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Artikel und Hintergründe zum Thema

Janitza

Martin Witzsch,

Von Energiedatenerfassung bis Regressionsanalyse

Schon allein um wettbewerbsfähig zu bleiben, ist ein energieeffizienter Betrieb für Großverbraucher wie Rechenzentren unerlässlich. Da Bemühungen und Erfolge für den Gesetzgeber sowie die Kunden inzwischen dokumentiert werden müssen, rüstet beispielsweise IT-Dienstleister Datev hierfür seine Messtechnik auf.

© Martin Witzsch

Die Genossenschaft Datev beschreibt sich als IT-Community für Steuerberater, Wirtschaftsprüfer, Rechtsanwälte und deren Mandanten. Hinter dieser fast bescheidenen Selbstbeschreibung steht ein Unternehmen, in dem 8870 Mitarbeitende 620.000 Kunden betreuen und damit einen Jahresumsatz von 1,44 Mrd. Euro erwirtschaften. Mit 23 Standorten in Deutschland sowie weiteren Repräsentanzen und Vertriebspartnern im europäischen Ausland gehört Datev zu den größten IT-Dienstleistern in Europa. Zentrales Anliegen ist die Digitalisierung kaufmännischer Prozesse in den Bereichen Rechnungswesen, Lohn und Personal sowie Steuern. Dafür betreibt Datev mehrere Rechenzentren. Diese Infrastruktur benötigt viel Energie – ein wichtiges Thema für das Unternehmen.

Langlebige Messtechnik mit offenen Schnittstellen

Der Stammsitz in Nürnberg umfasst vier Bürostandorte und eigene Rechenzentren. Auch eine eigene Druckerei samt Versand gehört dazu, da zum Kundenservice auch der Versand von Gehaltsabrechnungen oder Unterlagen für Steuerberater gehört. Allein für die Stromversorgung dieses einen Standorts sind elf Trafos nötig.

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Messgeräte von Janitza für die Hutschienenmontage sparen Platz im Schaltschrank. © Janitza: Von Energiedatenerfassung bis Regressionsanalyse

Bei der dort erforderlichen Messtechnik spielen Hard- und Software von Janitza eine entscheidende Rolle. Die ersten Geräte sind seit eineinhalb Jahrzehnten im Einsatz. Gefordert waren kompakte, busfähige Geräte für die Hutschiene, die auch vom Arbeitsplatz aus ablesbar waren. 2009 wurde dazu testweise der Netzanalysator ‚UMG 604‘ zusammen mit dem Energieanalysator ‚UMG 103‘ eingesetzt – die Geräte laufen nach wie vor. Da das UMG 604 regelmäßigen Updates unterliegt, ist es auf dem gleichen Stand wie ein aktuelles Gerät.

2009 waren vom Wettbewerb nur Türeinbaugeräte erhältlich. Bei einer Einspeisung und größeren Abgängen ist dies auch weiterhin sinnvoll, da sie vor Ort einen raschen Überblick über den Zustand einer Anlage geben. Die Energiedatenerfassung bei Datev aber sollte eine direkte Schnittstelle ins System bieten. Vorteilhaft war zudem der integrierte Browser in den Mastergeräten, wodurch diese auch ohne Display gut ablesbar waren. In den meisten Niederspannungsverteilern sind hierfür Touchpanels verbaut. Auch eine Schnittstelle zur Gebäudeleittechnik entsteht so. Diese offenen Schnittstellen waren mit ein Grund für den Einsatz der Janitza-Geräte. In Folge werden seit einigen Jahren in Neuanlagen von Datev nur noch Geräte dieses Herstellers verbaut.

Austausch von Bestandsgeräten

An neuralgischen Punkten überwachen Netzanalysatoren neben der Energie auch die Spannungsqualität. © Martin Witzsch

2023 wurde beschlossen, auch Bestandsgeräte auszutauschen – ist diese Maßnahme abgeschlossen, werden rund 700 Geräte in den Nürnberger Standorten ihren Dienst tun. Dabei wird so gut wie jeder Abgang aus den Verteilungen gemessen, hinzu kommen die Einspeisungen und Trafos. So wird lückenlos aufgezeichnet, wohin die Energie geht. An kritischen Punkten überwachen die Messgeräte neben der Energie auch die Spannungsqualität. An den Abgängen der Trafos und der USV-Anlagen sind hierfür Netzanalysatoren vom Typ ‚UMG 509-PRO‘ und ‚UMG 512-PRO‘ eingebaut.

Start ins Energiemanagement

Im Rahmen einer konsequenten Nachhaltigkeitsstrategie wurde ein Energiemanagement nach ISO 50001 eingeführt. Hierfür dient die Netzvisualisierungssoftware ‚GridVis‘ von Janitza. Sie liefert eine Übersicht über die Trafos und die USV-Anlagen mit Lastgang, Auslastung, Wirkungsgrad und Verlustleitung. Im Dashboard sind auch verschiedene Zeiträume abrufbar. Zudem lassen sich auch Geräte anderer Hersteller einbinden, solange sie eine offene Schnittstelle bieten. Im Rechenzentrum werden über diese Option sowohl die elektrische Leistung der IT als auch die Kältemengen erfasst. Die Verbindung erfolgt über BACnet in einen Multiprotokoll-Server und dann via OPC UA in die Software GridVis.

Königsdisziplin Regressionsanalyse

Die aktuelle Version der Software ‚GridVis‘ beherrscht auch die Regressionsanalyse. © Martin Witzsch

Für ein sinnvolles Energiemanagement müssen die Hauptverbraucher (Significant Energy Users, kurz SEU) bekannt sein, die der Anwender selbst identifizieren muss. Anhand definierter Kennzahlen, etwa dem Verbrauch vor und nach der Einführung einer Energieeffizienz-Maßnahme, wird ermittelt, ob diese zum gewünschten Ergebnis geführt hat. Allerdings lassen sich die jährlichen Messwerte nicht direkt vergleichen; vielmehr müssen sie normalisiert werden. So hängt der Energieverbrauch für Heizung und Kühlung unter anderem von den Außentemperaturen ab. Diese äußeren Einflüsse sind herauszurechnen, um etwa den Wirkungsgrad einer Gebäudeisolierung zu beurteilen. Das Verfahren hierzu heißt Regressionsanalyse und ist Bestandteil der GridVis. Das Vorgehen lässt sich am Beispiel der Klimatisierung eines Gebäudes beschreiben, in dem sich neben einem Rechenzentrum und Büros auch das Druck- und Versandzentrum befinden. Dort arbeiten neuartige Drucker, die eine bestimmte Feuchte des Papiers benötigen. Dies erfordert Energie für die Klimatisierung.

Für die Regressionsanalyse ist eine energetische Ausgangsbasis erforderlich. Hierfür wurden bei Datev die Werte aus dem Jahr 2022 herangezogen. Anschließend werden die Einflussfaktoren definiert – bei Datev sind dies die Grundlast sowie der jeweilige Energiebedarf von Entfeuchtungstagen, Arbeitstagen und Kühltagen. Diese Werte werden in die Regressionsanalyse eingegeben, woraus eine näherungsweise Voraussage für den Lastgang und damit den Verbrauch für die vorgegebenen Bedingungen erstellt wird. Dazu können virtuelle Messgeräte eingerichtet werden. Dieser berechnete Wert entspricht dem Energieverbrauch, der ohne Verbesserungsmaßnahmen angefallen wäre. Vergleicht man ihn mit dem tatsächlichen Wert, lässt sich sowohl relativ als auch in absoluten Zahlen erkennen, wieviel Energie eine Maßnahme eingespart hat.

Der Autor: Martin Witzsch ist freier Journalist im Auftrag von Janitza electronics. © Martin Witzsch

Anschließend ist das Ergebnis hinsichtlich Genauigkeit und Plausibilität zu hinterfragen. Da im vorliegenden Fall mehrere Einflussfaktoren betrachtet werden, handelt es sich um eine multiple Regressionsanalyse. Bei ihr dient das Bestimmtheitsmaß R2 zum Abschätzen der Genauigkeit. Bei Datev liegt der erreichte Wert bei 0,97 – also einer Ungenauigkeit von 3 %.

Zur Kontrolle dient zudem der sogenannte p-Wert, der Signifikanzwert, mit dem sich die Plausibilität einer Regressionsanalyse bestimmen lässt. Ein Wert unter 0,5 bedeutet, dass der zugehörige Faktor einen signifikanten Einfluss auf den Energieverbrauch hat. Mit R2 und dem p-Wert erhält der Anwender also eine Rückmeldung, ob er die richtigen Einflussfaktoren gewählt hat.

Neue Perspektiven durch Energiemanagement

Bei der aktuellen Version der Software GridVis lassen sich mit dem Editor Dashboards schnell erstellen, kopieren und anpassen. So gibt es bei Datev für jeden Standort ein Dashboard. Diese ähneln einander stark, so dass es eine Vorlage für die Verbrauchsübersicht gibt, die zu kopieren ist, bevor die Messgeräte eingebunden werden. Dank dem neuen Berichtseditor lassen sich die Berichte frei gestalten. Zuvor waren Layout und Daten festgelegt. 

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