im Einsatz, Kundenportale eingeführt und die Prozesse automatisiert. Doch was jetzt jedoch neu hinzukommt ist die Vernetzung und damit die Schaffung einer nie dagewesenen Transparenz sogar in Echtzeit. So wird ein grundsätzlich neues Verständnis über alle Betriebs- und Verbrauchsdaten geschaffen, was die Basis für ein effizientes Energiemanagement stellt.

Dieses Energiemanagement wird zunehmend wichtiger denn in Industrie und Gewerbe sind die Energiekosten eine spürbare Größe. Auch gilt es die weiter steigenden Anforderungen der ISO50001 zu erfüllen und damit nicht nur die Energiekosten zu optimieren, sondern sich auch die Vorteile einer Befreiung von der EEG-Umlage zu sichern.

Dies alles sind starke Treiber aber n der Praxis stehen Unternehmen oft vor der Frage, wie ein solche Management aufzusetzen ist, denn schon der erste Schritt – die Verbrauchserfassung – stellt eine wesentliche Herausforderung dar.

Fallen die Schlüsselwörter Verbrauchserfassung und Transparenz im Zusammenhang, so wird schnell der Smart Meter als Lösung aller Probleme angeführt. In der Praxis stellt sich das jedoch deutlich anders dar. Diese Infrastruktur wird nicht über Nacht entstehen, so dass selbst für die Verbrauchsart Strom noch längere Zeit heterogene Infrastrukturen bei der Messung Realität sein werden, von den anderen Energiearten ganz zu schweigen.

Es hilft also nichts. Wer hier gut aufgestellt sein möchte, ist auf Eigeninitiative angewiesen. Hierbei sind Lösungen gefragt, die möglichst ohne großen Aufwand eingeführt werden können und eine effiziente, möglichst automatisierte Verbrauchsmessung unterstützen. 

Retrofit als Lösungsansatz

Transparenz und Management von Energie ist also nur möglich, wenn möglichst schnell alle relevanten Daten erhoben werden, unabhängig davon, um welche Verbrauchsart ob Strom, Gas, Wasser oder Wärme es geht oder welcher Zähler im Einsatz ist. Dies stellt aktuell eine Herausforderung dar. Denn die verbaute Basis aus Zählern für unterschiedliche Verbräuche von verschiedenen Herstellern hat nur folgende Eigenschaften gemein: sie sind üblicherweise relativ alt, funktionieren noch, der Austausch ist wie etwa beim Gas mit hohem Aufwand verbunden und fast jedes Installationsszenario ist individuell. Auch müssen oftmals Strecken zwischen den Zählern per Funk oder Verkabelung überbrückt, den besonderen Anforderungen an Batterielaufzeiten Rechnung getragen sowie auf die speziellen Rahmenbedingungen in Bezug auf Temperatur, Staub oder Explosionsschutz eingegangen werden. Selbst wenn schon eine Messinfrastruktur aufgebaut ist, also die Zähler vielleicht schon über M-Bus vernetzt sind, so sind diese selten effizient mit Überwachungs- und Alarmierungsfunktionen ausgestattet.

Wesentlicher Ansatz für die Vernetzung der installierten Basis muss also sein, mit dem zu leben, was vorgefunden wird. Diese Szenarien durch ein Hochrüsten, was wir mit „Retrofit“ bezeichnen, effizient, beherrschbar und zukunftsfähig zu machen haben wir uns zum Programm gemacht.

Learnings aus erfolgreichen Einführungsprojekten

Stets gilt es Bestandssysteme unterschiedlicher Bauart und Funktion wie Strom, Gas, Wasser, Wärme zu einem vernetzten System zusammenzuführen. Zentrale Anforderung sind dabei die regelmäßige Erfassung der Energieverbräuche, teilweise mehrfach je Stunde, die sichere Übertragung und Langzeitarchivierung der Daten in einem zentralen System sowie die zentrale Auswertung und Visualisierung der Daten aller erfassten Verbrauchsstellen.

Auch wenn Smart Meter verbaut sein sollten, so sind üblicherweise auch noch zusätzlich andere Zähler auszulesen. Hieraus folgt, dass für die unterschiedlichen Zähler verschiedene Integrationsszenarien zu erarbeiten sind. Viele Zähler verfügten über kabelgebundene, serielle Schnittstellen auf Basis von Modbus, M-Bus und RS485. Für diese Schnittstellen kamen Retrofit-Adapter-Boxen zum Einsatz, mit denen die Daten über ein lokales Funkprotokoll (868 MHz) an einen Übergabepunkt, das sogenannte Gateway, gesendet werden. Für Zähler, bei denen keine Schnittstellen vorhanden waren, leisten unsere EnergyCams gute Dienste, die auf die analogen Zähler geklebt, regelmäßig Fotos von den analogen Zählerständen machen, die Fotos auswerten und die entsprechenden Zählerstände als digitale Werte dann ebenfalls über den lokalen Funk an das Gateway übertragen. Im Gateway werden alle Daten aus allen Messstellen gesammelt und via Mobilfunk über die Netze GSM, UMTS und LTE an die zentrale Datenbank übertragen.

Aus diesen vielfältigen Erfahrungen hat Q-loud ein Retrofit-Angebot entwickelt, welches eine effiziente Verbrauchserfassung in den jeweils individuellen Kundensituationen ermöglicht. Neben den bereits angesprochenen EnergyCams und Adaptern für diverse Protokolle (Modbus, M-Bus, RS485) sind dies auch dezentrale Systeme zum Auslesen von SPS-Daten (zum Beispiel Siemens S7) oder auch Adapter, an die alle handelsüblichen Sensoren angeschlossen werden können, die ihre Messergebnisse linear über Strom oder Spannung repräsentieren. Ebenso angeschlossen werden können Temperatursensoren wie PT100 oder PT1000, so dass insbesondere auch schon bestehende Sensoren genutzt oder auch solche Adapter parallel zu der bestehenden Installation angeschaltet werden können. Weitere Learnings waren, dass die Einrichtung von Systemen mit M-Bus deutlich vereinfacht werden können oder auch die Anforderung an eine Datenvorverarbeitung im Feld (einfache Rechen- und Filterfunktionen), was ebenfalls Q-loud systemseitig unterstützt.

Partnerschaften zur Komplettierung des Angebotes

Über die vernetzten Adapter und Sensoren lassen sich nun effizient Verbräuche erfassen und diese Daten auch als Zeitreihen ablegen. Die so geschaffene Transparenz ist eine ideale Basis für darauf aufbauende Visualisierungen und Analytics. So werden derzeit Konzepte erarbeitet, in denen die Lastkurven der Heizungsanlagen überwacht, die Steuerung von Verbrauchern und Einrichtungen möglich wird und auch über moderne Analyseverfahren wie „Machine Learning“ Unregelmäßigkeiten automatisch erfasst und ausgewertet werden können. Für diese Bereiche setzen wir stark auf Partner, die mit Spezialwissen und Branchenkompetenz ein rundes Lösungsangebot schaffen. Im Bereich Energy haben wir unter anderem folgende Partnerschaften etabliert, um mit diesen gemeinsam branchenspezifische Lösungen zu schaffen:

Visualisierung

Unser Partner InfinIT hat eine Portallösung zur Darstellung von Energiedaten entwickelt, womit Unternehmen und Gewerbe bei der Umsetzung der ISO50001 unterstützt werden. Basis für das Portal ist der automatisierte Bezug von aktuellen Energiedaten, so dass das Management von Energieverbräuchen deutlich vereinfacht wird. In dem Portal lassen sich u.a. Ist-, Plan- und Prognosedaten aufbereiten und darstellen.

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Analytics

Die Sandy Analytics, eine Tochtergesellschaft der EnBW, ist ein Spezialist für die Datenanalyse. Sandy ermöglicht mit Predictive Analytics Prognosen für Produktion, Bedarf, Verbrauch oder Verhalten. Zum Beispiel um vorausschauende Wartungen von Anlagen zu planen oder um Vorhersagen zur Kostenentwicklung treffen zu können. Diese Methoden können auch in Echtzeit zur Anwendung kommen: Real-Time Analytics bieten wertvolle Ansatzpunkte, um beispielsweise Lastspitzen in der Energiewirtschaft zu vermeiden, die Next-Best-Action zu ermitteln oder individuelle Energiepreisoptimierungen anzubieten. Aber auch im Nachhinein lassen sich mit Big-Data Potentiale heben: mit der Post-Event Analytics bestehender Datenbestände lassen sich zum Beispiel Kundenprofile zur individuellen Kundenansprache untersuchen, neue Anlagen auf Basis historischer Daten planen oder Mustererkennung für neue Produktfeatures verwenden.

Management

Unter dem Motto „Energie ist einfach“ bietet die Meine-Energie GmbH ein webbasiertes Komplettwerkzeug für das kaufmännische Energiemanagement. Es unterstützt vielfältige Prozesse wie das Energiecontrolling, die Erstellung von Energiebilanzen, das Verwalten von Kosten und Verbräuchen, die detaillierte Kosten- und Verbrauchsplanung, die Weiterverrechnung von Energiekosten, den Energieeinkauf sowie die Rechnungsprüfung. Mit einem konkreten Einblick in die Kosten in Euro lassen sich Energiekosten aktiv managen:

meine_energie_dashboard-compressor.png

Zu den Kunden gehören Einzelhandelsketten wie die Müller Drogeriemärkte ebenso wie Industrieunternehmen, etwa die ZF Friedrichshafen AG. Weitere Kernbranchen sind das Logistikgewerbe, Hotel- und Gastronomieketten, Facility Management-Dienstleister sowie andere Unternehmen und Institutionen.

Einladung zum Showcase

Auf der E-World 2018 präsentiert die Q-loud GmbH mit ihren Partnern ein Gesamtsystem zur digitalen Übertragung von Messdaten bei mechanischen Strom-, Gas-, Wasser-, Öl- und Betriebsstundenzählern mit und ohne Smart Meter. Die diversen Adapter und die EnergyCam unterstützen somit insbesondere Energieverantwortliche in der Industrie, Facility Manager oder Controller mit dezentralen Betriebsstrukturen bei der Erfüllung der im Oktober 2017 eingetretenen Verschärfungen der ISO 50001. Dabei kommen diverse Adapter für M- und Modbus zum Einsatz sowie die EnergyCam Familie. Als Nachrüstlösung ermöglicht die EnergyCam Industriebetrieben, Filialen oder der Wohnungswirtschaft die einfache und schnelle Digitalisierung analoger Bestandszähler sowie die Speicherung als Zeitreihe. Diese stehen dann über eine Programmierschnittstelle oder als CSV-Download zur Weiterverarbeitung zur Verfügung. Der erste Schritt in ein systematisches Energiemanagement gemäß ISO Norm 50001 ist erfolgt, der Anwender hat schnell, einfach und automatisiert und unabhängig von Energieart die volle Transparenz über den gesamten Energieverbrauch des Unternehmens. Die zentral vorliegenden Daten können dann mit gängigen ISO 50001 Programmen weiterverarbeitet werden. In Verbindung mit den Angeboten unserer Partner, den Spezialisten beim Thema Datenanalyse von Sandy Energized Analytics, den Spezialisten für Dashboard und Portal der infinIT Services GmbH oder den Rechnungsprüfung-Profis der Mein Energie GmbH stellen wir Interessenten eine Rund-um-Lösung für ein strukturiertes Energiemanagement bereit. Die Chancen zur strukturierten und einfachen Verbesserung ihrer Energieeffizienz können unsere Besucher direkt am Gemeinschaftsstand in einer praxisorientierten Anwendung erfahren.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass in unserer schnelllebigen Zeit Partnerschaften immer wichtiger werden. Wenn Partnerschaften in der Kultur und auch in der Technologie vorgesehen sind, lassen sich hier mit überschaubarem Aufwand deutliche Mehrwerte schaffen, man hat die Möglichkeit, sich weiter auf die Kernkompetenzen zu konzentrieren und über die Verbindung der Systeme ganz neue Chancen zu erschließen.

Weiterführende Informationen erhalten Sie auch auf www.managing-energy.de

managing energy: Lernern Sie Energie von einer ganz neuen Seite kennen!

 

Sie haben Fragen oder Anregungen? Sie interessieren sich für eine Partnerschaft mit uns? Nehmen Sie gerne Kontakt auf, wir freuen uns auf den Dialog!

 

Christian Pereira

Christian Pereira

Christian J. Pereira ist Geschäftsführer von Q-loud, einem der führenden Full-Stack IoT-Anbieter. Der studierte Maschinenbauer und Informationswissenschaftler (Dipl.-Ing., Dipl.-Inf.wiss.) verfügt über mehr als 25 Jahre Erfahrung in der Telekommunikationsindustrie. Er war Mitgründer eines Beratungsunternehmens für die Deutsche Telekom-Gruppe, wo er maßgeblich für das Wachstum von 2 auf 250 Mitarbeiter verantwortlich war, und eines Cloud-Unternehmens für die dtms AG, welches er später an die SDAX notierte D+S AG veräußerte. Zuletzt war Christian Pereira Mitgründer der neuland GmbH & Co. KG, einem auf die digitale Transformation spezialisierten Beratungsunternehmen.

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