Quelloffenes Energiemanagementsystem für Liegenschaften

Ein neu entwickeltes Energiemanagementsystem bündelt die Daten verschiedener Subsysteme aus Gebäuden. Die unterschiedlichen Kommunikationsprotokolle werden von ihm in eine gemeinsame Sprache übersetzt. So wird ein energieeffizienter Betrieb erreicht.

Photovoltaikanlagen, Heizungen, Klimageräte, Beleuchtung oder auch Elektrofahrzeuge auf dem Parkplatz: All diese Subsysteme von Gebäuden arbeiten mit unterschiedlichen Kommunikationstechnologien und kommen von unterschiedlichen Herstellern. Ein in einem Feldversuch bereits erfolgreich getestetes Energiemanagementsystem schafft es nun, diese Systeme miteinander zu verbinden, sie benutzerdefiniert zu überwachen und zu steuern.

System ist Ergebnis eines EU-Projekts

Das Energiemanagementsystem wurde in dem kürzlich abgeschlossenen EU-Projekt „Building Energy Advanced Management System“ (BEAMS) entwickelt. Sieben Forschungspartner aus Europa, darunter auch Wissenschaftler des Fraunhofer Instituts für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) in Kassel, arbeiteten etwa zweieinhalb Jahre an dieser Lösung.

Das gemeinsam mit der Unternehmensgruppe Electronic Trafic S.A. (ETRA), dem Technologiezentrum Barcelona Digital, dem Facility-Management-Spezialisten Sodexo, dem Sicherheitsexperten THALES Italia S.P.A., der Universität Salento und dem Institut für Computer und Kommunikationssysteme der Nationalen Technischen Universität Athen (ICCS-NTUA) entwickelte System steht auf zwei Säulen.

Quelloffenes Betriebssystem

Die von ETRA entwickelte Software „FAME“ (Facility Advanced Management System) bildet die technologische Grundlage für die Steuerungszentrale der Liegenschaften. Sogenannte Interoperatibiltäts-Gateways, die auf dem quelloffenen IWES-Energiemanagement-Betriebssystem „OGEMA“ (Open Gateway Energy Management Alliance) basieren, verbinden diese Leitwarte mit den unterschiedlichen Subsystemen.

OGEMA kommt damit erstmals in öffentlich genutzten Liegenschaften zum Einsatz. Das Gateway erfasst die Daten einzelner Subsysteme, zum Beispiel die aktuell eingespeiste Leistung einer Photovoltaikanlage, übersetzt sie in eine einheitliche Sprache und gibt sie an die Steuerungssoftware FAME weiter.

FAME wiederum bietet verschiedene Bedienoberflächen zur Auswertung der Daten und zur Systemsteuerung und versorgt OGEMA mit Informationen, wie die einzelnen Geräte zu schalten sind: etwa wann die Heizung laufen oder in welchen Intervallen das Licht an- und ausgehen soll.

Optimale Nutzung der Stromtarife

Darüber hinaus erkennt und meldet das neue System automatisch Abweichungen. Das können zum Beispiel ungewöhnlich hohe Energieverbräuche sein. Dank unterschiedlicher Module, beispielsweise zur Prognose von PV-Leistungen oder dem Management von Elektrofahrzeugen, ist es zudem in der Lage, die vor Ort erzeugte Energie auf der Basis variabler Stromtarife optimal zu nutzen und damit die Energiekosten zu senken.

Grafiken unterstützen den Nutzer zusätzlich bei der Erreichung seiner Energiesparziele. „Mit diesem System ist es möglich, den Energieverbrauch mehrerer Gebäude und Flächen gleichzeitig, unabhängig von einzelnen Standards und zugeschnitten auf die flexiblen Anforderungen der Nutzer zu managen“, erklärt BEAMS-Projektleiter Jan Ringelstein. Entscheidend sei, dass es sich um ein offenes System handle. So könnten – wie bei einem Smartphone – abhängig von den Überwachungs- und Steuerungsfunktionen, die Facility-Manager nachfragen, Apps individuell entwickelt und installiert werden.

Erster Test war erfolgreich

Auf dem Campus der Universität von Salento wurde der Prototyp des Energiemanagementsystems bereits  erfolgreich getestet. Drei Gebäude wurden dazu mit jeweils einem Gateway zur Aufnahme der Messdaten ausgestattet. Sensoren in den Büros maßen die Temperatur und meldeten, ob die Fenster geschlossen waren oder nicht und ob Personen im Raum waren.

Die Forschungspartner steuerten in einem der Gebäude über die FAME-Plattform gezielt die Beleuchtung sowie die Klima- und Heizanlage. Eine über mehrere Standorte verteilte PV-Anlage mit einer installierten Leistung von drei Megawatt wurde eingebunden.