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IoT für Energieeffizienz: Wichtige Anwendungsbereiche

Heizen, Kühlen, Lüften, Beleuchten – all das erfordert Energie. Und die Liste ist endlos: Nicht nur die Gebäudetechnik braucht Energie, ohne Strom können wir weder Elektrogeräte benutzen, noch neue Produkte herstellen. Kein Wunder also, dass der weltweite Energieverbrauch jedes Jahr weiter steigt und bereits die Marke von 160.000 TWh überschritten hat. Umso relevanter werden intelligente Lösungen, um Energieverschwendung zu verhindern.

Es geht nicht nur darum, Geld zu sparen. IoT ermöglicht es, den Energieverbrauch zu messen und Energieverschwendung zu vermeiden. Damit leistet es einen Beitrag zum Klimaschutz und reduziert die Ursachen und Folgen des Klimawandels. Außerdem ermutigt es die Menschen, sich für erneuerbare Energien zu entscheiden.

Weltweit revolutioniert IoT die Art und Weise, wie wir Energie erzeugen, verwalten und verteilen. Ein Beispiel aus dem Alltag ist ein intelligenter Stromzähler zur Überwachung des Stromverbrauchs. Mit IoT können solche Geräte an einem Gebäude angebracht und an ein intelligentes Energienetz angeschlossen werden. Dadurch können Versorgungsunternehmen Sensordaten von Zählern in Echtzeit erfassen. Menschliches Eingreifen ist hierbei nicht mehr erforderlich.

Hier erfahren Sie, welche Anwendungsbereiche für IoT-basiertes Energiemanagement es gibt und welche Vorteile es für den Energiesektor mit sich bringt.

Intelligentes Energiemanagement in der Praxis

Gemeinsam mit KI, Cloud Computing und anderen Technologien verändert IoT den Energiesektor. Unternehmen erzeugen und verteilen Energie mit IoT anders. (Denken Sie nur an intelligente Messgeräte, Solarenergie und Windkraftanlagen.) Und auch die Interaktion zwischen Versorgungsunternehmen und ihren Kunden verändert sich durch IoT grundlegend. Schauen wir uns die drei gängigen Anwendungsbereiche für das Energiemanagement mit IoT genauer an.

Intelligente Messsysteme

In den letzten 30 Jahren hat sich die durchschnittliche Stromrechnung von Privathaushalten in Deutschland verdoppelt – von 826 Euro pro Haushalt im Jahr 1990 auf 1678 Euro im Jahr 2020. Ein geringerer Energieverbrauch kann diese Tendenz aufhalten. Und IoT kann dabei helfen, das Energiemanagement effektiver zu gestalten.

Denken Sie an die intelligenten Stromzähler, die analoge Lösungen für die Stromüberwachung ersetzen. Diese verbraucherorientierten Geräte erfassen den Energieverbrauch und senden die Daten an die Versorgungsunternehmen. Es ist auch möglich, einzelne intelligente Zähler zu einem Netzwerk zu verbinden – einem intelligenten Energienetz.

Discovergy, Messstellenbetreiber mit Hauptsitz in Aachen, bietet Smart Metering Lösungen für Privathaushalte und Gewerbe. Die Zähler von Discovergy erfassen den Energieverbrauch in verschiedenen Auflösungen und übertragen sie zur Visualisierung an das Discovergy Portal. Durch die so gewonnenen Daten erreicht man Energietransparenz. Dabei hat Discovergy die Optimierung des Stromverbrauchs und damit auch der Kosten immer fest im Blick.

Vorteile

Intelligente Messsysteme bieten Vorteile für Bewohner, Unternehmen und Versorgungsunternehmen. Die wichtigsten Vorteile sind

  • Aufdeckung von Verbrauchsmustern und Spitzenzeiten,
  • Vorhersage der Stromnachfrage,
  • Optimierung der Energieversorgung und Preisgestaltung.

Intelligente HLK-Systeme

Heizung, Lüftung und Klimatisierung (HLK) verbrauchen in Wohn- und Bürogebäuden eine enorme Menge an Energie. Sie sind für bis zu 60 % des gesamten Stromverbrauchs verantwortlich. Mithilfe von IoT lässt sich der Energieverbrauch leicht in Echtzeit regulieren.

Mit einem intelligenten Energiesystem können Sie Temperatur, Beleuchtung und Luftfeuchtigkeit kontrollieren und anpassen. Sie können ein Multizonen-System mit variablem Luftvolumen (VAV) aufbauen, um jeden klimatisierten Bereich separat zu verwalten. IoT-gestützte HLK-Systeme ermöglichen es auch, Probleme und deren Ursachen zu erkennen.

Vorteile

Mit IoT-gesteuerten Heizungs-, Lüftungs- und Klimatisierungssystemen ist es möglich,

  • Stromrechnungen für Bewohner und Unternehmen zu senken,
  • Bereiche des Energieverbrauchs aufzuteilen und separat zu überwachen,
  • bessere Lebensbedingungen für die Bewohner zu schaffen,
  • die Funktionsfähigkeit der Geräte aufrechtzuerhalten,
  • Leistungsprobleme zu beheben und Ausfallzeiten zu vermeiden,
  • den Regierungen zu helfen, die CO2-Emissionen zu reduzieren.


Überwachung und Wartung von Energiesystemen

Vorbeugen ist besser als reparieren. Das gilt auch für Energiesysteme. Es ist günstiger, Probleme mithilfe intelligenter Lösungen vorherzusehen, als später die Folgen beseitigen zu müssen. Ein weiterer Vorteil: Man muss die Probleme der Energieanlage nicht persönlich vor Ort ermitteln und spart dadurch nicht nur Zeit, sondern erspart sich auch einen möglicherweise gefährlichen Einsatz. Wenn Sie sich für IoT-Entwicklung entscheiden, können Sie viele Systemmetriken aus der Ferne in Echtzeit überprüfen. Dazu gehören die Leistung, die Betriebseffizienz und der Verschleiß der Anlagen. Die Überwachung von Energiesystemen vereinfacht die Wartung und erhöht die Produktivität des Energieflusses. KI hilft bei der Vorhersage möglicher Ausfälle.

Energieunternehmen können Sensordaten nutzen, um Wartungsdienste zu planen und zu optimieren und so das Risiko von Ausfallzeiten minimieren. Ein Beispiel ist ein Tandem mit der Technologie Digital Twin (Digitaler Zwilling), das hilft, hohe Reparaturkosten zu senken. Sensoren, die an physischen Anlagen angebracht sind, können Leistungsdaten an virtuelle Kopien von Anlagen – digitale Zwillinge – weiterleiten. So ermöglicht die Technologie Support aus der Ferne und virtuelle Fehlerbehebung.

Vorteile

Energiesysteme mit IoT ermöglichen es Ihnen,

  • wichtige Parameter wie Leistung, Verschleiß und Abnutzung in Echtzeit und aus der Ferne zu überwachen,
  • die Kosten für Wartung und Reparaturen zu senken,
  • Störungen in der Lieferkette zu vermeiden,
  • Versorgungsprobleme zu erkennen und sofort darauf zu reagieren.

Intelligente Stadtinfrastruktur

Wissenschaftler behaupten, die Städte seien für mehr als 70 % der weltweiten CO2-Emissionen verantwortlich. Verkehr, Verschmutzung durch Industrieanlagen und ineffiziente öffentliche Verkehrsmittel verursachen erhebliche Umweltprobleme. IoT kann Städten dabei helfen, CO2-Emissionen zu reduzieren und das Ziel der Klimaneutralität auf intelligente Weise zu erreichen. Heute nutzen zwei Drittel der Städte auf der ganzen Welt intelligente Systeme zur Überwachung von Verkehr, Sicherheit und Wasserstand. Auch das Energiemanagement mit IoT ist auf dieser Liste zu finden.

Die Anwendungsmöglichkeiten variieren von vernetzten Straßenlaternen bis zu elektrifizierten öffentlichen Verkehrsmitteln. So installierte Signify in Madrid zum Beispiel 225.000 vernetzte Straßenlaternen, die von einer Kommandozentrale aus ferngesteuert und überwacht werden. Dabei kann auch die Lichtintensität gesteuert werden, je nachdem, wann und wo Licht benötigt wird. Die Stadt profitiert von jährlichen Energieeinsparungen von 44 % gegenüber den früheren Kosten für die alten Straßenleuchten. Ein anderes Beispiel: Berlin integriert E-Carsharing und baut neue Ladestationen.

Smart City 4

Vorteile

IoT-gestütztes Energiemanagement hilft Stadtverwaltungen,

  • den Stromverbrauch zu optimieren,
  • die Betriebskosten der Stadt zu senken,
  • die Sicherheit zu erhöhen,
  • die mit der Energienutzung verbundenen CO2-Emissionen zu reduzieren.

Hauptvorteile des Energiemanagements mit IoT

Intelligente Zähler, smarte HLK-Lösungen und Smart-City-Systeme bringen den Energiesektor auf das nächste Level. Sowohl Energieunternehmen als auch Stromverbraucher profitieren auf vielfältige Weise von der Nutzung des IoT für die Energieeffizienz: Sie sparen Geld, optimieren den Energieverbrauch, passen ihre Geschäftspraktiken an und leisten einen Beitrag zur Nachhaltigkeit. Hier nochmal Ihre Vorteile, wenn Sie IoT für das Energiemanagement einsetzen:

Ausfälle in der Energieversorgung vermeiden

Mit IoT können Sie die Energieversorgung in allen Einrichtungen in Echtzeit steuern. Sie erhalten ein vollständiges Bild der Nutzungsmuster und Aspekte wie Druck und Temperatur. In Verbindung mit KI hilft es Ihnen, Spitzenzeiten vorherzusagen und Ausfälle zu vermeiden. Die Technologie ermöglicht es, abweichende Muster aufzudecken und Probleme sofort zu erkennen. Außerdem können Sie aus der Ferne reagieren und Probleme beheben. IoT-gestützte Überwachungsgeräte helfen also, die Wartung zu verbessern und Ausfälle zu vermeiden.

Energieverbrauch senken

Ein intelligentes Gerät spart nicht von selbst Energie. Aber es bringt die Kunden dazu, sich mit dem Thema Stromsparen zu beschäftigen. So können sie beispielsweise Zeiten außerhalb der Spitzenlastzeiten wählen oder sich sogar für erneuerbare Energien entscheiden. Die Energieversorger wiederum kontrollieren den Stromverbrauch und ermitteln Muster, um die Preisgestaltung zu optimieren. Außerdem werden durch die Fernüberwachung die CO2-Emissionen verringert, die mit den Anfahrten zur Ablesung der Zählerstände verbunden sind.

Ein weiterer Bestandteil des Energiemanagements mit IoT ist die intelligente Gebäudeautomatisierung. Sie hilft den Kunden, nur so viel Energie zu verbrauchen, wie sie brauchen, ohne sie zu verschwenden. Unzählige Sensoren können die Anwesenheit von Menschen erkennen, die Temperatur messen und auf Bewegungen reagieren. Mit einer intelligenten, vernetzten Infrastruktur können Sie auch den Verbrauch analysieren und strategische Änderungen vornehmen, um Kosten zu senken.

Staatliche Richtlinien befolgen

Viele Regierungen räumen der Energieeffizienz höchste Priorität ein, um ihre Wirtschaften zu stärken. Sie wollen sowohl die Abhängigkeit von ausländischen Energielieferungen verringern als auch die CO2-Emissionen senken. Im Jahr 2021 haben sich 124 Länder dazu verpflichtet, bis 2050 Klimaneutralität zu erreichen. Die Wege, die die einzelnen Länder dafür einschlagen wollen, unterscheiden sich dabei: Während Kanada und Chile sich nur zu Netto-Null-Emissionen verpflichtet haben, haben Schweden und Neuseeland bereits einige entsprechende Gesetze erlassen. 24 Länder haben ihre Klimaziele als offizielle Politik festgelegt. Darunter sind Brasilien, China, Deutschland und die USA, die zu den größten Emissionsverursachern der Welt gehören.

Die IoT-Technologie ermöglicht es, neue Ziele zu erreichen. Sensoren können alles messen, was verändert werden soll. Entscheidungen, die auf gesammelten Daten basieren, können das Verhalten von Kunden, Organisationen und ganzen Städten verändern. Urbane Gebiete brauchen "grüne" Geschäftsmodelle. Und IoT-Unternehmen können Städten dabei helfen, bestehende technische Lösungen für saubere Energie zu skalieren, um die Energieversorgung und -verteilung effizienter zu gestalten.

Änderungen im Unternehmen beschleunigen

Die IoT-Technologie kann für Energie- und Versorgungsunternehmen zu einem Beschleuniger für geschäftliche Veränderungen werden. Mit Sensoren können Sie verfolgen, wie große Anlagen, Fabriken und Gebäude Energie verbrauchen. So ist es möglich,

  • Produktionsabläufe und Lieferkettenprozesse zu optimieren,
  • die Lagerverwaltung zu verbessern
  • und die Sicherheit zu erhöhen.

Mit dem IoT für Energieeffizienz können Unternehmen die Funktionalität von bestehenden Leitungen und elektrischen Systemen verbessern.

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Unterm Strich

Energiemanagement mit IoT kann das Wachstum von Pflanzen und Aufdach-Solarkraftwerken unterstützen. Intelligente Systeme zeigen Muster bei der Nutzung auf, verhindern Ausfallzeiten und Versorgungsunterbrechungen und helfen bei der Preisoptimierung. Sie bringen eine Reihe von Vorteilen für Unternehmen im Energiesektor – sowohl für Netzbetreiber als auch für Anlagenbesitzer:

  • eine zuverlässigere und stabilere Energieversorgung,
  • höhere Effizienz der Energieverteilung,
  • mehr Datenquellen und Einblicke in den Energieverbrauch,
  • Kosteneinsparungen.

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