Energiecontrolling mit deZem

Weit verteilte Sensoren, für Kabel kaum erreichbare Orte, hoher manueller Aufwand – wer kennt es nicht? Manchmal kann ein System nicht bequem aufgebaut werden.

Genau für solche Probleme bietet deZem nun eine schicke, einfache Lösung: drahtlose Messwerterfassung auf große Distanz mithilfe von LoRaWAN. So empfängt die LoRaWAN Antenne auf dem Dach des deZem Bürogebäudes in Berlin Charlottenburg (weiße Antenne links im Bild) bei niedrigstem Energieeinsatz Daten aus fast 7 km entfernten Gebäuden. Auf dem "freien Feld" sind es sogar 15 km!

Verschiedenste Sensoren und Gateways wurden eingehend getestet und seien Sie versichert: wir finden für jeden verzwickten Ort die passende Lösung! Dabei kann der Anwender wählen, ob die Infrastruktur vorhandener Clouddienste genutzt, oder das Netzwerkmanagement vollständig "privat" aufgebaut wird. Hierbei gibt es sowohl Optionen, die keine Verbindung mit der Kunden-IT erfordern als auch solche mit abgestimmter Aufgabenteilung.

Das Anwendungsspektrum ist enorm: typisch sind weit verstreute Zähler für Wasser oder Gas, aber auch das Monitoring von Brunnen oder Schächten oder die Verfügbarkeiten von Parkplätzen auf einem großen Gelände. Die Energieversorgung der Sensoren erfolgt meist über kompakte Batterien, die wahlweise bis zu 20 Jahre halten.

Diese und viele andere Informationen lassen sich kartografisch und in vielen anderen Visualisierungsmöglichkeiten auf deZem-Dashboards darstellen – so beispielsweise auch auf Ihrem Smartphone.

CMPC, laut Forbes Global 2000 der größte Zellstoff- und Papierhersteller weltweit, legt bei seiner Produktion Wert auf ökologische Forstwirtschaft und Energieeffizienz. Seit 2018 nutzt CMPC die deZem-Softwareplattform in einigen Unternehmensbereichen in Chile.

In 43 Produktionsstandorten wird Holz mechanisch zerkleinert, die Hackschnitzel erhitzt und anschließend mit flüssigchemischen Prozessen aufbereitet, um aus der gewonnenen Cellulose vielfältige Produkte herzustellen. Ein energieintensives Unterfangen. Die teils hohen Stromlasten werden detailliert mit deZem-Multimessgeräten erfasst und in Echtzeit für unterschiedlichste Analysen und Überwachungen bereitgestellt.

Hierbei kommt das neue ZM4R-H Multimessgerät für besonders hohe elektrische Ströme umfangreich zum Einsatz: über ein praktisches Stecksystem werden je Gerät bis zu vier Rogowskispulen beliebiger Größe (üblich sind 1000A und 3000A) angeschlossen. Das Gerät kann, genauso wie das ZM8C-H, bei Bedarf mit bis zu 20 ZM8C, also160 Messungen mit Klappstromwandlern, erweitert werden. Auf diese Weise lassen sich auch sehr große elektrische Hauptverteilungen mit einem kompakten und übersichtlichen Messaufbau vollständig transparent machen.

Für die Installation und Inbetriebnahme aus 13.000 km Entfernung begleitet das deZem-Supportteam die Elektriker des Kunden per Webmeeting. So lässt sich sicherstellen, dass jeder einzelne Messpunkt korrekt installiert und plausibel ist. Produktionsunterbrechungen sind hierfür normalerweise nicht notwendig.

Neben Strom werden an den verschiedenen Standorten unterschiedlichste Medien erfasst und mit den Produktionsdaten aus SAP laufend zu den erforderlichen Indikatoren aufbereitet. Für 2020 sind umfangreiche Erweiterungen in ganz Lateinamerika geplant.

Der iPCR, unser kompakter und neuer Allround-Datenlogger, verfügt nun zusätzlich über OPC UA, den verbreiteten offenen Standard für die industrielle Kommunikation.

Mit OPC UA können Sie ihren Server ansprechen und wissen gleich, welche Daten in welchem Format abgelegt sind. Elegant und einfach können somit, unabhängig vom Datentyp, Messwerte ausgelesen werden. Dies eignet sich insbesondere für den Transport von Maschinendaten (z. B. Regelgrößen, Messwerte und Parameter). Die Daten lassen sich maschinenlesbar semantisch beschreiben, wodurch sich das Protokoll in der Gebäude- und Anlagensteuerung sowie in Produktionssystemen großer Beliebtheit erfreut.

Unser iPCR mit OPC UA Software bindet diese Datenquellen nun sehr komfortabel in das deZem System ein und kann dabei zugleich viele andere Aufgaben der Datenanbindung, -vorverarbeitung oder lokalen Visualisierung übernehmen. Als lüfterloser Kleinrechner für die Hutschienenmontage kann der iPCR auch optional mit einer zweiten Netzwerkschnittstelle bestellt werden.

Wartungsnotwendigkeiten an Anlagen früh zu erkennen ist seit jeher ein Kernbereich des Energiemanagements und als solches auch ein Teil der deZem-Kompetenz. Gut gemacht, verlängert zielorientiertes Beobachten, Kennen und Warten von Anlagen deren Lebensdauer und Produktivität oft entscheidend. Das gilt auch für die Serverlandschaft, auf denen die umfangreiche deZem-Plattform läuft.

Aktuell stehen jedoch grundlegende Überarbeitungen an, die den gesamten Serververbund betreffen. Das Administrationsteam von deZem migriert daher das gesamte Produktivsystem auf frische und leistungsfähigere Hardware. Dabei werden nicht nur Terrabyte-weise Daten verschoben, sondern auch alle Sicherheitskonzepte nochmals überprüft und weiter verbessert: Einige bisher virtualisierte Firewall-Systeme werden auf dedizierte Server ausgelagert, die Redundanz aller kritischen Komponenten wird erhöht, verschlüsselte Kommunikationskanäle innerhalb verschlüsselter Netze weiter ausgebaut, usw.

Aus Sicht der Admins das Beste: Wenn weiterhin alles nach Plan verläuft, bekommen Sie von all diesen Anstrengungen überhaupt nichts mit. Der gesamte Prozess dauert ca. ein Jahr und dürfte im Frühjahr 2020 abgeschlossen sein.

Gehen Sie mit gutem Beispiel voran ins Jahr 2020 und erfüllen Sie mit deZem schon jetzt die EU Vorgabe zur Fernablese! Denn ab dem 25.10.2020 müssen alle neu installierten Abrechnungszähler und Heizkostenverteiler fernauslesbar sein, und ab 2027 auch bereits installierte Geräte nachgerüstet werden.

Dies mag zunächst unerfreulich klingen. Doch die kleine Zusatzinvestition lohnt sich sehr: Mit Hilfe der gewonnenen Informationen aus der Fernablese lassen sich viele Prozesse ganz einfach digitalisieren und mit erheblichem Mehrwert verknüpfen. Mit diesem Wissen in der Hinterhand lassen sich Energieressourcen effizienter nutzen und oft ungeahnte Potenziale aufdecken. deZem berät Sie gerne umfassend. In der Regel ist ein Gesamtkonzept sinnvoll, das auch das Einbinden von Bestandssystemen und übergeordnete Zielsetzungen berücksichtigt. Lassen Sie sich überraschen!

Gedanken von Georg Riegel zum Ausklang eines umweltpolitisch geprägten Jahres.

Das ausklingende Jahr war ganz besonders spannend - mit faszinierendem Fortschritt und zugleich wachsenden, ungelösten Problemen.

2019 war u. A. gekennzeichnet von:

• Wiederum enormem technologischen Fortschritt, wohin man auch schaut - bei deZem beispielsweise spürbar über:
  • Hochspannende neue Sensortechnologien
  • Erweiterung unserer Plattform für komplexe Web-gestützte Steuerung und Regelung
  • LoRaWAN Funktechnologie (s.o.)
  • Einsatz Künstlicher Intelligenz (KI) für “predictive maintenance” (Anfang 2020 mehr dazu)
• Auch von globalen Spannungen - von denen ein großer und wachsender Anteil auf Umweltprobleme zurück geht, beispielsweise spürbar über:
  • Tragische Rekordzerstörung im Amazonasbecken und anderen wesentlichen Rückzugsgebieten der Natur
  • Ausrufen des Klimanotstands durch die EU
  • Große Klima-Demos weltweit einerseits und fehlenden Konsens zu breit angelegten, wirksamen Maßnahmen andererseits
  • Geplanten Einstieg in eine - wenn auch zaghafte und leider nicht “aufkommensneutrale” - CO2-Besteuerung in Deutschland
  • Weitgehendes Scheitern von COP25 in Madrid

Lassen sich diese großen Chancen und Risiken zu echten Lösungen verknüpfen?? Zweifellos! Aber es braucht Mut sowie Konsens zu Zielen und Methodik.

Vermutlich ist das einzig wirklich wirksame Lösungsinstrument auf EU-Ebene die aufkommensneutrale Verteuerung von umweltrelevanten Gütern wie dem fossilem Kohlenstoff, den Schwermetallen und anderen aus Lagerstätten geförderten Stoffen. Auch die Art der Land- und Wassernutzung ließe sich hier in ein zielsicheres System eingliedern, das Umweltziele über Steuern umsetzt.

Technologien des modernen Echtzeitmonitorings und der Datenverarbeitung auf IoT-Plattformen wie der von deZem könnten die erforderlichen Abläufe transparent und schlüssig unterstützen. Wenn das Steueraufkommen nicht in den Staatshaushalt fließt, sondern sofort, antragsfrei, vollständig und gleichmäßig an alle Bürger zurück verteilt würde, dann wäre das System automatisch sehr vorteilhaft für einkommensschwache Haushalte. Möglicherweise so sehr, dass sogar verwaltungsintensive Grundsicherungssysteme in Teilen abgelöst werden könnten (Stichwort Grundrente).

Natürlich sind wichtige und im Welthandel kontroverse Fragen zu diskutieren. Insbesondere gehört die mögliche Notwendigkeit eines Abgaben-Grenzausgleichs für Waren dazu, deren Produktionskosten aufgrund von Umweltpreisen sehr unterschiedlich sind. Aber es ist wohl kaum vorstellbar, dass dadurch ein Aufwand entstünde, der den Kosten weniger wirkungsvoller Maßnahmen nahe kommen könnte.
Sie fragen sich, wie Sensoren beispielsweise die Art der Landnutzung vollautomatisch überwachen sollen, damit diese in einen jährlichen Steuerbescheid münden kann? Das sollte aber perspektivisch tatsächlich funktionieren können. Zwei Ansätze:

• Laufendes globales Monitoring der gesamten Erdoberfläche per Satellit - hier gibt es schon jetzt aufregende Möglichkeiten!
• Auf kleinteiliger Ebene - beispielsweise in Städten und Umgebung - erscheint denkbar, dass in einigen Jahren Sensoren eingesetzt werden, die nicht nur Luftqualitäten, sondern sogar komplexe Größen wie die Biodiversität "messen" können: Sie "riechen" welche Pflanzenarten in der Nähe blühen, "hören" welche Vogelarten zwitschern und welche Insektenarten summen und "sehen" wie ökologisch interessant die Umgebung ist. - Keineswegs ausgeschlossen, dass daraus ein “abrechnungsfester” Indikator gewonnen werden kann. Automatisiert und flächendeckend.

Wahrscheinlich ist: Sollte es tatsächlich gelingen, die Preise umweltrelevanter Güter mit einem effizienten Mechanismus auf einen sinnvollen Schutz des Klimas und anderer wichtiger Grundlagen einer lebenswerten Umwelt auszurichten, dann wird sich überraschend schnell Großes tun - mit enormem Potenzial für Innovationen und Wirtschaft.

In der Öffentlichkeit wird viel über die Dramatik globaler Umweltprobleme gesprochen, aber zu wenig über wirksame Lösungsansätze. Staatliche Förderprogramme für E-Autos, Ersatz von Ölkesseln und so vielem mehr sind teuer, kleinteilig und wahrscheinlich sehr zahnlose Tiger. Gesucht wird stattdessen eine umfassende umweltpolitische Lösung. Fällt Ihnen dazu eine kosteneffizientere Strategie ein, als die zielorientierte und aufkommensneutrale Umgestaltung des Steueraufkommens?

Mir bislang nicht. Und wo ein Wille ist, da sollte auch ein Weg zu einem hinreichenden Abgaben-Grenzausgleich findbar sein.

Hätten Sie Lust auf einen gelegentlichen umweltpolitischen Gedankenaustausch?

Mit diesen Fragen und im Namen des gesamten deZem-Teams wünsche ich Ihnen und Ihrer Familie frohe Weihnachten, besinnliche Feiertage, einen guten Rutsch und ein lösungsorientiertes 2020!

Ihr Georg Riegel
(Geschäftsführer deZem GmbH)

Unsere Kunden in Chile kommen aus dem Bergbau, der Holz- und Zellulose­industrie, der Wasser­wirtschaft und der Früchte­verarbeitung. Eucasec fertigt in Süd-Chile Parkett, z.  B. für “La Moneda”, den Sitz des chilenischen Präsidenten.

Das Holz von eucasec stammt aus den eigenen, nachhaltig bewirtschafteten und von der UNO ausgezeichneten Wäldern. Die Baum­stämme werden nach der Ernte vorgesägt und zunächst gelagert. Vor dem Versand müssen sie zur Parasiten­bekämpfung wärme­behandelt werden.

Dieser Vorgang konnte mit einer einfachen deZem-Lösung automatisiert werden: Binnen 30 Minuten wurden eine kleine Automatisierungs­station, ein Relais zur Schaltung einer Warmwasser­pumpe sowie drei drahtlose Temperatur­sensoren (1x Luft und 2x Holz) installiert und in Betrieb genommen. Anhand einer max. Temperatur­differenz Holz / Luft und einer 3-Stunden-Haltedauer (55°C) wurde der Ablauf nach Kundenwunsch umgesetzt und lässt sich online genau verfolgen. Damit wurde die Qualität des Prozesses entscheidend verbessert und die Prozess­dauer von 3 Tagen auf 16 Stunden gesenkt - mit entsprechender Produktions­steigerung und Kosten­reduktion.

deZem bietet jetzt viele weitere Lösungen für die Automatisierung. Typische Anwendungen sind das Last­management oder das Erledigen unterschied­lichster Regelungs­aufgaben mit einer kostengünstigen Automatisierungs­station vor Ort. Diese ist mit der sicheren, zentralen deZem-­Daten­plattform verbunden, sodass hochwertiges Monitoring und das flexible Verwalten von Sollwerten auch vom Handy aus "inklusive" sind.