Energieoptimierung mit Hilfe eines Batteriespeichers

Die künftige Herausforderung ist die Einbindung eines Batteriespeichers in das Gebäudemanagement.

Batteriespeicher

Es ist nicht neu, dass eine Energieoptimierung Verbraucher bei drohender Leistungsüberschreitung abschalten kann. Die künftige Herausforderung wird jedoch die Kommunikation zwischen Energieoptimierung und Batteriespeicher sowie dessen leistungsgenaue Regelung sein.

Der elektrische Leistungsbedarf bei KBR ist durch die Erweiterung der Büro- und Lagerflächen gestiegen. Zudem wurden mehrere Wärmepumpen und Autoladestationen installiert, die für eine deutliche Erhöhung der Leistungsspitze gesorgt hätte. Um dies zu verhindern und somit die Kosten für die Leistungsbereitstellung zu reduzieren, wurde ein Batteriespeicher mit einer Kapazität von 100 kWh und einer maximalen Lade- und Entladeleistung von 100 kW in Betrieb genommen.

Doch die Regelung des Speichers kann nicht ohne weiteres durch eine Energieoptimierung erfolgen. Ein digitales „An/Aus-Signal“ reicht hierfür nicht aus. Ein Batteriespeicher erwartet eine Regelinformation, mit welcher Leistung er sich laden oder entladen soll. Die Ansteuerung kann über eine Analogsignal erfolgen, sofern ein dementsprechender Eingang am Speicher verfügbar ist.
Viel wichtiger als diese Lade- und Entladevorgabe ist für die Energieoptimierung die Information, welche Energiemenge der Batteriespeicher noch zur Verfügung stellen kann. Dies alles umzusetzen, ist mit den bekannten Mitteln einer Energieoptimierung nicht möglich.

Somit war im Vorfeld klar, dass hier eine Kommunikation zwischen Energieoptimierung und Batteriespeicher erfolgen muss. Die KBR-Entwicklung hatte daher folgende Aufgabenstellung: Ein Kommunikationsmodul konstruieren, mit dessen Hilfe eine bidirektionale Kommunikation mit Batteriespeichern verschiedener Hersteller realisiert werden kann.
Das entstandene intelligente Gateway multisio-IGW-MT wird an der Modulbusschnittstelle der Energieoptimierung multimax angeschlossen. Mit Hilfe der Modbus-TCP-Schnittstelle kann die Energieoptimierung über das Gateway mit dem angeschlossenen Batteriespeicher kommunizieren. Das Abfragen des Ladezustandes und die Vorgabe einer Lade- oder Entladeleistung sind damit verwirklicht worden.

Das Kommunikationsmodul hat einen weiteren Vorteil: Es können nicht nur Batteriespeicher, sondern auch Ladesäulen und Kundenanlagen wie z.B. eine Lüftungssteuerung ohne großen Aufwand über die Energieoptimierung multimax geregelt werden. Voraussetzung hierfür ist: Eine Modbus-TCP-Schnittstelle.

Ernst wurde es Ende 2021, als wir den Batteriespeicher das erste Mal über das Gateway an unsere Energieoptimierung angeschlossen hatten. Die Kommunikation erfolgte wie erwartet problemlos. Der Speicher meldet seitdem seinen Ladezustand und übernimmt die Befehle der Energieoptimierung zum Entladen und Laden ohne Zeitverzögerung. Die Rückmeldung des Ladezustandes ermöglicht es der Optimierung, punktgenau den programmierten Sollwert einzuhalten.
Das Laden des Speichers wird durchgeführt, wenn genug „Freileistung“ vom Netzanschluss zur Verfügung steht. Der Zeitpunkt und die Höhe der Ladeleistung werden ebenfalls von der Energieoptimierung vorgegeben. Seit Anfang des Jahres läuft das System und hält den vorgegebenen Sollwert problemlos ein – sehr zur Freude unseres Energieteams. Durch die Einbindung des Batteriespeichers in die Energieoptimierung konnten wir die Leistungsspitze um 28 % verringern – was sich in der Stromabrechnung monetär deutlich bemerkbar macht.

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Christian Wiedemann

Leiter Produktmanagement KBR GmbH

Mehr Effizienz: Vorhandene Energien so effizient wie möglich zu nutzen gewinnt für Unternehmen immer größere Bedeutung. Es gilt Energienetze gleichmäßig auszulasten, teure Lastspitzen zu vermeiden und unnötige Energiekosten zu verhindern. Gebot der Stunde ist es exakte Prognosen zu treffen, Einsparpotenziale zu erkennen und richtige Strategien zu entwickeln. Das System von KBR hilft dem Energieverantwortlichen diese Aufgaben zu erfüllen.

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