Energiespar-Contracting mit ABB-Technik

Energieeinsparung überwachen und visualisieren

Automatisierungstechnik von ABB spielt eine wichtige Rolle im Energiespar-Contracting-Projekt von E1 Energiemanagement an der Polizeiakademie Niedersachsen in Oldenburg. AC500-Steuerungen des Herstellers haben hier eine zentrale Funktion bei der Regelung und Steuerung der Gesamtanlage, während die Betriebsdatenmanagement-Software Zenon für die Überwachung und Visualisierung zuständig ist.
E1 Energiemanagement hat unter anderem zwei Blockheizkraftwerke sowie neue Erdgas-Brennwert-Heizkessel in Betrieb genommen.
E1 Energiemanagement hat unter anderem zwei Blockheizkraftwerke sowie neue Erdgas-Brennwert-Heizkessel in Betrieb genommen.Bild: E1 Energiemanagement

Mit der Vergabe eines Energiespar-Contractings für die Polizeiakademie Niedersachsen an die E1 Energiemanagement GmbH hat das Land Niedersachsen Neuland betreten. Erstmals wurde ein privater Energiedienstleister beauftragt, auf der Basis eines Energiespar-Contracting-Vertrages in landeseigenen Gebäuden Energiesparmaßnahmen durchzuführen. Bei der Polizeiakademie Niedersachsen handelt es sich um ein umfangreiches Gebäudeensemble. Die Liegenschaften bestehen aus 19 Gebäuden, die vor der Umsetzung der Energiesparmaßnahmen u.a. über drei Nahwärmenetze mit Pumpen- und Brauchwarmwasser von einer Heizzentrale aus versorgt worden sind. Die Gebäude umfassen Unterrichts- und Verwaltungsgebäude, Sporthallen, Kfz-Hallen sowie Wohngebäude und eine Energiezentrale.

Finanzierung aus Einsparungen

Im Rahmen des Energiespar-Contractings werden alle vertraglich festgelegten Investitionen einzig aus den Energiekosteneinsparungen finanziert. E1 Energiemanagement gibt seinen Kunden dabei eine Einspargarantie: Die Kunden erreichen eine definierte Energieeinsparung und können die Investitionen über einen festgelegten Zeitraum refinanzieren. Das Unternehmen wurde bei diesem Projekt vertraglich verpflichtet, jährlich über 1.000t CO2 und über 200.000 Euro Energiekosten einzusparen. Der Vertrag hat eine Laufzeit von zwölf Jahren. Die installierten Anlagen gehen nach der Errichtung und Abnahme in das Eigentum des Landes Niedersachsen über. Hierfür wurden auf dem rund 40.000m² großen Gelände bis Ende 2019 u.a. zwei Blockheizkraftwerke (BHKW) sowie neue Erdgas-Brennwert-Heizkessel in Betrieb genommen und die Altanlagen demontiert. Des Weiteren hat das Unternehmen das gesamte Wärmeverteilnetz und die Trinkwasserversorgung umgebaut, die Haupt- und Nebengebäude mit fernauslesbaren Zählern ausgestattet und über 3.000 LED-Leuchten im Innen- und Außenbereich installiert. Die Berliner Energieagentur (BEA), die während des Vorbereitungs- und Ausschreibungsverfahrens beratend eingebunden war, hat die Umsetzung der Maßnahmen fachlich begleitet. Der Beginn der Hauptleistungsphase war der 1. Januar 2020.

Die AC500-Steuerungen sind die zentralen Systeme für die Regelung und Steuerung der Gesamtanlage. – Bild: E1 Energiemanagement

Wichtige Rolle von ABB-Technik

Um ihre Einsparversprechen einzuhalten, nutzt E1 Energiemanagement Automatisierungstechnik von ABB. Die Verbundenheit mit der Technik erklärt sich auch aus einer gemeinsamen Geschichte: Das Unternehmen ist in den 2000er-Jahren aus dem Bereich Energiecontracting der ehemaligen ABB Gebäudetechnik hervorgegangen. „Wir setzen seit unserer Gründung ABB-Komponenten in unseren Projekten ein. Um unsere Energieeinsparung zu erreichen, brauchen wir Freiräume bei der Programmierung. Die bieten uns die SPSen von ABB, wie die AC500. Über die Jahrzehnte haben wir eigene Programmbausteine für die Steuerungen geschrieben (…)“, erläutert Thomas Müller, Leiter Geschäftsentwicklung bei E1 Energiemanagement. Mess-, Steuer- und Regelungstechnik von ABB sei ein wichtiger Punkt für die Energieeinspar-Contracting-Projekte, um aus der Ferne von überall auf die Anlagen zugreifen, sie bedienen und optimieren zu können, so das Unternehmen. Eine Komponente in dem Oldenburger Projekt sind die AC500-Automatisierungssysteme. Die AC500 ist die leistungsstärkste SPS von ABB mit diversen Kommunikationsmöglichkeiten und E/A-Fähigkeiten. 16 AC500-Zentralen mit 2.950 Datenpunkten, davon 60 Prozent physikalische Datenpunkte, wurden in der Polizeiakademie in Oldenburg installiert. Müller erklärt: „Die AC500 sind die zentralen Systeme für unsere Regelung und Steuerung der Gesamtanlage. Die SPS mit ihren Zusatzkomponenten bildet die Intelligenz in jeder einzelnen Unterstation. Über die AC500 und die aufgespielte Programmierung werden die einzelnen Heizkreise geregelt und die Lüftungsanlagen und die Gesamtanlage optimiert. Durch die Vernetzung der Steuerungen kann die gesamte Anlage in Oldenburg nachhaltig und energieoptimal betrieben werden. (…)“ Es gibt bei der SPS keinen Standardbaukasten, sondern die Steuerung lässt sich genau auf die Liegenschaft hin optimieren. Die AC500-Zentralen sind untereinander über ein Netzwerk (LWL mit Umsetzung auf Kupfer) verbunden. Die Standard-Kommunikation erfolgt über Modbus TPC/IP. Die durch die Vernetzung ermöglichte bedarfsgerechte Regelung des Gesamtsystems sei ein wesentlicher Punkt des Projektes, so Müller.

E1 Energiemanagement hat die Visualisierung von Zenon an die individuelle Anforderung angepasst.
E1 Energiemanagement hat die Visualisierung von Zenon an die individuelle Anforderung angepasst.Bild: E1 Energiemanagement

Überwachung und Visualisierung

ABB Ability Operations Data Management Zenon überwacht und visualisiert die AC500-Zentralen der Liegenschaften. Die offene und skalierbare Software-Lösung bietet eine sichere Überwachung, Bedienung, Prüfung, Datenerfassung, Planung und Berichterstellung für Anlagen der Gebäudetechnik. Sie kann in einem heterogenen Umfeld als Datensammler und IoT-Gateway für Frequenzumrichter, Softstarter und SPSen eingesetzt werden. Mit Zenon können verschiedene Dinge zusammengefasst sowie aus verschiedenen Bereichen der Gebäudeausrüstung Daten eingesammelt werden. Mittels Passwort kann von jedem Rechner mit Internetzugang über das Rechenzentrum von E1 Energiemanagement in Nürnberg auf die Anlage zugegriffen werden. „Die Module und Visualisierungsbausteine von Zenon sind sehr ausgereift und frei parametrierbar. Wir können darüber z.B. Trends der Anlagen frei erstellen und anpassen. zenon verfügt über umfangreiche Treiberbibliotheken, die uns die Arbeit mit verschiedensten Systemen und Anlagen erleichtern“, sagt Müller. „Wir können Grenzwerte zentral definieren und für alle Anlagen automatisiert nach unten auf die Automatisierungsstationen schreiben, wie etwa Außentemperaturgrenzen für Heizungsanlagen. Außerdem nutzen wir Zenon, um Störmelde-SMSen und Alarm-E-Mails zu versenden und für die Fehlerüberwachung von Fühlern. (…)“ In Oldenburg kann mit Zenon eine einfache Visualisierung der Gesamtanlagen erreicht werden sowie eine einfache Regelung mit der Freiheit, weitere Funktionen hinzuzuschalten bzw. zu optimieren. Zenon ist die zentrale Plattform, um die Contracting-Projekte zu visualisieren und zu bedienen. Die versprochenen Einsparungen haben sich an der Polizeiakademie schnell eingestellt. Die garantierte jährliche Energiekosteneinsparung von 52,68 Prozent und Reduzierung der CO2-Emmission um 47,6 Prozent wurden bereits im ersten Jahr erreicht.

Autor | Markus Flierdl, Vertriebsingenieur Region Nord-West, ABB Motion Deutschland

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