Die Stromfresser identifizieren

Die Übersicht der Messstellen zeigt den Energieverbrauch direkt.

© Heitec

Als erster Schritt des Projekts wurden bei einer Bestandsaufnahme die vorhandenen Prozesse und Anlagen bewertet. Das Team machte sich außerdem auf die Suche nach den größten „Stromfressern“: An Haupt­einspeisepunkten installierten die Ver­antwortlichen eine Messtechnik basierend auf Sentron-PAC-3200-Energiezähler, deren Daten über eine S7-Steuerung von Siemens ausgelesen werden. Eine Web-basierte WinCC-Powerrate-Anwendung wertet die Daten aus und visualisiert diese. Schnell waren die entsprechenden Maximalverbraucher identifiziert. Vor allem die Kühlaggregate verursachten Spitzenlasten: Morgens fuhren die Kompressoren mit 350 kW Leistung gleichzeitig hoch und benötigten innerhalb kürzester Zeit eine enorme Strommenge. Auch während der Produktion sorgten die Anlagen immer wieder für Ausschläge auf der Verbrauchsskala.

Bei der Analyse der gewonnen Daten sind die Energiespitzen sofort erkennbar.

© Heitec

Aus diesen Erfahrungen heraus entwickelten die Fachleute von Heitec ein individuelles Energiemanagementsystem, das Einsparpotenziale benennt und ausmerzt. So fahren beispielsweise die Kühlgeräte kontrolliert nacheinander an und vermeiden eine Spitze. Alleine durch diese Maßnahme sank der Verbrauch um rund 12 % von 4,2 auf 3,7 MW. „Dadurch konnten wir bereits die mit unserem Versorger vereinbarten Bereitstellungswerte verringern“, so Klaus Malcharek, technischer Werksleiter von Bürger Crailsheim. „Zusätzliches Einsparpotenzial sehen wir, wenn unser Verbrauchsprofil so konstant ist, dass wir genau über dieses Profil verhandeln können.“ Dazu wird mithilfe eines Lastmanagements die benötigte Strommenge in der nächsten Viertelstunde prognostiziert. Überschreitet die Strommenge möglicherweise eine festgelegte Grenze, werden nicht unbedingt benötigte Anlagen – zum Beispiel Kühlkompressoren – zeitweise vom Netz genommen. Auf diese Weise stellt das System sicher, dass keine teueren Stromspitzen entstehen. Die Produktionsprozesse sowie der Betrieb der Anlagen werden nach dem PDCA-Kreislauf kontinuierlich geplant, ausgeführt, kontrolliert und optimiert.

Mit dem Lastmanagementsystem bleiben die Verbrauchsdaten jederzeit im gewünschten Bereich.

© Heitec

Läuft das System rund und sind die Verbrauchswerte konstant, lassen sich die aufgezeichneten Verbrauchsprofile und das Anlagenverhalten zur vorausschauenden Instandhaltung nutzen: Verändert sich der Stromverbrauch signifikant, können die Verantwortlichen auf einen mechanischen Verschleiß in der Anlage oder auf Undichtigkeiten bei Dampf beziehungsweise Druckluft schließen. Ein weiterer Vorteil des Systems: Die gesammelten Daten sind für das Qualitätsmanagement archivierbar. So werden zum Beispiel zu jeder produzierten Charge die entsprechenden Verbrauchsdaten dokumentiert. „Auf diese Weise können wir unserer Nachweispflicht wesentlich einfacher nachkommen“, betont Malcharek. Das flexible Energiemanagementsystem lässt sich jederzeit erweitern und modifizieren – sowohl die S7-Module als auch das WinCC-Leitsystem sind den Bürger-Mitarbeitern bestens bekannt.

Zum Projektumfang gehörten neben der Auswahl und der Spezifikation des Systems sowie der Erstellung eines Konzepts die Definition von Sofortmaßnahmen, die Umsetzung der Applikation, das Dokumentieren, die Visualisierung, die Inbetriebnahme und die Schulung der Mitarbeiter. Der nächste Schritt wäre die Anbindung der Energiemanagement-Anwendung an ein ERP-System. Von der Automatisierungs- und Feldebene über das Bedien- und Leitsystem bis hin zur Auswertung ließen sich dann ein und dieselben Daten um­fassend nutzen: beispielsweise für den Energie-Einkauf, die Kostenrechnung zum effizienten Einsatz der Energie bis hin zur Übergabe an externe Monitoringsysteme.

Studie identifiziert Einsparpotenzial

Laut einer Studie des Fraunhofer Instituts für System- und Innovationsforschung (ISI) betragen die Einsparpotenziale der Anlagen und Maschinen in der Industrie und im Gewerbe zwischen 15 % (Beleuch­tung) und 33 % (Drucklufterzeugung). Bei Elektromotoren, Prozesswärme beziehungsweise Prozesskälte sowie Belüftung und Entlüftung können die Stromkosten um bis zu 20 % gesenkt werden. Die Aufwendungen für die Optimierung amortisieren sich oft innerhalb kurzer Zeit – Dämmmaßnahmen an der Gebäudehülle rechnen sich im Gegensatz dazu nur selten.