Lastmanagement ist ein automatisiertes Verfahren zur Steuerung und Begrenzung des Leistungsbezugs eines Unternehmens, mit dem Ziel, definierte Leistungsgrenzen nicht zu überschreiten und dadurch Netzentgelte zu senken. Es analysiert den aktuellen Energiebedarf in Echtzeit und greift gezielt in den Betrieb von Verbrauchern ein, bevor kostspielige Leistungsspitzen entstehen. Dieser Artikel beantwortet die wichtigsten Fragen rund um industrielles Lastmanagement: von der konkreten Funktionsweise über Einsparpotenziale bis hin zu den technischen Voraussetzungen.
Wie funktioniert Lastmanagement in der Praxis?
Lastmanagement in der Praxis basiert auf einem kontinuierlichen Vergleich zwischen dem aktuellen Leistungsbezug und einem vordefinierten Sollwert. Das System misst parallel zum Energieversorger, berechnet anhand des sogenannten Trendrechnungsverfahrens eine Trendleistung für das Ende der aktuellen Messperiode und leitet daraus eine Korrekturleistung ab. Droht eine Überschreitung, greift das System automatisch ein.
Der Energieversorger misst die Leistung in der Regel als Viertelstundenmittelwert, also 96 Mal täglich. Das Lastmanagementsystem bildet intern dieselbe Messung nach: Es erfasst die energieproportionalen Impulse des Zählers in der Übergabestation und berechnet zu jedem Zeitpunkt innerhalb der Viertelstunde, wohin der Leistungsbezug am Ende der Periode führen wird.
Liegt die Trendleistung über dem Sollwert, ergibt sich eine negative Korrekturleistung. Das bedeutet: Das System muss Verbraucher abschalten oder deren Leistungsaufnahme reduzieren, um den Sollwert einzuhalten. Liegt die Trendleistung darunter, besteht eine positive Korrekturleistung, also noch verfügbare Reserve.
Wichtig dabei: Lastmanagement bedeutet nicht immer einfaches Abschalten. Häufiger geht es darum, bestimmte Verbraucher zu sperren, also zu verhindern, dass sie in einem ungünstigen Moment zusätzlich zuschalten. Besonders bei Prozessen, die nicht unterbrochen werden können, wie laufende Fertigungsschritte oder Tiefkühlbereiche, ist präventives Sperren entscheidend. Ergänzend gibt es die analoge Regelung, die etwa bei Öfen in Gießereien oder Stahlwerken zum Einsatz kommt und Leistung stufenlos anpasst, statt Verbraucher vollständig abzuschalten.
Das Lastmanagement gilt übrigens nicht nur für Strom. Auch für Gas ist eine entsprechende Steuerung möglich, wobei hier 60-Minuten-Perioden statt 15-Minuten-Perioden als Grundlage dienen.
Welche Arten von Lastmanagement gibt es?
Im industriellen Lastmanagement lassen sich drei grundlegende Steuerungsarten unterscheiden: das direkte Abschalten von Verbrauchern, das präventive Sperren von Lasten und die analoge Regelung. In der Praxis kommen diese Methoden häufig kombiniert zum Einsatz, je nach Anforderungen der Produktionsprozesse und der beteiligten Anlagen.
Abschalten und Lastabwurf
Beim klassischen Lastabwurf schaltet das System aktive Verbraucher ab, wenn die Trendleistung den Sollwert zu überschreiten droht. Dies kann stufig erfolgen, also mehrere Verbraucher nacheinander, oder als einmaliger Abwurf einer größeren Last. Die Abschaltreihenfolge wird vorab parametriert und berücksichtigt Mindestlaufzeiten sowie Mindestausschaltzeiten der Aggregate.
Präventives Sperren von Verbrauchern
Häufiger als das Abschalten ist in modernen Systemen das Sperren von Verbrauchern. Dabei verhindert das System, dass bestimmte Lasten in einem ungünstigen Moment zusätzlich zuschalten. Dieser Ansatz ist besonders schonend für Prozesse und Anlagen, weil laufende Abläufe nicht unterbrochen werden.
Analoge Regelung
Bei der analogen Regelung wird die Leistungsaufnahme eines Verbrauchers kontinuierlich und stufenlos angepasst, statt ihn ein- oder auszuschalten. Diese Methode kommt vor allem bei großen Öfen in Gießereien und Stahlwerken zum Einsatz, wo ein abruptes Abschalten technisch nicht möglich oder wirtschaftlich nicht sinnvoll ist.
Was sind die häufigsten Ursachen für Leistungsspitzen in Industriebetrieben?
Leistungsspitzen in Industriebetrieben entstehen typischerweise durch das gleichzeitige Anlaufen mehrerer energieintensiver Maschinen oder Prozesse, durch ungeplante Produktionssituationen sowie durch schlecht koordinierte Schichtübergänge. Bereits wenige Sekunden mit überhöhtem Leistungsbezug können den gemessenen Viertelstundenmittelwert deutlich in die Höhe treiben.
Zu den häufigsten Auslösern zählen:
- Gleichzeitiges Anfahren von Produktionsanlagen nach Pausen, Schichtwechseln oder Stillständen
- Anlaufströme großer Elektromotoren, die kurzzeitig ein Vielfaches des Nennstroms ziehen
- Ungeplante Lastspitzen durch Störungen oder Sonderprozesse, bei denen mehrere Aggregate gleichzeitig aktiv sind
- Fehlende Koordination zwischen Produktionsbereichen, sodass Lasten nicht zeitlich versetzt anlaufen
- Saisonale oder witterungsbedingte Einflüsse, etwa wenn Heizungs- und Klimaanlagen gleichzeitig mit Produktionsprozessen hohe Leistung abrufen
Das Problem ist, dass der Energieversorger bei der Berechnung der Netzentgelte auf die höchste gemessene Leistungsspitze des gesamten Jahres abstellt. Eine einzige ungeplante Spitze kann damit die Kosten für zwölf Monate beeinflussen. Automatisiertes Lastmanagement setzt genau hier an und verhindert das Entstehen solcher Spitzen in Echtzeit.
Wie viel lässt sich durch Lastmanagement an Netzentgelten sparen?
Das Einsparpotenzial durch Lastmanagement hängt direkt von der Höhe des lokalen Leistungspreises und dem Ausmaß der reduzierten Leistungsspitze ab. Als Orientierung gilt: Wer bei einem Leistungspreis von 140 Euro pro Kilowatt eine Jahreshöchstleistung von 1.400 kW auf 1.000 kW senkt, reduziert die Netzentgeltzahlungen um 400 kW multipliziert mit dem Leistungspreis, also um einen erheblichen Betrag pro Jahr.
Die Berechnung folgt dabei einem einfachen Prinzip: Netzentgelte für den Leistungsanteil ergeben sich aus dem Leistungspreis multipliziert mit der Jahreshöchstleistung. Je höher der Leistungspreis im jeweiligen Netzgebiet und je größer die reduzierbare Spitze, desto größer das Einsparpotenzial. In Regionen mit hohen Leistungspreisen oder bei Unternehmen mit ausgeprägten Lastspitzen kann sich ein Lastmanagementsystem entsprechend schnell amortisieren.
Wichtig ist dabei, dass die tatsächliche Einsparung von mehreren Faktoren abhängt: dem aktuellen Netzentgelttarif des Netzbetreibers, der Struktur der bestehenden Lastgänge, der Anzahl und Art der steuerbaren Verbraucher sowie der Qualität der Systemparametrierung. Eine professionelle Lastganganalyse vor der Systemeinführung gibt verlässliche Auskunft über das individuelle Potenzial.
Wann lohnt sich automatisiertes Lastmanagement für ein Unternehmen?
Automatisiertes Lastmanagement lohnt sich für ein Unternehmen, wenn es an einem Mittelspannungsanschluss betrieben wird, hohe und schwankende Leistungsbedarfe hat und der Leistungsanteil an den Netzentgelten einen nennenswerten Teil der Energiekosten ausmacht. Je größer und unregelmäßiger der Leistungsbezug, desto höher das Einsparpotenzial.
Konkrete Hinweise, dass ein Lastmanagementsystem sinnvoll ist:
- Das Unternehmen verfügt über mehrere steuerbare Großverbraucher wie Öfen, Pumpen, Kompressoren oder Lüftungsanlagen
- Die Jahreshöchstleistung wird nur selten und kurzzeitig erreicht, was auf ungenutzte Optimierungspotenziale hindeutet
- Es gibt Prozesse, die zeitlich verschiebbar sind, ohne die Produktion wesentlich zu beeinträchtigen
- Das Unternehmen plant den Aufbau einer Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge, was zu neuen Lastspitzen führen kann
- Erneuerbare Energien oder Batteriespeicher sollen intelligent in den Lastausgleich eingebunden werden
Auch mittelständische Unternehmen profitieren: Ein Lastmanagementsystem muss nicht zwingend für Großindustrie ausgelegt sein. Skalierbare Lösungen ermöglichen den Einstieg auch mit wenigen steuerbaren Verbrauchern und können schrittweise erweitert werden. Dabei ist zu beachten, dass ein solches System nach der Inbetriebnahme aktiv begleitet werden sollte. Betriebliche Veränderungen, neue Maschinen oder geänderte Produktionsprozesse können eine Anpassung der Parametrierung erfordern.
Welche technischen Voraussetzungen braucht ein Lastmanagementsystem?
Ein Lastmanagementsystem benötigt als technische Grundvoraussetzung eine zuverlässige Messung des Leistungsbezugs an der Übergabestation sowie eine stabile Kommunikationsverbindung zu den steuerbaren Verbrauchern. Idealerweise werden die Verbraucher nicht nur über theoretische Anschlusswerte erfasst, sondern über Live-Messung mittels Zählerimpulsen, da dies die Genauigkeit des Systems erheblich verbessert.
Im Einzelnen umfassen die typischen technischen Anforderungen:
- Messdatenerfassung: Energieproportionale Impulse des Hauptzählers sowie ein Viertelstundensynchronimpuls des Versorgers als Referenz
- Kommunikationsinfrastruktur: Ein industrielles Netzwerk (Industrial LAN) zur Anbindung der Steuerungskomponenten; gängige Protokolle sind IEC 104, OPC UA oder Modbus
- Steuerungshardware: Ein zentraler Lastmanager sowie IO-Module zur Ansteuerung der Verbraucher, typischerweise in einem Steuerschrank verbaut oder in vorhandene Schränke integriert
- Parametrierung der Verbraucher: Für jeden gesteuerten Verbraucher werden Mindestlauf- und Mindestausschaltzeiten, Prioritäten und Steuerungsart hinterlegt
- Schnittstellen zu übergeordneten Systemen: Integration in bestehende Energiemanagementsoftware oder Prozessleitsysteme ist über offene Schnittstellen möglich
Unternehmen mit dezentralen Produktionsstandorten können die Module auch in bereits vorhandene Schränke vor Ort einbauen, statt separate Steuerschränke zu errichten. Dies reduziert den Installationsaufwand, erfordert aber eine sorgfältige Prüfung der vorhandenen Infrastruktur. Für Messaufgaben in der Fläche, etwa zur Erfassung einzelner Maschinen oder Gebäudebereiche, kommen auch drahtlose Kommunikationstechnologien wie LoRaWAN-basierte Sensorik zum Einsatz, die ohne aufwendige Kabelinfrastruktur auskommt.
Wie Berg GmbH beim industriellen Lastmanagement unterstützt
Die Berg GmbH bietet mit Optimo ein automatisiertes Lastmanagementsystem, das speziell für die Anforderungen von Industrie und Gewerbe entwickelt wurde. Optimo setzt das Trendrechnungsverfahren in Echtzeit um, steuert Verbraucher automatisch nach vorgegebenen Regeln und verhindert so zuverlässig das Entstehen teurer Leistungsspitzen im Strom- oder Gasbezug.
Der Leistungsumfang von Optimo und der begleitenden Beratungsleistungen umfasst unter anderem:
- Professionelle Lastganganalyse und individuelle ROI-Berechnung vor der Systemeinführung
- Tarif- und Netzentgeltanalyse zur Ermittlung des konkreten Einsparpotenzials
- Technische Systemauslegung, Lieferung und Inbetriebnahme durch erfahrenes Fachpersonal
- Nahtlose Integration in das Energiemanagementsystem Efficio® für eine einheitliche Bedienoberfläche
- Unterstützung bei der Einbindung von Photovoltaik, Batteriespeichern, BHKW und Ladeinfrastruktur
- Laufende Software-Updates, technischer Support und Wartungsservices
- Schulungen für Betreiber und Energiemanager
Optimo ist skalierbar und eignet sich sowohl für mittelständische Betriebe mit wenigen steuerbaren Verbrauchern als auch für industrielle Großanlagen. Unternehmen, die bereits mit Efficio® arbeiten, können Optimo als Erweiterung integrieren und profitieren sofort von einer gemeinsamen Oberfläche für Energie- und Lastmanagement. Interessierte können sich direkt an Berg wenden, um eine individuelle Analyse der eigenen Lastgangdaten und eine unverbindliche Einschätzung des Einsparpotenzials zu erhalten.
Jetzt Kontakt aufnehmen und erfahren, wie Optimo das Lastmanagement in Ihrem Unternehmen optimieren kann.
Dieser Artikel wurde mithilfe von Künstlicher Intelligenz (KI) erstellt oder unterstützt und anschließend von unserer Redaktion geprüft.
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