Uberwachung und Steuerung
Die Einbindung von erneuerbaren Energiequellen und -speichern in Gebäude erfordert eine zusätzliche Steuerung und Überwachung, um nicht nur einen optimalen Betrieb zu gewährleisten, sondern auch eine schnelle Kapitalrendite zu erzielen.
Überwachen Sie, um Ihre Energieproduktion und -nutzung zu verstehen, Probleme frühzeitig zu erkennen und die entsprechenden Maßnahmen zu ergreifen
Um ein Verständnis dafür zu entwickeln, wie elektrische Energie genutzt und optimiert werden kann, sollten Eigentümer folgende Schritte unternehmen:
Verfolgen Sie den Verbrauch der erzeugten Photovoltaik (PV)-Energie durch die Verbraucher, die Speicherung oder Einspeisung ins Netz.
Analysieren Sie die Trends in der PV-Produktion im Vergleich zum Lastverbrauch.
Berechnen Sie die wirtschaftlichen Vorteile, die mit einem geringeren Energiebezug aus dem Netz einhergehen.
Ein PV-Überwachungssystem sollte auch Asset-Management-Funktionen bereitstellen. Dazu gehören die Bewertung der Leistung des PV-Systems, die Erkennung von Abweichungen oder Fehlfunktionen sowie eine sofortige Fehlerbenachrichtigung.
Da PV-Wechselrichter die Stromqualität der Elektroinstallation beeinflussen können, wird empfohlen, Störungen in der Stromqualität, insbesondere Oberschwingungen und Unsymmetrien, zu messen und zu überwachen.
Indem diese Maßnahmen ergriffen werden, können Eigentümer nicht nur den effizienten Betrieb ihres PV-Systems gewährleisten, sondern auch das volle Potenzial der elektrischen Energieoptimierung ausschöpfen.
Steuern Sie lokale Quellen und Lasten je nach Einschränkungen und Zielen
Bei der Integration lokaler Quellen wie einer PV-Anlage in die Gebäudeelektroinstallation sind oft Steuerungsfunktionen erforderlich. Diese Funktionen hängen hauptsächlich von den verfügbaren lokalen Quellen, dem Vertrag mit dem örtlichen Energieversorger und der Art der Installation ab: netzgekoppelt, Mikronetz oder netzunabhängig.
Für eine netzgekoppelte PV-Anlage könnten die erforderlichen Steuerungsfunktionen beispielsweise Folgendes umfassen:
Begrenzung der PV-Produktion, um eine Einspeisung von Strom ins Netz zu vermeiden.
Verwaltung des Leistungsfaktors am Netzanschlusspunkt, um Strafen zu vermeiden.
Verschiebung der Lasten in den Zeitraum der PV-Produktion, um den Eigenverbrauch zu maximieren.
Teilnahme an der Nachfragesteuerung, insbesondere wenn Speicher oder Generatoren ebenfalls Teil der Anlage sind.
Nehmen wir das Beispiel eines Mikronetztyps, sind zusätzliche Steuerungsfunktionen erforderlich. Das Steuerungssystem muss den Übergang vom netzgekoppelten Modus zum netzunabhängigen Modus und umgekehrt sicherstellen sowie das Gleichgewicht zwischen Stromverbrauch und lokaler elektrischer Energieproduktion im Off-Grid-Modus gewährleisten.
Die Integration solcher Steuerungsfunktionen ermöglicht es, lokale Energiequellen effizient zu nutzen und den Betrieb an die spezifischen Anforderungen anzupassen.
Nutzen Sie erweiterte Analysen, um die Nutzung lokaler Quellen zu optimieren
Durch den Einsatz fortschrittlicher cloudbasierter Analysen kann die Nutzung der lokalen Stromproduktion weiter optimiert werden, was zu zusätzlichen wirtschaftlichen Einsparungen führt. Diese Analysen berücksichtigen verschiedene Kriterien wie sich ändernde Stromtarife, Wettervorhersagen und erwarteten Verbrauch, um die optimale Systemkonfiguration zu gewährleisten. Für jede lokale Energiequelle wird ein Sollwert an das Steuersystem übermittelt, um diese optimale Konfiguration kontinuierlich umzusetzen.
Dank dieser erweiterten Analysen können Eigentümer von Gebäuden ihre lokale Stromproduktion effizienter nutzen und somit ihre Kosten weiter senken. Die cloudbasierte Analyse ermöglicht es, die verschiedenen Faktoren zu berücksichtigen und die Systemkonfiguration entsprechend anzupassen, um den maximalen Nutzen aus der lokalen Stromproduktion zu ziehen.
Eine digitale Architektur erfüllt Überwachungs-, Steuerungs- und Optimierungsfunktionen
Sehen wir uns nun die digitale Architektur an, die diese Anforderungen erfüllen kann.
Abb. P55 – Beispiel einer digitalen Architektur für eine Anlage mit Photovoltaik-Produktion
Um die optimale Nutzung der lokalen Stromproduktion zu gewährleisten, ist es zunächst erforderlich, Eingabedaten zu sammeln. Dazu gehören Informationen wie die Photovoltaik-Produktion und der Wechselrichterstatus der PV-Wechselrichter, Leistungsmessungen, Energieverbrauch und Daten zur Stromqualität von den Leistungsmessern sowie Informationen zu Wetterbedingungen wie Temperatur und Einstrahlung, die von Sensoren bereitgestellt werden. Diese Daten werden über Kommunikationsnetzwerke erfasst. In der Regel werden High-End-Leistungsmessgeräte und PV-Wechselrichter direkt über Ethernet verbunden. Für Sensoren und andere Geräte können möglicherweise Gateways erforderlich sein.
Die Datenerfassungshäufigkeit kann je nach Überwachungszweck durchschnittlich alle 10 Minuten betragen. Wenn jedoch lokale Steuerungsfunktionen erforderlich sind, sollten die Daten häufiger erfasst werden. Die gesammelten Daten werden von einem Leitsystem vor Ort genutzt, um die Elektroinstallationsgeräte effektiv und effizient zu betreiben. Durch den Einsatz von Algorithmen und Analysen können optimale Sollwerte für die lokalen Energiequellen und steuerbaren Lasten ermittelt werden.
Darüber hinaus werden die gesammelten Daten auch von lokaler oder cloudbasierter Software verwendet, um eine Visualisierung der Daten zu ermöglichen, Analysen durchzuführen und Berichte zu erstellen. Dies ermöglicht es den Eigentümern, einen umfassenden Überblick über ihre Stromproduktion und -nutzung zu erhalten und fundierte Entscheidungen zur Optimierung ihres Systems zu treffen.
