20 Okt Von der Energieeffizienz zum Energiemanagement mit KNX in einer digitalisierten Welt

Casto Cañavate erklärt, wie dank Digitalisierung und Energiemanagement mit KNX der Fokus von einfacher Energieeffizienz zu Strategien für eine nachhaltige Welt wechselt.

Das Bewusstsein für mehr Energieeffizienz und Nachhaltigkeit hat sich definitiv zum Positiven verändert. Noch vor dreißig Jahren standen diese Themen nirgendwo auf der Tagesordnung. Ein Jahrzehnt später begannen vor allem die Gewerbetreibenden zu erkennen, wie sie durch Energieeffizienz ihre Ausgaben senken konnten. Doch erst in den letzten Jahren ist es zu einem wichtigen Anliegen für alle geworden, weniger Energie zu verbrauchen und umweltfreundlicher zu sein, wobei diese beiden Konzepte nicht immer miteinander einhergehen. Wie oft kommt es noch vor, dass leere Bürogebäude nach Feierabend beleuchtet bleiben, oder dass die Heizungsanlage weiterläuft, obwohl die Familie nicht zu Hause ist?

Passive Energiesparmaßnahmen

Heute verfügen wir über eine Reihe von grundlegenden passiven Maßnahmen zur Energieeinsparung in Häusern oder Gebäuden, die leicht umzusetzen sind. Nach Möglichkeit sollten die bioklimatischen Aspekte in der Bauplanungsphase berücksichtigt werden, damit das Gebäude so ausgerichtet ist, dass die optimale Menge an Tageslicht, natürlicher Belüftung usw. genutzt wird. Der Einsatz geeigneter Materialien dient nicht nur der Schalldämmung, sondern auch dem Schutz vor extremen Temperaturschwankungen, wodurch der Bedarf an zusätzlicher Heizung oder Kühlung gesenkt werden kann. Selbst nach Abschluss der Bauphase können Verbrauchsmaterialien, wie Glühbirnen, durch energiesparende LED-Lampen ersetzt und Timer zur Steuerung von Heizungsanlagen eingesetzt werden.

Aktive Energiesparmaßnahmen

Auch durch aktive Maßnahmen lassen sich erhebliche Energieeinsparungen erzielen. Während beispielsweise durch herkömmliche Thermostate der Betrieb von Heizungs- und Klimaanlagen je nach Raumtemperatur automatisiert wird, nutzen moderne Thermostate intelligente Technologien und verfügen somit über eine ganze Reihe neuer Funktionen zum Einsparen von Energie, beispielsweise integrierte Bewegungssensoren zur Steuerung der Anlage in Wohnräumen oder Büros. Gleichermaßen können intelligente Geräte genutzt werden, um Belüftung, Beleuchtung und andere Raumfunktionen sowie die Heizung je nach Raumnutzung und äußeren Bedingungen zu steuern.
In kombinierter Form können diese Maßnahmen die Energieeffizienz von Gebäuden deutlich erhöhen. Dennoch benötigen wir einen Wandel hin zu einer nachhaltigeren Welt, der nicht allein durch energieeffiziente Projekte erreicht werden kann. Wir müssen zur nächsten Stufe übergehen: Energiemanagement mit KNX.

Digitalisierung weltweit

Nach Angaben der Internationalen Energieagentur (IEA) entfallen fast ein Drittel des weltweiten Endenergieverbrauchs und 55 % des weltweiten Strombedarfs auf Gebäude. Die Stromnachfrage in Gebäuden ist in den vergangenen 25 Jahren besonders schnell gestiegen und macht fast 60 % des Gesamtwachstums des weltweiten Stromverbrauchs aus. In rasant aufstrebenden Volkswirtschaften, wie China und Indien, wuchs der Strombedarf in Gebäuden im letzten Jahrzehnt durchschnittlich um mehr als 8 % pro Jahr.

Laut dem IEA-Bericht über Digitalisierung und Energietechnologie wird sich der Stromverbrauch in Gebäuden von 11 PWh (Petawattstunden, wobei 1 PWh = 1015 Terawattstunden = 1.000.000.000.000.000 Wattstunden entspricht) im Jahr 2014 auf etwa 20 PWh im Jahr 2040 fast verdoppeln, was eine gewaltige Steigerung der Stromerzeugung und der Netzkapazität erfordert. Durch Digitalisierung, beispielsweise durch intelligente Thermostate und Beleuchtungssysteme, kann der Gesamtenergieverbrauch in Wohn- und Geschäftsgebäuden zwischen 2017 und 2040 um bis zu 10 % gesenkt werden. Die kumulierten Energieeinsparungen über den Zeitraum bis 2040 würden sich auf 65 PWh belaufen – das entspricht dem Endenergieverbrauch in Nicht-OECD-Ländern im gesamten Jahr 2015.

Image – IEA graph
Cumulative energy saving in buildings from widespread digitalisation (source: IEA report on Digitalisation and Energy <https://www.iea.org/reports/digitalisation-and-energy> all rights reserved).

Energiemanagement mit KNX

Das Energiemanagement mit KNX ermöglicht die unterbrechungsfreie Energieversorgung einer Anlage je nach Bedarf der Nutzer zu einem bestimmten Zeitpunkt. Dieses System kann außerdem über den optimalen Umgang mit der Energie im Haus oder Gebäude entscheiden, angefangen bei der Erzeugung bis hin zur Frage, ob sie verbraucht oder gespeichert werden soll, wobei die Schlüsselkriterien, effizient zu sein und vorzugsweise Energie aus erneuerbaren Quellen zu nutzen, im Vordergrund stehen.

KNX verfügt im Bereich der Energiemanagement-Anwendungen über einen großen Erfahrungsschatz. Zur Veranschaulichung folgende Beispiele:

1. KNX kann die Wärmeerzeugung steuern sowie Klimaanlagen und Wärmepumpen überwachen.

2. Mit KNX können einzelne Räume separat klimatisiert bzw. geheizt werden – eine der Anwendungen, bei denen sich KNX erfolgreich bewährt hat.

3. In den vergangenen Jahren konnte das KNX System an Haupt- und Nebenzähler gekoppelt werden und somit Daten für bestimmte Abschnitte der Anlage bis hin zum Gesamtenergieverbrauch des Systems liefern.

4. Beim Lastmanagement kann KNX dafür sorgen, dass der Lastpegel innerhalb der vorgegebenen Grenzwerte bleibt.

5. KNX kann an ein- und dreiphasige, digitale Smart Meter angeschlossen werden, mit allen Möglichkeiten, die sich daraus ergeben.

6. In ein KNX System können viele verschiedene Lasttypen, z. B. Warmwassererzeugung oder Wärmepumpen über Smart Grid, integriert werden.

Erst kürzlich wurde KNX um neue Anwendungsbereiche mit positiven Wachstumsprognosen für die nahe Zukunft erweitert:

1. Energiespeicherüberwachung mit bidirektionalem Datenfluss von und zu KNX.

2. Anschluss von Ladestationen an KNX, um zu erkennen, ob die Ladestation besetzt oder frei ist, den Ladefortschritt anzuzeigen, Ladegrenzen in Bezug auf Zeit oder Leistung zu setzen, Fehler zu melden und sicher zu kommunizieren – dank der sicheren Technologie von KNX.

3. Smart Grid-Stabilisierung. KNX kann das Netz durch intelligente Technologie unterstützen, wenn es den Energiebedarf der angeschlossenen Häuser und Gebäude nicht decken kann.

Fazit

Die Digitalisierung im Energiesektor beschleunigt sich zunehmend, was eine verbesserte Sicherheit, Produktivität, Zugänglichkeit und Nachhaltigkeit der Energiesysteme mit sich bringt. Darüber hinaus ist das allgemeine Bewusstsein für das Leben in einer nachhaltigeren Welt in einer Weise gestiegen, dass es die Märkte verändert und neue Geschäftsmodelle entstehen lässt. KNX arbeitet bereits mit dieser neuen Realität und bietet eine beeindruckende Auswahl an Anwendungen, Geräten und Lösungen für das Energiemanagement. Weiterführende Informationen über KNX und Energiemanagement finden Sie in unserem nächsten Artikel zu dieser Serie „Energiemanagement mit KNX“!