Herrsching | 20. November 2019 |

Optimierter BHKW-Betrieb dank Big Data

Eine neue Überwachungssoftware auf Basis einer Internetplattform hilft, den Betrieb von Blockheizkraftwerken und Nahwärmeversorgungen zu optimieren.

Kern des IT-Systems, das das Unternehmen Mondas aus Freiburg auf den Markt gebracht hat, ist die Anlagenüberwachung und Wartungsoptimierung. Entwickelt wurde die Software zunächst am Freiburger Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE), 2018 gingen Christian Neumann und Christian Reetz mit ihrer Entwicklung aus der Forschung in den Markt und gründeten Mondas. Beide sind heute dort Geschäftsführer.

„Unsere Fragestellung am Anfang war, wie können wir möglichst schnell und standardisiert einen fehlerhaften Betrieb und Optimierungsmöglichkeiten von Anlagen erkennen“, erinnert sich Neumann. Das Augenmerk der Entwickler lag zunächst auf der Versorgungstechnik. Von Anfang an wollte man mit der Software nicht nur zahlreiche Daten verarbeiten können, sondern auch viele gleichartige Systeme effizient beobachten und bearbeiten. „Wir positionieren uns dort, wo es darum geht, viele räumlich verteilte Anlagen zu überwachen und die Wartungskosten zu minimieren.“

Das Anwendungsspektrum der Software erweitert

Mittlerweile hat sich das Anwendungsspektrum des IT-Systems erweitert, mit der Webplattform kann man jetzt auch die Energieeffizienz von BHKW- und Nahwärmesystemen verbessern. Eine Kundengruppe für den Anbieter sind deswegen heute Hersteller von und Wartungsbetriebe für versorgungstechnische Anlagen. Dazu gehören auch die Blockheizkraftwerke. Die zweite Kundengruppe von Mondas sind Liegenschaftsbesitzer und die Betreiber von Liegenschaften.
Im BHKW-Markt nutzt die Enerquinn Energiesystemtechnik GmbH das System. Das Unternehmen vertreibt neben anderen die Blockheizkraftwerke von EC Power mit Leistungen zwischen 20 und 50 kW elektrisch. Lokaler Schwerpunkt der Installationen ist Süddeutschland, etwa 1 000 BHKW sind installiert.

Rund ein Viertel dieser Anlagen hat laut Neumann einen Vollwartungsvertrag, sie werden deswegen regelmäßig von Service-Mitarbeitern angefahren. Im Störungsfall muss ein Monteur außerplanmäßig vorbeikommen. Um den Service-Aufwand zu reduzieren, entstand die Idee, mit der Software den Betrieb der Anlagen so zu analysieren, dass die Servicetechniker besser eingesetzt und Leerfahrten vermieden werden können. „Dazu werden der normale Anlagenbetrieb und auch der Fehlbetrieb und alle Anlagenparameter ständig analysiert. Damit kann der Service besser planen“, erläutert Neumann.

Ziel ist es zwar zunächst, bei den BHKW den Aufwand und die Kosten für die Wartung zu reduzieren. Aber man kann aus den Daten noch mehr herauslesen und zusätzliche Dienstleistungen anbieten, etwa eine Zusammenstellung der jährlichen Energiedaten für die Rückerstattung der Energiesteuer.

BHKW und Solarwärme im Wärmenetz optimieren

Die Blockheizkraftwerke sind laut Neumann der Einstiegspunkt in das Überwachungssystem. „Unsere Plattform kann jede Art von Anlagen abbilden, wie Lüftungs- oder Druckluftanlagen oder auch Heizkreise.“ Der Freiburger Energieversorger Badenova Wärmeplus nutzt sie beispielsweise, um die Betriebszustände von thermischen Solaranlagen, Blockheizkraftwerken und dem Nahwärmenetz zu überwachen.

In dem Netz sind auf den Dächern des Neubauquartiers Gutleutmatten 2 300 m2 Kollektorfläche installiert. Außerdem gibt es dezentrale KWK-Anlagen. Die Software erfasst jetzt die Produktionsdaten der Solarkollektoren und die künftigen Bedarfswerte im Wärmenetz. Laut Badenova kommen etwa 4 000 Messpunkte zusammen, die man nahezu in Echtzeit analysieren kann.

Dank der Daten können potenzielle Ertragsüberschüsse einzelner Solaranlagen an unterversorgte Verbraucher im Netz transportiert werden, ohne dass das gesamte Fernwärmenetz in Betrieb genommen werden muss. Zugleich werden die KWK-Anlagen nach den Anforderungen des Strommarkts gefahren.

Beim Aufbau des IT-Systems bildet man zunächst Systeme und Teilsysteme digital ab. Von jedem Messpunkt weiß die Software, zu welcher Maschine er gehört und welche Relevanz er für die Anlage hat, erläutert Neumann. Die einzelnen Systeme könne man dann einfach skalieren: „Wenn man sie einmal abgebildet hat, können unsere Kunden mit vergleichsweise geringem Aufwand weitere zehn, hundert oder tausend Anlagen an das System mit anschließen.“

Ergänzung für Gebäudemanagement-Systeme und BHKW-Steuerungen

Bei der Auswertung kann die Software nicht nur auf Maschinen oder Datenpunkte schauen. Auslesen lassen sich beispielsweise die Daten aller BHKW oder aller Lüftungs- oder Kälteanlagen. So können Fehler in mehreren Anlagen oder in einer Anlagenklasse entdeckt werden. Beispiele hierfür sind das gleichzeitige Heizen und Kühlen bei Lüftungsanlagen oder zur falschen Zeit anlaufende Ventilatoren.

Die Software von Mondas ergänzt vorhandene Gebäudemanagementsysteme oder BHKW-Steuerungen. Sie greift laut Neumann dabei auf das gleiche Datengerüst zu, legt aber eine Analyseebene darüber. „Auf der Meta-Ebene können wir sehen, ob der Anlagenbetrieb fehlerfrei und abgestimmt ist.“

Außerdem hat nicht jeder BHKW-Hersteller bereits umfangreiche elektronische Überwachungssysteme mit seinen Motoren verbunden. Insbesondere kleinere Hersteller sind mit Big Data noch nicht so weit. Sie haben nach Einschätzung von Neumann zwar eine Fernüberwachung für die Wartung, aber mit wenigen Datenpunkten.

Bei Mondas will man deswegen die IT-Dienste auch anderen BHKW-Herstellern anbieten, sagt Neumann: „In einem Pilotprojekt kann ein Interessent unser System testen, bevor er sich entscheidet, es zu installieren.“

Die Daten sind üblicherweise auf einem Server bei Mondas gespeichert. Die Kunden greifen über das Internet auf das System zu. Wer die Daten nicht in der Cloud haben möchte, kann sie auch auf seinem eigenen Server speichern. Allerdings sind dann der Wartungsaufwand für den IT-Anbieter und damit auch die Kosten für den Kunden höher.


"Mondas GmbH" auf dem BHKW-Infozentrum

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