Nicht nur im Einfamilienhaus und im Gewerbe, sondern auch in Mehrfamilienhäusern kommen zunehmend nachhaltige Energiequellen zum Einsatz, etwa bei der Nutzung von Mieterstrom. Um diese möglichst effizient zu nutzen, ist ein Energiemanagementsystem unverzichtbar.
Mittels Messungen lässt sich so ermitteln, wo zu viel Energie verbraucht wird, beispielsweise durch veraltete und ineffiziente Anlagen oder Geräte. Basis für ein effizientes Energiemanagementsystem ist somit ein durchdachtes Messkonzept mit entsprechender Messtechnik. Mithilfe der gemessenen Energiewerte kann man im nächsten Schritt Prozesse optimieren oder zum Beispiel zielgerichtet ein Lastmanagement konfigurieren.
Energiemanagementsysteme für Mehrfamilienhäuser
Bild 1: Die Komponenten des Energiemanagementsystems für Gebäude »Nemo SX« von Legrand
Hausverwaltungen oder Eigentümer von Mehrfamilienhäusern, Wohnanlagen oder zum Beispiel Ärztehäusern und Bürokomplexen benötigen für das Energiemanagement eine Lösung, mit der sie aus der Ferne die Verbräuche der allgemein genutzten Infrastruktur verwalten und die Energieströme lenken können. Der Markt bietet für diese Zwecke Energiemanagementsysteme als modulare Lösungen für die DIN-Schienenmontage an. Sie bestehen aus einem Management-Modul, verschiedenen Messmodulen sowie Energiezählern in Kombination mit Überwachungs- und Steuerungsmodulen.
Moderne Systeme lassen sich nicht nur vor Ort in der Verteilung einfach anschließen und konfigurieren, sondern sind dank Webserver-Modul und IP-Gateway-Modul zudem per Smartphone, Tablet oder PC aus der Ferne konfigurier- und ansteuerbar. Die Lösung sollte Kontrollfunktionen bieten sowie ein übersichtliches Display für die Wartung und Konfiguration vor Ort. Dann kann das System zum Beispiel mit Hilfe der eingebauten Messmodule die Versorgungsqualität überwachen. Enthält es darüber hinaus Impulszähler, lassen sich über Durchflussmessungen auch der Gas- und Wasserverbrauch in das Managementsystem integrieren. Die Module untereinander kommunizieren in der Regel über den seriellen Modbus.
Überblick über Einspeisung und Verbrauch
Bild 2: Die statischen Energiezähler »Conto« von Legrand sind MID-zertifiziert und verfügen über einen integrierten Impulseingang, um über Durchflussmessungen den Gas- oder Wasserverbrauch zu ermitteln
Energiemanagementsysteme für das Facility Management von Mehrfamilienhäusern sind besonders hilfreich, wenn zum Beispiel Energie aus Photovoltaikanlagen ins Hausnetz eingespeist wird oder in der Tiefgarage Ladestationen für Elektroautos bereitgestellt werden (Bild 1).
Denn über das System lässt sich messen, welche Energiemengen wann und wo zur Verfügung stehen oder benötigt werden. Das schützt vor einer Überlastung des Netzes und ermöglicht eine bestmögliche Ausnutzung selbst erzeugten Stroms und / oder von dynamischen Stromtarifen.
Außerdem kann selbst erzeugte, aber nicht genutzte Energie in das öffentliche Versorgungsnetz eingespeist und abgerechnet werden. Für die korrekte Abrechnung bieten sich MID-zertifizierte Zähler an, also bidirektionale Energiezähler mit Mehrfachmessung die der Richtlinie 2014/32/EU entsprechen (Bild 2). Diese können, wie geeichte Zähler, zur Verrechnung von elektrischen Energien genutzt werden.
Damit eignen sie sich darüber hinaus zur Abrechnung von Stromanschlüssen in den Kellern der Bewohner oder für gemeinschaftlich genutzte Geräte wie Waschmaschinen oder Wäschetrockner sowie für Ladeeinrichtungen für die E-Mobilität. Damit ist es zum Beispiel möglich, dass ein E-Handwerksbetrieb als Dienstleister die komplette Bereitstellung, Wartung und Abrechnung der Geräte übernimmt. Dieser zahlt an die Hausverwaltung Stellmiete sowie die Kosten für den Energieverbrauch und kann sich die Nutzung über einen Münzautomaten oder ein Kartensystem bezahlen lassen.
Defekte Geräte und Störungen werden umgehend gemeldet
Darüber hinaus hat ein Energiemanagementsystem Vorteile für Service und Wartung. Der Betreiber hat so die Möglichkeit, den Verlauf verschiedener Parameter wie Spannungen, Ströme, den Leistungsfaktor oder auftretende harmonische Verzerrungen zu überwachen. Damit ist es zum Beispiel möglich, ein defektes Gerät zu identifizieren und auszutauschen, bevor es ausfällt.
Energiemanagementsysteme liefern die zugehörigen energetischen Verläufe über die Zeit (Histogramme) und erstellen Berichte dazu. Alle Ereignisse werden erfasst und gespeichert. So lassen sich langfristige Entwicklungen auf einem Blick erkennen. Zudem kann vorab eingestellt werden, bei welchen Ereignissen ein Alarm per E-Mail oder SMS an die Haustechnik ausgegeben werden soll.
Definierte Verteilung der Verbräuche
Die Haustechnik hat außerdem die Möglichkeit, die Verteilung der Verbräuche in gewissem Rahmen zu beeinflussen und so ein Lastmanagement umzusetzen. Es lässt sich zum Beispiel festlegen, dass die Ladestationen eines Hauses oder einer Wohnanlage nachts stärker versorgt werden als in den Stunden, in denen die Last in den Haushalten am höchsten ist.
Hausverwaltungen mit mehreren Liegenschaften können über ein übergreifendes Energiemanagement alle Liegenschaften einheitlich energetisch verwalten und warten.
Energiemanagement in den einzelnen Wohneinheiten
Bild 3: Beim Digital-Home-Energiemanagementsystem »CX³« von Legrand sind die einzelnen Module im Verteiler per Steckklemmen über den Modulen miteinander verbunden, was die Installation vereinfacht
Das Energiesparen sollte nicht an der Wohnungstür enden. Denn selbst Mieter oder Wohnungseigentümer einer Wohnanlage können in ihrer Wohneinheit über ein smartes Energiemanagementsystem erheblich an Energie einsparen. Sie tragen damit nicht nur zur Erreichung der Klimaziele bei, sondern reduzieren zudem ihre Nebenkosten.
In diesem Fall bietet sich eine funkbasierte Smart-Home-Lösung für das Energiemanagement an. Diese Lösungen basieren in der Regel auf funkbasierter Kommunikation und enthalten entsprechend ein Funkgateway als Schnittstelle zwischen den vernetzten Smart-Home-Komponenten und dem Internetrouter. Die Lösung kann auf Reiheneinbaugeräten basieren und ergänzend in den jeweiligen Räumen vernetzte Komponenten einer Schalterserie nutzen, um Beleuchtung sowie Geräte funkbasiert anzusteuern. Das Energiemanagement von Geräten mit hohen Leistungen und zur Überwachung des elektrischen Energieverbrauchs befindet sich in der Regel in der Verteilung (Bild 3).
So enthält beispielsweise das Energiemanagementsystem von Legrand ein Funk-Gateway-Modul für die Zigbee- und WLAN-basierte Kommunikation, das entweder in der Unterverteilung oder als Unterputzeinheit hinter einer Schalterabdeckung installiert werden kann. Die Lösung enthält einen Energiezähler, einen smarten Schütz sowie smarte Schalter und Relais in Kombination mit vernetzten Sensoren, Steckdosen und Thermostaten.
Damit lassen sich zum Beispiel energiesparende Heizpläne und Lichtszenarien umsetzen. Während des Urlaubs können Bewohner über eine automatische Beleuchtungs- und Jalousiensteuerung ihre Anwesenheit simulieren, um sich vor einem Wohnungseinbruch zu schützen. Darüber hinaus haben sie mit dem smarten Lastabwurfrelais des Systems die Möglichkeit, verbrauchsintensive Geräte, wie den Warmwasserbereiter oder die eigene Ladesteckdose einer Erdgeschosswohnung, schrittweise oder nach individuellen Vorgaben automatisch abzuschalten, wenn ein übermäßiger Verbrauch festgestellt wird.
Das Modul schaltet die Geräte automatisch wieder ein, sobald das Risiko eines übermäßigen Stromverbrauchs vorbei ist. Dies ermöglicht ein Lastmanagement. Das Modul kann dabei die vernetzten Steckdosen, die Kabelausgänge oder auch vernetzte Schütze ansprechen. Bewohner bedienen das System über die cloudbasierte App »Legrand Home + Control«. Dort kann der Nutzer die verschiedenen Szenarien konfigurieren, die Messwerte einsehen und Vorgänge priorisieren.
