„Smart Metering“ mit KNX-Modulen

Nachrüstung über Zweidrahtleitung

Seit dem 1. Januar 2010 ist die „intelligente“ Verbrauchsmengenerfassung – das Smart Metering – auch in Deutschland unter bestimmten Voraussetzungen verpflichtend. Das steht im Energiewirtschaftsgesetz. In der Praxis wird das damit verbundene Potential an möglichen Energieeinsparungen bislang jedoch nur unzureichend ausgenutzt. Und dies, obwohl in vielen Liegenschaften die Aufrüstung durch entsprechend „smarte“ Wasser-, Wärme- und Kältemengenzähler mit KNX-Technologie oft vergleichsweise einfach umsetzbar ist.

Bereits am 5. April 2006 wurde die EU-Richtlinie 2006/32/EG „über Endenergieeffi­zienz und Energiedienstleistungen“ beschlossen. Sie verlangt die Einführung individueller Ver­brauchs­zähler, an denen der Endkunde seine tatsächlichen Verbrauchswerte und Nutzungszeiten auf einen Blick ablesen kann – wenn die Einführung technisch und wirtschaftlich vertretbar ist. Mittlerweile ist die EU-Direktive auch nationales Recht (Energiewirtschaftsgesetz; EnWG) und seit dem 1. Januar 2010 in Kraft. In der Praxis hat sie sich noch lange nicht so durchgesetzt, wie es sinn­voll wäre. Dabei sprechen einige...
Bereits am 5. April 2006 wurde die EU-Richtlinie 2006/32/EG „über Endenergieeffi­zienz und Energiedienstleistungen“ beschlossen. Sie verlangt die Einführung individueller Ver­brauchs­zähler, an denen der Endkunde seine tatsächlichen Verbrauchswerte und Nutzungszeiten auf einen Blick ablesen kann – wenn die Einführung technisch und wirtschaftlich vertretbar ist. Mittlerweile ist die EU-Direktive auch nationales Recht (Energiewirtschaftsgesetz; EnWG) und seit dem 1. Januar 2010 in Kraft. In der Praxis hat sie sich noch lange nicht so durchgesetzt, wie es sinn­voll wäre. Dabei sprechen einige Vorteile für das „Smart Metering“:
Der unmittelbar vor Augen geführte Energieverbrauch löst bei Endkunden zumindest mittelbar eine Verhaltensänderung mit dem Ziel der Energieeinsparung aus.
Die interpretationsfreie „Übersetzung“ des Ener­gie­verbrauchs in Kosten (in Euro und Cent) könnte zu einer Verschiebung der Nutzungszeiten durch den Endverbraucher in kostengünstigere Phasen führen; die Versorger profitieren von einer Glättung der Netzauslastung.

Bei näherer Betrachtung – nämlich der Frage einer praxisorientierten Umsetzung – hellt sich der Hintergrund für diese Zurückhaltung auf. Die flächendeckende Umsetzung des „Smart Meterings“ ist trotz des verbundenen Potentials für Fachplaner, Ausführende, Facility Management-Dienstleister und Objektbetreiber vor allem aus fünf Gründen blockiert:

Die vorhandenen Gebäudesystemlösungen sind geschlossen, so dass die zusätzliche Einbindung einer elektronischen Mengenerfassung mit Datenübermittlung und -auswertung kaum möglich ist, oder der Objektverantwortliche vermutet das zumindest,
Der Einsatz der „Smart Metering“-Systeme bedingt die Implementierung einer speziellen Software, die zum Beispiel parallel zur Unternehmenssoftware läuft und daher unerwünscht ist,
Die Installation der „Smart Metering“-Komponenten ist technisch nicht oder nur schwer darstellbar,
Die Nutzung der „Smart Metering“-Komponenten ist mit einem erhöhten Energieeinsatz verbunden, der die möglichen Einsparungen übersteigt – das System ist also energetisch kontraproduktiv,
Die Möglichkeit zur Einbindung von „Smart Metering“-Komponenten in die vorhandene Gebäudesystemtechnik ist nicht bekannt oder zumindest nicht bewusst.

Eine besonders praxisgerechte Lösung stellen daher auf dem KNX-System basierende Wasser-, Wärme- und Kältemengenzähler dar, die als „Sensoren“ über einen Netzwerkkoppler mit integriertem „KNX Facility Web“ weltweit via Internet im http- oder FTP-Protokoll nicht nur ausgelesen und ausgewertet, sondern bidirektional sogar gesteuert werden können (Bild 1).

Der technische Hintergrund stellt sich folgendermaßen dar: Der KNX-Standard nach ISO/IEC 14 543 und EIB EN 50 090 ist eine kompatible, lizenzfreie Weiterentwicklung unter anderem der Systeme EIB, EHS und Batibus.Die Installation reduziert sich auf ein einheitliches, ausgesprochen einfach aufgebautes Bussystem – eine Zweidraht-Leitung – für die Anbindung der „Smart Metering“-Komponenten. Das KNX-Programm ist damit auch bei der Sanierung oder Ausweitung vorhandener Gebäudemanagementsysteme problemlos einsetzbar. Der Konfigurationsaufwand ist durch die mit Windows kompatible „Engineering Tool Software“ (ETS) ähnlich überschaubar.

Verteilte „Intelligenz“

Ermöglicht wird diese vergleichsweise einfache Struktur durch die geschickte Verteilung der „Intelligenz“ auf die KNX-Module, den Netzwerkkoppler und die internet-basierende Datenübertragung und -auswertung:

Jeder Wasser-, Wärme-, Strom- und Gaszähler aus dem KNX-Programm verfügt über eine eigene, offene KNX-Schnittstelle mit entsprechender Busadresse. Die Module agieren autark und können mit ETS individuell konfiguriert und über den gemeinsamen Netzwerkkoppler zu einem umfassenden System gebündelt werden.
Durch den gemeinsam genutzten Netzwerkkoppler mit http- oder FTP-Protokoll als zentraler Schnittstelle ist der Aufbau eines spartenübergreifenden Gebäudemanagementsystems möglich.
Die Datenübertragung via Internet ermöglicht die unkomplizierte Sammlung und Auswertung des Datenmaterials mit „Facility Web“ unabhängig vom Standort der Liegenschaft.
Die offene Datenstruktur und die Auswertung/Steuerung über das „Facility Web“ sichern die unproblematische Implementierung auch in vorhandene EDV-Systeme; ohne aufwendige Installationen oder kostentreibende Lizenzgebühren.

 

Umfassende Datenbasis

Die Datenbasis, die von den KNX-Modulen über entsprechende Mengenzähler oder Fühler zur Verfügung gestellt wird, ist umfassend: So lassen sich mit „Facility Web“ neben den Zählerwerten auch Schaltzustände und Sensorwerte erfassen und über ein Visualisierungstool, wie den „Energy Analyzer“, grafisch darstellen. Welche Betrachtungszeiträume (Tages-, Monats- oder Jahresauswertungen; Langzeitaufzeichnung bis zehn Jahre) dabei gewählt werden, hängt von der jeweiligen Aufgabenstellung ab:

Die tagesaktuelle Auswer­tung ist ideal, um unmittelbar Verbraucherverhalten darzustellen. Im Rahmen von Mieterversammlun­gen kann so etwa der Zusammenhang zwischen Spitzenlastzeiten, Versorgungskonditionen und Einsparmöglichkeiten aufgezeigt werden.
Die Monatsauswertungen bieten sich als Grundlage für die geforderte, zeitnahe Abrechnung der einzelnen Verbrauchsmengen an.
Aus Jahresauswertungen beispielsweise von gewerblich genutzten Objekten lassen sich unter Einbe­ziehung der ebenfalls erfassten Betriebsstunden abgestimmte Optimierungsprozesse entwickeln.

 

Breites Anwendungsfeld

Das Potential, KNX-Systeme in der Gebäudeautomation auf die Themenkreise Mengenerfassung und -aus­wertung zu reduzieren, greift gerade in den Bereichen Strom und Wärme zu kurz. Genauso einfach wie in den Anwendungen der Grundversorgung mit Strom, Gas, Wärme und Wasser lassen sich die „kommunikativen Module“ auch in die zunehmend komplexer werdenden Anlagenkonstellationen mit Nutzung regenerativer Energien einbinden. Wie breit das zur Verfügung stehende „technische Instrumentarium“ ist, spiegelt sich z. B. in Preisliste und Lieferprogramm von WDV/Molliné (www.molline.de) für das Jahr 2012 wieder.

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