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Best-Practice-Beispiel: Bloß nicht überlasten

Anzeige aller wesentlichen Energiedaten

Mit dem Energiedatenmanagement von TQ-Systems hat der Anwender alle Stromquellen und -empfänger übersichtlich im Blick. (Copyright: TQ-Systems)

Bloß nicht überlasten

Dynamische Laststeuerung senkt Energiekosten in der Industrie

Wenn moderne Industriegebäude vermehrt volatile erneuerbare Energien nutzen und gleichzeitig ihr Energiebedarf durch den Ausbau der Elektromobilität steigt, wachsen die Anforderungen an das Lastmanagement. Eine intelligente Automatisierung des Energiehaushaltes vermeidet unnötige Lastspitzen oder gar einen Black-Out und spart am Ende bares Geld.

Wer schon einmal dem radelnden Roboter Rocy begegnet ist, im Flugzeug die Leselampe benutzt oder am Bahnhof einen Fahrschein gekauft hat, ist bewusst oder unbewusst mit Technik der TQ-Systems Group in Kontakt gekommen. TQ-Systems, Aussteller der EM-Power 2019, ist ein führendes, deutsches Technologieunternehmen, das als Elektronikdienstleister Electronics Engineering and Manufacturing Services, kurz E²MS, anbietet. Darüber hinaus ist es mit Eigenprodukten, wie eingebetteten Modulen, Antriebs- und Automatisierungslösungen in beinahe allen technologischen Trendbranchen vertreten, beispielsweise der Elektromobilität, der Robotik, Medizintechnik sowie der Luft- und Raumfahrttechnik. Auch Energiemanagement und Gebäudeautomation gehören zum Portfolio des Unternehmens, das an 14 Standorten insgesamt 1.700 Mitarbeiter beschäftigt.

An seinem Hauptsitz in Gut Delling/Seefeld östlich von München hat das Unternehmen ab dem Jahr 2016 schrittweise ein eigenes Energiemanagementsystem (EMS) eingeführt. Der Standort ist mit rund 600 Mitarbeitern der größte der TQ-Group und umfasst Fertigungsstraßen mit Lötöfen, Bestückungsanlagen usw. sowie Büros für die Verwaltung. Im Sommer 2018 wurde das EMS schließlich abgenommen und nach ISO 50001 zertifiziert. Damit erfüllte das Unternehmen zum einen seine gesetzliche Pflicht zur Zertifizierung von Nicht-KMUs. Zum anderen wurde es seiner Vorreiterrolle als Technologieunternehmen gerecht, mit nachhaltigen Maßnahmen und modernen Technologien seinen Energiebedarf zu optimieren und das Klima zu entlasten.

Energie managen mit den eigenen Produkten

Um den Stromverbrauch zu erfassen, verbaute TQ-Systems mehr als 70 Energy Manager des Modells EM300 inklusive Sensorik in den elektrischen Unterverteilungen des Gebäudes und band sie in ein eigenes TCP-Netzwerk ein. Über die Smart Meter kann das Unternehmen rund 80% des gesamten elektrischen Energiebedarfs selektiv erfassen und zuordnen. Aktuell misst das System nur den Stromverbrauch. Es ist allerdings so ausgelegt, dass es über die nächsten Jahre modular erweitert werden kann, um zukünftig auch andere Energieressourcen zu erfassen, wie den Gas-, Wasser- und Ölverbrauch sowie den Heiz- und Kühlenergiebedarf.

Mithilfe einer Software können Lastgänge, Zeitreihenanalysen, Verbraucherverhalten und Energiekennzahlen abgebildet und die Ergebnisse entsprechend ausgewertet werden. Doch wollte TQ-Systems sich nicht darauf beschränken, den Stromverbrauch nur zu messen und auszuwerten. Mit einem intelligenten Lastmanagement sollten Lastspitzen vermieden und damit die Energiekosten reduziert werden. Mit dem Demand Side Management (DM100) aus dem eigenen Hause hat das Unternehmen neben den Verbrauchern in der Fertigung, wie zum Beispiel Lötöfen oder Kältemaschinen, auch Ladesäulen in die Energieautomatisierung implementiert.

Teure Lastspitzen verhindern

Das Demand Side Management System (DSM) erfasst mit den EM300 Energy Managern den aktuellen Verbrauch und begrenzt den elektrischen Energiebedarf in Bezug auf die Anschlussleistung des Transformators (Überlastschutz), die Anschlussleistung der einzelnen Unterverteilungen und auf die mit dem Energieversorgungsunternehmen vertraglich vereinbarte Bereitstellungsleistung. Des Weiteren bindet es Batteriesysteme ein und gewährleistet einen individuellen Aggregat- und Prozessschutz. Zur weiteren Optimierung werden die Lastspitzen aufgezeichnet und alle Prozess- und Schaltzustände dargestellt.

Anhand der gemessenen Wirkleistung berechnet das Software-Modul, synchron mit dem Stromzähler des Energieversorgers, den Leistungs-Mittelwert und prognostiziert den zu erwartenden Verbrauch für die jeweils aktuelle Messperiode. Übersteigt diese voraussichtlich die Bereitstellungsleistung, werden nach und nach Verbraucher abgeschaltet, deren Leistungsaufnahme reduziert oder wenn möglich, Aggregate zur Stromerzeugung zugeschaltet. In welcher Reihenfolge die einzelnen Verbraucher abzuschalten bzw. Erzeuger zuzuschalten sind, ebenso Mindestschaltzeiten und eventuelle Sperrzeiten, das alles lässt sich individuell einstellen. Auch die Nutzung variabler Stromtarife ist durch das intelligente Lastmanagement möglich.

Den Energiefressern auf der Spur

Durch das flächendeckende Erfassen der Verbraucher konnte TQ-Systems einige „Energiefresser“ und Unregelmäßigkeiten aufdecken. So zeigte beispielsweise die Kältemaschine mit ihrer Ein-/Aus-Taktung sowie häufiger Stufenschaltung ein auffälliges Verhalten. Zudem verursachte das gleichzeitige Einschalten der Lötöfen unnötige Lastspitzen. Daraufhin wurden die Regelparameter der Kältemaschine in Bezug auf den Kaltwasserbedarf optimiert. Die Lötöfen werden nicht mehr gleichzeitig, sondern automatisiert nacheinander eingeschaltet. Mit dem DSM konnte TQ-Systems pro Jahr bereits 8% elektrische Energie einsparen und zudem die Wartungszyklen sowie die Lebenszeit der Maschinen verlängern. Außerdem will das Unternehmen zukünftig die Lastspitze von 843 kW auf 761 kW senken, um noch mehr Energiekosten zu sparen. Um die vorhandenen Kapazitäten auszunutzen, will es die Elektrifizierung seiner PKW-Flotte vorantreiben. So sollen unter anderem verschiedene Algorithmen realisiert werden, mit denen sich das Laden der E-Autos je nach Nutzer – Kunde, Vertrieb oder Mitarbeiter – priorisieren und außerdem der Ladestrom auf ein Minimum und Maximum begrenzen lässt.

Von Simone Pabst

 

Weitere Informationen: TQ-Systems
Besuchen Sie TQ-Systems auch auf der EM-Power 2019, Stand C4.180