Nicolas Colombi erklärt, wie die Überwachung des Stromverbrauchs im Haushalt und die Verwaltung des selbst erzeugten Stroms zu 90 % Einsparungen führen können.
Angesichts der Inflation, der steigenden Energiepreise und der Notwendigkeit, unseren ökologischen Fußabdruck zu verkleinern, stehen wir unter dem Druck, unseren Verbrauch zu senken und unsere Abhängigkeit von den Energieversorgern zu verringern. Selbsterzeugung ist ein logischer Weg in die Zukunft, aber vorher sollte die bestehende Anlage überprüft werden, um sicherzustellen, dass sie so effizient wie möglich ist.
Da wir Anfragen von mehreren Villenbesitzern der gehobenen Klasse erhalten haben, die ihre Energierechnungen durch die Installation einer Photovoltaikanlage (PV) senken wollten, haben wir eine Lösung entwickelt, die zunächst den aktuellen Verbrauch überwacht und dann die geplante PV-Anlage optimiert.
Der KNX Vorteil
Bild - Überwachung:
Der erste Schritt zum Energiesparen besteht darin, herauszufinden, wie viel Strom die eigenen Geräte verbrauchen, und eine Basislinie zu erstellen, von der aus Verbesserungen vorgenommen werden können.
Die meisten Lösungen auf dem Markt sind für einen einzigen Zweck gedacht. So können Sie z. B. Paneele kaufen, um Ihre Poolfilteranlage und Ihre Wärmepumpe zu betreiben.
Oder Sie kaufen Paneele für den Eigenverbrauch, ohne zu wissen, welche Geräte während der Produktion verwendet werden, und müssen diese manuell einschalten. Wenn Wechselrichter mit Relais für das Lastmanagement ausgestattet sind, bieten sie nur eine Ein-Aus-Relaissteuerung.
Dieser Ansatz greift zu kurz, wenn Sie Systeme wie z.B. eine raumweise Heizungs-/Kühlungsregelung, Poolpumpen mit variabler Drehzahl oder thermodynamische Wärmepumpen haben.
Mit KNX haben wir die Möglichkeit, eine breite Palette von Heiz- und Kühlprodukten zu steuern, indem wir die Temperatur in jedem Raum einstellen oder die Temperatur des Warmwasserspeichers erhöhen oder senken. Wir können sogar den Pool (Wärmepumpe und Filterung) starten, wenn die Produktion ausreichend ist, und erhalten sofortige Leistungsmessungen für jedes Gerät, was eine Echtzeitbewertung der Auswirkungen bei der Änderung von Parametern ermöglicht.
Grundlegende Einsparungen
Die Luxusvillen, die sich an uns wandten, waren bereits mit KNX Automation für Beleuchtung, Heizung, Warmwasser, Pool und Ladestationen ausgestattet, so dass wir uns entschieden, dies durch Energiespeicherung mit Batterien und Energiemanagementsoftware zu ergänzen. Vor der Installation der PV-Paneele mit Speicher empfahlen wir eine Energieüberwachung, um festzustellen, wer was verbraucht und ob erste Einsparungen möglich sind.
Bild - Grafnx: (Links) Beispiel eines Can'nX Graf'nX-Dashboards, das mit (rechts) dem Can'nX Emergy'nX-Gateway verwendet wird. Diese Kombination ermöglicht die Überwachung und anschließende Optimierung des Energieverbrauchs.
Wir setzten das Can'nX Graf'nX-System ein, das KNX-, Modbus- oder IP (MQTT)-Zähler in ein Online-Energie-Dashboard integriert, um Verbrauchsmuster zu verstehen und Anomalien zu erkennen, die von Geräten aufgrund von Fehlfunktionen oder falschen Einstellungen verursacht werden. In früheren Projekten fanden wir beispielsweise einen thermodynamischen Warmwasserspeicher, der ständig mit elektrischem Widerstand lief (50 kWh/Tag); Poolfilter, die selbst in der Zwischensaison aufgrund falscher Wasserqualitätseinstellungen rund um die Uhr in Betrieb waren (120 kWh/Tag); und eine Poolwärmepumpe, die in den kalten Monaten, in denen sie nicht genutzt wurde, eingeschaltet blieb und 50 kWh gegenüber 15 kWh in den wärmeren Monaten verbrauchte.
In dieser Anfangsphase waren die Gewinne für die betreffenden Projekte beträchtlich, da fast 25 MWh pro Projekt eingespart werden konnten, was zu einer Verringerung der CO2-Emissionen um 2,5 Tonnen führte.
Außerdem berechnet das Energie-Dashboard wichtige Anlagenwerte, wie die Grundlast der Anlage, die Scheinleistung (bezogene Leistung in kVA) und den Spitzenstromverbrauch. Dies ermöglicht eine korrekte Überprüfung der Größe des Stromabonnements und damit eine Anpassung der Abonnementkosten und Einsparungen bei den kWh-Preisen. In einigen Projekten haben Kunden beschlossen, ihre Abonnementgröße zu reduzieren, um von günstigeren Energiekosten pro kWh zu profitieren, dank der Mechanismen der Tarifabschirmung.
Nach der Analyse der Verbrauchsmuster und einigen Anpassungen des elektrischen Warmwasserspeichers durch einen Installateur haben wir ein Skript in einem Kloud'nX-Cloud-Konto eingerichtet, mit dem wir ein Lastabwurfsystem implementieren konnten. Dadurch werden bestimmte Verbrauchsspitzen ohne Komforteinbußen vermieden und der Stromverbrauch des Kunden gesenkt.
Optimierung des selbst erzeugten Stroms
Nach mehrmonatiger Verbrauchsüberwachung schlugen wir eine maßgeschneiderte Lösung vor, bei der PV-Paneele und Speicher mit der Energieoptimierungssoftware Can'nX Emergy'nX kombiniert wurden. Hybrid-Wechselrichter für die PV-Panel-Produktion in Kombination mit Energiespeicherbatterien wurden in die bestehende KNX-Installation integriert, die Warmwasserspeicher, HLK, Poolfiltration, Pool-Wärmepumpen und Ladestationen für Elektrofahrzeuge umfasst.
Die Energieoptimierungssoftware ermöglicht eine fein abgestimmte automatische Steuerung der wichtigsten Stromverbraucher, wobei die Prioritäten von den Bewohnern gewählt werden können, ohne deren Komfort zu beeinträchtigen.
Auf der Grundlage schwankender Energiekosten und PV-Produktionsniveaus steuert sie die Lade- und Entladezyklen der Batterien und den automatischen Betrieb der erforderlichen Geräte, um Energieüberschüsse zu erzeugen und so den Verbrauch in Zeiten hoher Strompreise zu minimieren.
Energieeinsparungen und Verringerung des Kohlendioxidausstoßes
Bildunterschrift - Diagramm, das zeigt, dass die Energieeinsparungen mit der Einführung von PV-Paneelen, Batteriespeichern und Optimierungen zunehmen.
Die Einführung von Energiemanagement in Kombination mit erneuerbaren Energiequellen führt zu erheblichen Einsparungen:
- Die Einführung der Graf'nX-Überwachung führt bei den meisten Anlagen zu Einsparungen von etwa 15 %.
- Die Installation von Photovoltaik-Paneelen führt zu etwa 30 % Einsparungen.
- Die Verwendung von EMergy'nX Energieoptimierung ohne Batterie führt zu etwa 50 % Einsparungen.
- Der Einsatz einer Batterie ohne Optimierung führt zu etwa 80 % Einsparungen.
- Der Einsatz einer Batterie mit EMergy'nX-Optimierung führt zu etwa 90 % Einsparungen.
Im Rahmen der oben genannten Projekte haben wir es mit Villen zu tun, die einen Anschlusswert von 50-120kVA haben, mit einem jährlichen Verbrauch von 50-100MWh. Die daraus resultierenden Energieeinsparungen sind beträchtlich und erreichen mehrere Dutzend MWh, was einer CO2-Reduzierung von mehreren Tonnen entspricht.
Return on investment (ROI)
Die Einführung einer grundlegenden Energieüberwachung führt bei den meisten Installationen zu Einsparungen von etwa 15 %. Innerhalb des ersten Jahres nach der Installation konnten wir schlecht funktionierende und sehr energieaufwendige Elektrogeräte aufspüren, die dann optimiert wurden. Dadurch hat die Installation einen ROI von 1-2 Jahren.
Die Verwendung von Photovoltaik-Paneelen ermöglicht eine Verbrauchsreduzierung von 30-40%, bezogen auf die installierte Leistung. Bei einer Anlage mit einer Spitzenleistung, die der abonnierten Leistung entspricht, liegt der ROI zwischen 8 und 11 Jahren.
Die zusätzliche Installation einer Batterie mit einer Speicherkapazität von etwa 2 x der maximal erzeugten Leistung in kWh führt zu einer zusätzlichen Energieeinsparung von 15-30 %. Die Investitionsrendite für diese Anlage beträgt etwa 12-15 Jahre.
Fazit
KNX-basiertes Energiemanagement erhöht die Investitionsrendite, indem es eine präzise laufende Last- und Gerätesteuerung auf der Grundlage von dynamischen Energiepreisen, Photovoltaik-Produktion, Energiespeicherung und vom Bewohner festgelegten Prioritäten ermöglicht. In der Tat kann das Can'nX EMergy'NX-System bis zu 90 % der Energierechnung einsparen, und durch eine leichte Vergrößerung der Paneele und der Batterie wird sogar eine autonome Nutzung möglich.
Nicolas Colombi ist Geschäftsführer von Can'nX, einem Anbieter von KNX- und IoT-Lösungen für die Planung, Implementierung und Optimierung vernetzter Gebäudesysteme.
