Ein Energiemanagementsystem ist nur so gut wie die Daten, auf denen es aufbaut. Ohne präzise Messtechnik bleibt jede Analyse lückenhaft, jede Optimierungsmaßnahme spekulativ. Wer ein funktionierendes EMS aufbauen möchte, steht daher früh vor einer zentralen Frage: Welche Messgeräte und Sensoren werden tatsächlich gebraucht? Die Antwort hängt von der Betriebsstruktur, den relevanten Energieträgern und den regulatorischen Anforderungen ab. Dieser Artikel gibt einen strukturierten Überblick über die wichtigsten Messtechnikkomponenten für die Energiedatenerfassung in Industrie und Gewerbe.
Grundsätzlich gilt: Die Messtechnik bildet die Basis des gesamten Energiemanagements. Stromzähler, Durchflusssensoren, Wärmemengenzähler und Kommunikationsmodule müssen aufeinander abgestimmt sein und zuverlässig in die Softwarearchitektur des EMS eingebunden werden können. Wer diesen Schritt sorgfältig plant, spart später erheblichen Aufwand bei Kalibrierung, Wartung und Systemerweiterung.
Messpunkte richtig identifizieren und priorisieren
Bevor ein einziges Gerät installiert wird, sollte eine strukturierte Analyse der relevanten Energieflüsse im Betrieb stehen. Nicht jeder Verbrauchspunkt rechtfertigt einen eigenen Sensor. Entscheidend ist, welche Bereiche den größten Anteil am Gesamtenergieverbrauch haben und wo Transparenz den größten Hebel für Einsparungen bietet.
Sinnvoll ist eine Priorisierung nach dem sogenannten Wesentlichkeitsprinzip: Zunächst werden Hauptverbraucher wie Produktionsanlagen, Druckluftkompressoren, Klimatechnik oder Beleuchtung erfasst. Anschließend können Unterverteilungen und Nebenverbraucher schrittweise hinzukommen. Diese Vorgehensweise vermeidet unnötige Komplexität und stellt sicher, dass die wichtigsten Energiekennzahlen von Anfang an valide sind. Eine gute Messpunktplanung bildet damit die Grundlage für alle weiteren Schritte beim Aufbau eines Energiemanagementsystems.
Stromzähler, Wandler und Spannungsmessgeräte im Überblick
Elektrische Energie ist in den meisten Betrieben der dominante Energieträger, weshalb präzise Strommessung das Fundament jeder Energiemessung in der Industrie darstellt. Die Auswahl des richtigen Messgeräts richtet sich nach Anschlussart, Messbereich und dem geforderten Genauigkeitsniveau.
Stromzähler und Netzanalysatoren
Für die direkte Erfassung elektrischer Verbräuche kommen je nach Einsatzbereich unterschiedliche Gerätetypen zum Einsatz: einfache Drehstromzähler für Submetering, Netzwerkstromzähler mit integrierten Kommunikationsschnittstellen oder Netzanalysatoren für detaillierte Leistungsqualitätsanalysen. Geräte der Genauigkeitsklasse B nach EN 50470 (Klasse 1 für kWh) decken die meisten industriellen Anforderungen ab; für abrechnungsrelevante Messungen sind höhere Genauigkeitsklassen erforderlich.
Stromwandler für bestehende Anlagen
In laufenden Betrieben ist ein vollständiger Kabelumbau oft nicht praktikabel. Hier kommen teilbare Aufsteck-Stromwandler oder flexible Rogowski-Spulen zum Einsatz. Letztere ermöglichen die Messung ohne Auftrennen der Leiter und eignen sich für primäre Ströme von wenigen Milliampere bis in den hohen Kiloampere-Bereich. Wandler mit teilbarem Kern lassen sich nachträglich an bestehenden Leitern und Schienen installieren und decken primäre Ströme von typischerweise 75 A bis 5.000 A ab.
Sensoren für Wärme, Gas, Druckluft und weitere Medien
Ein vollständiges Bild des betrieblichen Energieverbrauchs entsteht erst, wenn neben Strom auch alle anderen relevanten Medien erfasst werden. Dazu zählen Wärme- und Kältemengen, Wasser, Erdgas, Druckluft und technische Gase.
Für Wärme- und Kältemengenzähler werden neben dem Volumenstrom auch Vor- und Rücklauftemperaturen erfasst. Dabei gilt ein wichtiges Prinzip für die Lizenzierung in EMS-Systemen: Ein Wärmemengenzähler mit drei Datenpunkten (Vorlauftemperatur, Rücklauftemperatur, Volumenstrom) zählt lizenzrechtlich als eine einzige Messstelle, nicht als drei separate Punkte. Das reduziert den Lizenzierungsaufwand erheblich.
Durchflusssensoren für Druckluft, Erdgas und technische Gase liefern präzise und reproduzierbare Messergebnisse und sind über standardisierte Schnittstellen wie M-Bus, Modbus RTU/TCP oder Impulssignal direkt in EMS-Plattformen integrierbar. Auch Flansch- und Außengewindevarianten sind verfügbar, um unterschiedliche Einbausituationen abzudecken. Für die Wassermessung kommen Ultraschall- oder magnetisch-induktive Durchflussmesser zum Einsatz, je nach Leitungsmaterial und Anforderung.
Kommunikationsschnittstellen und Datenübertragung
Die physische Messung allein reicht nicht aus. Entscheidend ist, wie die Messwerte zuverlässig und strukturiert in das EMS übertragen werden. Die Wahl der Kommunikationsschnittstelle beeinflusst Installationsaufwand, Datenqualität und Systemkompatibilität.
Die gebräuchlichsten Protokolle in der industriellen Messtechnik für EMS sind M-Bus und Modbus RTU für serielle Verbindungen sowie Modbus TCP für netzwerkbasierte Übertragung. Modbus TCP kann in modernen EMS-Plattformen direkt erfasst werden, während M-Bus und Modbus RTU in der Regel über Datenlogger gesammelt und weitergeleitet werden. Für komplexere Automatisierungsumgebungen stehen zusätzlich OPC-UA, BACnet, ProfiNet und SPS-Anbindungen zur Verfügung.
Für Standorte ohne direkte Netzwerkinfrastruktur oder für Außenmessungen bieten IoT-basierte Übertragungswege wie LoRaWAN oder LTE-fähige Cloud-Connectoren eine flexible Alternative. Datenlogger speichern Messwerte typischerweise als Minuten- oder 15-Minuten-Werte und puffern diese bei Verbindungsunterbrechungen. Übergabemessungen von Versorgern, die über Impulssignale bereitgestellt werden, lassen sich über Protokollkonverter auf M-Bus oder Modbus RTU umsetzen und so nahtlos einbinden. Daten aus Gebäudeleittechnik, Automatisierungssystemen oder ERP-Systemen wie SAP können ergänzend über CSV-Import oder REST-API integriert werden.
Anforderungen aus ISO 50001 und EnEfG an die Messtechnik
Regulatorische Vorgaben definieren zunehmend den Mindeststandard für die Energiedatenerfassung. Sowohl die ISO 50001:2018 als auch das Energieeffizienzgesetz (EnEfG) stellen konkrete Anforderungen an die Qualität und Vollständigkeit von Messdaten.
Die ISO 50001 verlangt, dass energetisch wesentliche Bereiche systematisch überwacht und bewertet werden. Dafür sind nicht nur Verbrauchswerte notwendig, sondern auch Referenzgrößen wie Produktionsmengen oder Betriebsstunden, um aussagekräftige Energiekennzahlen (EnPI) bilden zu können. Diese Produktions- und Prozessdaten können aus Automatisierungssystemen oder ERP-Plattformen in das EMS eingespeist werden und ergänzen die messtechnisch erfassten Verbrauchswerte. Wichtig: Ob ein bestimmtes Messgerät im konkreten Einsatzfall eichrechtlich zulässig ist oder ob ein Unternehmen nach EnEfG zu bestimmten Maßnahmen verpflichtet ist, sollte im Einzelfall rechtlich und messtechnisch geprüft werden.
Das EnEfG verpflichtet Unternehmen ab bestimmten Verbrauchsschwellenwerten zur Einführung eines Energie- oder Umweltmanagementsystems. Die dafür notwendige Datenbasis setzt eine strukturierte, lückenlose Messtechnik voraus. Wer frühzeitig in eine skalierbare Messinfrastruktur investiert, ist für zukünftige Verschärfungen der Anforderungen besser aufgestellt.
Schrittweise Erweiterung statt Komplettausstattung von Anfang an
Ein häufiger Irrtum beim Aufbau eines EMS ist die Annahme, von Beginn an eine vollständige Messtechnikausstattung zu benötigen. In der Praxis ist ein modularer, schrittweiser Aufbau nicht nur wirtschaftlicher, sondern auch organisatorisch sinnvoller.
Der empfohlene Ansatz: Zunächst werden die Hauptzähler und die energetisch wesentlichen Verbraucher mit Messtechnik ausgestattet. Auf dieser Basis lassen sich bereits erste Analysen durchführen, Einsparfelder identifizieren und die Datenbasis für eine eventuelle Zertifizierung aufbauen. Ergänzende Messpunkte, zum Beispiel für Unterverteilungen oder spezifische Prozessanlagen, werden in einem zweiten Schritt hinzugefügt. Moderne EMS-Plattformen sind darauf ausgelegt, neue Messstellen flexibel einzubinden, ohne bestehende Konfigurationen zu beeinträchtigen.
Virtuelle Messstellen, die aus vorhandenen Messwerten berechnet werden, können dabei helfen, Datenlücken zu schließen, bevor zusätzliche Hardware installiert wird. Auch manuelle Zählererfassung über mobile Apps oder Tablet-Eingaben ist in vielen Systemen als Übergangslösung integrierbar und wird nicht gegen das Messstellenkontingent angerechnet. So entsteht schrittweise ein vollständiges Bild der betrieblichen Energieverbräuche, ohne von Anfang an überdimensionierte Investitionen tätigen zu müssen.
Wie die Berg GmbH beim Aufbau der richtigen Messtechnik unterstützt
Die Berg GmbH bietet Unternehmen aus Industrie, Gewerbe und dem öffentlichen Sektor ein vollständiges Portfolio aus Messtechnik und Energiemanagementsoftware aus einer Hand. Das bedeutet: Messgeräte und EMS-Plattform sind von Anfang an aufeinander abgestimmt, Schnittstellen sind standardisiert und die Integration verläuft ohne Schnittstellenprobleme.
- Elektrische Messtechnik: Stromzähler, Netzanalysatoren und Stromwandler verschiedener Bauformen für direkte und wandlergestützte Messungen, inklusive Aufsteck- und Rogowski-Varianten für Nachrüstprojekte
- Medienmessung: Sensoren und Zähler für Wasser, Wärme- und Kältemengen sowie Durchflussmessung für Erdgas, Druckluft und technische Gase mit standardisierten Kommunikationsschnittstellen
- Datenerfassung und -übertragung: Datenlogger, Protokollkonverter und Cloud-Connectoren für alle gängigen Protokolle, von M-Bus und Modbus bis OPC-UA, BACnet und LoRaWAN
- Efficio® als EMS-Plattform: Die webbasierte Software erfasst und analysiert alle Medienverbräuche, unterstützt die Kennzahlenbildung nach ISO 50001 und ist sowohl on-premise als auch als Cloud-Lösung verfügbar
- Beratung und Projektbegleitung: Von der Messpunktplanung über die Installation bis zur Inbetriebnahme begleitet Berg GmbH Unternehmen entlang des gesamten Projekts
Wer den Aufbau eines funktionierenden EMS strukturiert angehen möchte, findet bei der Berg GmbH einen erfahrenen Partner mit über 40 Jahren Expertise in der Energiemesstechnik. Jetzt Kontakt aufnehmen und gemeinsam die passende Messtechnikstrategie entwickeln.
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