Energieeinsparung

Neben dem Ausbau der erneuerbaren Energien erfordert die Energiewende eine Reduzierung der benötigten Strom- und Wärmemengen. Diese Aufgabe ist nur zu bewältigen, wenn Gewerbe- und Wohnungsmieterinnen und -mieter aktiv eingebunden werden.

In SPARCS wurde deshalb erforscht, wie Endkundinnen und -kunden angeregt und befähigt werden können, sich an Sparmaßnahmen bezüglich Strom und Wärme zu beteiligen. In diesem Zusammenhang wurden digitale Werkzeuge entwickelt, die den Mieterinnen und Mietern den Energieverbrauch anzeigen und sie dadurch für die Problemstellung sensibilisieren.

So wurden z. B. eine SPARCS-App entwickelt, smarte Steckdosen installiert und die „Meine LWB“-App erweitert. Energieberatungsangebote vor Ort dienten ebenfalls dazu, das aktive Energiesparen anzuregen.

Damit hat SPARCS entscheidend zum Erreichen der Ziele Klimagerechte Quartiersentwicklung: Integration von Klimaschutz- und Klimaanpassungsmaßnahmen in eine nachhaltige, energieeffiziente und klimabewusste Quartiersentwicklung aus Leipzigs Energie- und Klimaschutzprogramm 2030 beigetragen.

SPARCS-Maßnahmen

Klimaschutzmonitoring für öffentliche Gebäude

Im Rahmen der jährlich stattfindenden Smart City Challenge der Stadt Leipzig sollen innovative digitale Lösungen für kommunale und zivilgesellschaftliche Herausforderungen gefunden und in Pilotprojekten umgesetzt werden.

Begleitet durch das Referat Digitale Stadt haben das Amt für Gebäudemanagement der Stadt Leipzig und die Leipziger Stadtwerke 2022 über den Wettbewerb nach Ideen für eine digitale Zählerstandserfassung, das Monitoring und die niedrigschwellige Informationsaufbereitung für Nutzerinnen und Nutzer öffentlicher Gebäude gesucht.

Die Fragestellung der Challenge lautete: Wie kann eine umfassende digitale Erfassung der Zählerstände und des Verbrauchs sowie eine weitergehende Automatisierung des Monitorings inkl. einer zielgruppenorientierten Bereitstellung des Verbrauchs, der Treibhausgasemissionen und Energiekosten zur Sensibilisierung der Nutzerinnen und Nutzer erreicht werden?
Da in den kommunalen Gebäuden zunehmend intelligente Messeinrichtungen und teilweise fernauslesbare Zähler eingebaut werden, war ein Konzept zur technischen Umsetzung der Datenerfassung, Datenübertragung, Datenspeicherung, Datenaufarbeitung und Datenvisualisierung erforderlich. Im Rahmen des Wettbewerbs hat sich das Start-up Zentur.io GmbH aus Landshut erfolgreich für das 6-monatige Pilotprojekt qualifiziert.

Mithilfe des von Zentur.io entwickelten Dashboards werden die Verbrauchsdaten aus den öffentlichen Gebäuden analysiert und zielgruppengerecht für das Energiemanagement der Stadt, objektnutzende Ämter sowie die Nutzerinnen und Nutzer der Liegenschaften
(z. B. Schülerinnen und Schüler) aufbereitet.

Innerhalb des Pilotprojekts wurden erste Verbrauchsdaten von Testschulen in einem Dashboard visualisiert. Im Dashboard werden Informationen zu den Gesamtenergiekosten, Wärmekosten, Stromkosten, Trinkwasserkosten sowie Veränderungen zum Vorjahr und Vormonat dargestellt.

Zur Sensibilisierung der Nutzerinnen und Nutzer gibt es zusätzlich Hinweise für energiesparendes Verhalten wie richtiges Heizen, Lüften, passende Beleuchtung oder den sparsamen Umgang mit Wasser.

Nach erfolgreichem Abschluss des Pilotprojekts und mit zunehmender Verfügbarkeit intelligenter Messeinrichtungen sollen weitere öffentliche Gebäude angebunden werden.

Ziel
Entwicklung eines Konzepts für die digitale Zählerstandserfassung, Monitoring und Informationsaufbereitung in öffentlichen Gebäuden

Ausführende und beteiligte
Partnerinnen und Partner
Stadt Leipzig (Amt für Gebäudemanagement), Referat Digitale Stadt, Leipziger Stadtwerke, Zentur.io GmbH

Anzahl der Gebäude
5 Schulen (Pilotphase), perspektivisch 139 Schulen sowie 13 weitere Liegenschaften

Intelligente Heizungssteuerung

Intelligente Heizungssteuerung zielt darauf ab, aufgrund von Echtzeitdaten auf den jeweiligen Bedarf in einem Objekt zu reagieren. Im SPARCS-Projekt betraf dies die 27 Wohneinheiten in der Beckerstraße 52–56. Dazu wurden verschiedene Informationsquellen aus dem Objekt genutzt, um die Bedarfe zu ermitteln. Sensorische Elemente messen bspw. die Vor- und Rücklauftemperatur der Heizkreise, Soll- und Ist-Werte der Regler, Temperaturwerte in den Wohnräumen und vergleichen diese mit den Temperaturen im Außenbereich und mit der Wettervorhersage. Aus dem stetigen Abgleich der Messwerte mit den Bedarfen ergibt sich aufgrund automatisierter Systeme und Algorithmen eine Optimierung des Energieverbrauchs und damit eine CO2-Einsparung von ca. 5–10 %. Für die Anwohnenden bedeutet dies entsprechend eine finanzielle Entlastung, wobei Einsparpotenziale von ca. 10 % erreicht werden konnten.

Die fortschreitende Vereinfachung des Systems bietet mittelfristig das Potenzial für eine Markteinführung.

Visualisierung der Einstellungen der intelligenten Heizungssteuerung
(Quelle: WSL Wohnen & Service Leipzig GmbH)
Verbauter Heizungsregler (Quelle: WSL Wohnen & Service Leipzig GmbH)

Ziel
Erhebung von Echtzeitdaten des Wärmeverbrauchs
und Visualisierung für die Mieterinnen und Mieter

Anzahl der verbauten Smart Meter
In 27 Wohneinheiten wurden intelligente Heizungsregler verbaut

Ausführende und beteiligte
Partnerinnen und Partner
WSL Wohnen & Service Leipzig GmbH

Ort
Leipzig, Dunckerviertel:
Beckerstraße 52–56

Einsparpotenzial
durch die Reduktion des Wärmevebrauchs reduzieren sich die Treibhausgase um 5–10 %

Nutzersensibilisierung durch die SPARCS-App

Im Rahmen des Projektes SPARCS ging es u. a. darum, die Menschen für den Zusammenhang von persönlichem Energieverbrauch und Ressourcenschonung im Sinne einer Klimaverbesserung zu sensibilisieren.

Zu diesem Zweck wurde der Energieverbrauch in den 27 Wohneinheiten der Beckerstraße 52–56 (Dunckerviertel) in einer App visualisiert. In der SPARCS-App sind die Echtzeitdaten des Wärmeverbrauchs im Detail für jede Wohnung im Haus dargestellt, sodass alle Mieterinnen und Mieter die Daten für die eigene Wohnung einsehen können. Die Verbrauchs- und Temperaturdaten werden in einem fünfzehnminütigen Intervall zur Verfügung gestellt.

Die App enthält Antworten auf die folgenden Fragen:

  • Wie hoch ist der Wärmeverbrauch für den jeweiligen Raum und die gesamte Wohnung?
  • Wie hoch ist der Stromverbrauch insgesamt für die Wohnung?
  • Wie hoch sind die Raumtemperaturen und welchen Einfluss hat mein eigenes Verhalten?

Zusätzlich werden Vergleichsmöglichkeiten mit dem Gesamthaus gegeben und die CO2-Belastung visualisiert. Die SPARCS-App ist eine Weiterentwicklung der „Meine LWB App“, die 269 Wohnungen im Demoquartier nutzen konnten.

Der digitale Weg, die Verbrauchsinformationen zu vermitteln, wurde von den Mieterinnen und Mietern bevorzugt und spart Papier ein.

„Meine LWB”-App
(Quelle: WSL Wohnen & Service Leipzig GmbH)
SPARCS-App
(Quelle: WSL Wohnen & Service Leipzig GmbH)

Ziel
Visualisierung von Echtzeitdaten des Wärmeverbrauchs für die Mieterinnen und Mieter

Ausführende und beteiligte
Partnerinnen und Partner
WSL Wohnen & Service Leipzig GmbH, Suite5 Ltd

Ort
Leipzig, Dunckerviertel: Beckerstraße 52–56

Energiemonitoring – live, hochauflösend
und individuell

Unter digitalem Energiemonitoring wird der Einsatz fortschrittlicher Technologien zur Überwachung und Analyse des Energieverbrauchs und der Energieerzeugung in Echtzeit verstanden. Diese Art der Überwachung kann in Privathaushalten, in Gewerbeobjekten und in der Industrie eingesetzt werden und wertvolle Erkenntnisse über Energieverbrauchsmuster liefern.

Die Nutzerinnen und Nutzer können durch die Darstellung der Energieflüsse ineffiziente Bereiche leicht erkennen und Strategien zur Reduzierung des Energieverbrauchs und zur Kosteneinsparung umsetzen. Darüber hinaus kann die digitale Energieüberwachung dazu beitragen, Energieeffizienzmaßnahmen zu fördern, indem sie die Erzeugung aus erneuerbaren Energiequellen verfolgt.

Die Energieeffizienzmaßnahmen können anschließend in der Nutzung priorisiert werden, sodass sich die Abhängigkeit von nicht erneuerbaren Quellen wie fossilen Brennstoffen signifikant verringert. In der Baumwollspinnerei hat cenero.one mit CENERO zusammengearbeitet, um fernauslesbare Zähler zu installieren und die Informationen über weitläufig empfangbare LoRaWAN-Signale zu übertragen.

Die Daten werden im Rahmen verschiedener, leicht zu analysierender Grafiken oder Diagramme angezeigt. Automatisierte Benachrichtigungssysteme können so eingestellt werden, dass sie bei ungewöhnlich hohen Lasten oder Schwellenwerten Alarm schlagen. Zusammen mit der Lastmanagement-Software helfen die gesammelten Daten, den Energiefluss zielgerichtet zu steuern und überschüssige Energie zu speichern, um die Netzfrequenz im abgedeckten Netzbereich auszugleichen.

Mit der zunehmenden Bedeutung der Reduzierung des CO2- Fußabdrucks und der Förderung nachhaltiger Energiepraktiken steigt die Nachfrage nach digitalen Energieüberwachungslösungen rapide an. Cenero.one knüpft an diese Entwicklung an und bietet auf dem europäischen Immobilienmarkt innovative Energiemanagementlösungen an.

Technik
(Quelle: Cenero Energy GmbH)
Energiemonitoring des Stromverbrauchs auf der Baumwollspinnerei
(Quelle: Cenero Energy GmbH)

Ziel
Energieverbrauch, Lastspitzen und CO2 reduzieren, Verluste und Optimierungspotenziale identifizieren, Schwellenwerte überwachen

Ausführende und beteiligte
Partnerinnen und Partner
Cenero Energy GmbH
Cenero.one GmbH

Ort
Leipzig, Baumwollspinnerei

Weiterführende
Informationen
www.cenero.one

Energie- und Lastmanagement

Während das Energiemonitoring dazu dient, den Energieverbrauch und die Energieproduktion
in Echtzeit zu überwachen und zu analysieren, zielt das Energie- und Lastmanagement darauf ab, diese Informationen aktiv zu nutzen, um Energieflüsse zu optimieren und Lasten zu steuern. Das Energiemanagement umfasst die Überwachung der Energieverbrauchsmuster und die Analyse, Ermittlung und Optimierung von Bereichen, in denen Energie eingespart werden kann. So sollen Kosten und Emissionen gesenkt werden. Dazu kann der Austausch ineffizienter Geräte oder anderweitige energiesparende Maßnahmen gehören, z. B. das Ausschalten
von elektronischen Geräten, die nicht in Benutzung sind.

Das Lastmanagement konzentriert sich auf Angebot und Nachfrage in Spitzenzeiten des Stromverbrauchs und der Stromerzeugung. Dies kann zur Verlagerung des Energieverbrauchs auf Zeiten außerhalb der Spitzenlastzeiten, den Einsatz von Energiespeichern oder die Umsetzung von Demand-Response-Programmen führen, indem der Kundschaft Anreize geboten werden, den Energieverbrauch in Spitzenzeiten zu reduzieren.

Am Standort der Baumwollspinnerei hat CENERO zusammen mit cenero.one und dibalog sowohl Energiemanagement- als auch Lastmanagementmaßnahmen umgesetzt.

Auf dem Weg zu einem positiven Energiebezirk ist eine ausgeglichene und stabile Netzfrequenz für das Arealnetz von großer Bedeutung. Dies wird zunehmend komplizierter, wenn eine Vielzahl von energieerzeugenden Unternehmen im Energiemix vorhanden ist und die Verbraucherseite ebenfalls an Größe und Komplexität zunimmt.
CENERO hat vor Ort eine Photovoltaikanlage mit einer Spitzenleistung von 71 kWp installiert, die durch einen Stromspeicher mit 50 kW Leistung ergänzt wird.

Darüber hinaus sind intelligente Ladesäulen mit dem Lastmanagement vernetzt. Wenn eine maximale Last erreicht wird, kann das Energie- und Lastmanagement den Ladevorgang heruntergeregelt werden, um somit diese Lastspitzen zu vermeiden.

Das Mikronetz ist außerdem über eine Peer-2-Peer-Schnittstelle mit dem vorgelagerten öffentlichen Netz verbunden, um Netzüberlastungen zu vermeiden. Bei Bedarf kann Strom gesteuert in das öffentliche Netz eingespeist oder aus diesem entnommen werden.

Energie-und Lastmanagement (Quelle: Cenero Energy GmbH)

Ziel
Stabilisierung des Netzes, Erhöhung des Anteils der erneuerbaren Energiequellen, Erhöhung des Autarkiegrades, Senkung der Energiekosten, Verringerung der Schadstoffemissionen

Ausführende und beteiligte
Partnerinnen und Partner
Cenero Energy GmbH, cenero.one, dibalog

Ort
Baumwollspinnerei

Weiterführende  Informationen
www.cenero.one

 

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