Auf einen Blick

NILM erkennt den Verbrauch jeder Maschine

Stimmt das Energiemanagement? Gebackene Brote, die aus dem Ofen einer Großbäckerei gefahren werden.
Ist der Ofen ein versteckter Stromfresser? Mit NILM ist es möglich, den Verbrauch jeder Maschine aufzuschlüsseln.

Studien zufolge lassen sich Stromverbrauch und Energiekosten von Unternehmen durch effizientes Energiemanagement um bis zu zehn Prozent senken. Zum Beispiel durch einen Zähler, der den Verbrauch jeder Maschine aufschlüsselt. In dem Forschungsprojekt NILM ist innogy an der Entwicklung eines solchen Smart Meter der Zukunft beteiligt.  

Ein Blatt mit den verbrauchten Kilowattstunden und dem Rechnungsbetrag – das war die Stromrechnung von gestern. Seit Anfang 2017 ist der Einbau von intelligenten Stromzählern – den Smart Metern – für Großkunden und Unternehmen verpflichtend. Doch ein digitaler Stromzähler allein macht noch kein intelligentes Messsystem. 

Wie verteilt sich der Stromverbrauch auf die einzelnen Geräte zum Beispiel einer Großbäckerei? Welche Backöfen, Rührmaschinen oder Kühlanlagen sind heimliche Stromfresser? Und wie lassen sich durch Lastverschiebung Lastspitzen vermeiden? Erst die genaue Aufschlüsselung des Stromverbrauchs ermöglicht ein effizientes Energiemanagement. Dafür müssen allerdings die Verbräuche aller Maschinen unterschieden werden können.  

 

Ein Stromzähler für alle Maschinen genügt

An solch einer Technik arbeitet innogy mit Partnern aus Wirtschaft und Wissenschaft im Forschungsprojekt NILM (Nonintrusive Load Monitoring). Das Vorhaben wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert. „NILM hat sich vorgenommen, mit der entsprechenden Hard- und Software die Verbrauchsmuster einzelner Geräte zu erkennen und auf dieser Grundlage dann effizientes Energiemanagement zu betreiben“, sagt Gunnar Hoffmann, Projektleiter bei innogy. Der Vorteil dieses Ansatzes: Anders als beim sogenannten Submetering müssen nicht mehr an allen Maschinen Stromzähler angebracht werden – bei NILM genügt ein einziger Zähler, und das heißt: wesentlich geringerer Installationsaufwand und niedrigere Wartungskosten.

Gunnar Hoffmann, Leiter Big Data Analytics und Projektleiter NILM bei innogy
Wir müssen mehrere Tausend Messwerte pro Sekunde erfassen, um diese hochspezifischen Fingerabdrücke ermitteln zu können
Gunnar Hoffmann, Leiter Big Data Analytics und Projektleiter NILM bei innogy

Eine kleinmaschige Datenerfassung erkennt den Fingerabdruck der Geräte

Ausgangspunkt von NILM ist die Beobachtung, dass jedes Gerät Strom und Spannung auf charakteristische Weise beeinflusst und damit einen „Fingerabdruck“ im Hausnetz hinterlässt. Diesen Fingerabdruck kann man sich wie eine Signatur vorstellen. Um sie präzise zu erkennen, ist eine hochfrequente, also sehr kleinmaschige, Datenerhebung notwendig. „Wir müssen mehrere Tausend Messwerte pro Sekunde erfassen, um diese hochspezifischen Fingerabdrücke ermitteln zu können“, sagt Gunnar Hoffmann. „Besonders anspruchsvoll ist es, typgleiche Geräte auseinanderzuhalten, denn deren Muster ähneln sich natürlich.

Wer den Energiefresser kennt, will aktiv werden

Der Aufwand lohnt sich: Denn mit Hilfe dieses Fingerabdrucks lässt sich nicht nur der Stromverbrauch jeder Maschine messen und in Echtzeit aufschlüsseln. Abweichungen können auch Aufschluss über Schäden oder Verschleiß geben. Durch frühzeitige Reparatur oder Wartung lassen sich damit auch Produktionsausfälle vermeiden. Bisher wird das Energiemanagement bei ausgewählten Gewerbe- und Industriekunden getestet, die einen hohen Energieverbrauch aufweisen. Beim Einbau der Technik ist Gunnar Hoffmann eines aufgefallen: „Das Bewusstsein, wie sich die Stromkosten im Einzelnen verteilen, war bei den Kunden anfangs sehr gering.“ Das änderte sich im Laufe der Testphase. Die Information über den genauen Verbrauch steigerte auch das Bedürfnis, den Energieverbrauch zu senken – und dadurch Energiekosten zu sparen.

Vorteile des Energiemanagements NILM

  • nur ein Messpunkt statt mehrerer Stromzähler
  • Messung und Analyse hochfrequenter Daten
  • Analyse verschiedener elektrischer Parameter neben der Wirkleistung
  • Identifikation gerätespezifischer Einsparpotenziale
  • Energiemanagement für Unternehmen. Weitere Informationen finden Sie hier:

    Maximale Energie - minimale Kosten

    Einsparpotenziale effektiv nutzen

    Durchblick behalten - weniger zahlen

    Energiemonitoring senkt kosten

    bit.B - Energiemonitoring für den Mittelstand

    bit.B

    Energiemonitoring für den Mittelstand