Ein Lastmanagementsystem benötigt vor allem präzise Leistungsmesswerte in Echtzeit sowie Statussignale der gesteuerten Verbraucher. Ohne valide Messdaten arbeitet jedes Lastmanagementsystem im Blindflug: Es kann weder drohende Leistungsspitzen erkennen noch rechtzeitig eingreifen. Welche Sensorik, welche Übertragungswege und wie viele Messpunkte konkret nötig sind, hängt von der Anlagenstruktur und den Optimierungszielen ab. Die folgenden Fragen beantworten die wichtigsten messtechnischen Grundlagen im Überblick.
Welche Messgrößen muss ein Lastmanagementsystem erfassen?
Die zentrale Messgröße im Lastmanagement ist die elektrische Wirkleistung in Kilowatt, gemessen als Momentanwert und als Viertelstundenmittelwert. Ergänzend werden Blindleistung, Spannung, Strom und Frequenz erfasst. Bei Anlagen mit Gas, Wärme oder Druckluft kommen die entsprechenden Medienverbräuche hinzu. Entscheidend ist, dass alle Messgrößen zeitlich synchron vorliegen.
Der Viertelstundenmittelwert ist dabei besonders wichtig, weil Netzbetreiber die Netzentgelte in der Regel auf Basis der höchsten gemessenen Leistungsspitze innerhalb eines Jahres berechnen. Ein Lastmanagementsystem muss also kontinuierlich den laufenden Viertelstundenwert überwachen und prognostizieren, ob die definierte Leistungsgrenze bis zum Ende des Messzeitraums überschritten wird.
Neben der reinen Leistungsmessung braucht das System Statusinformationen der angeschlossenen Verbraucher: Läuft eine Maschine gerade, steht sie still, oder befindet sie sich in einem Anlaufzustand? Diese Laufmeldungen sind die Grundlage für Abschalt- und Zuschaltentscheidungen. Idealerweise werden Verbraucher zusätzlich über Impulse eines Zählers live gemessen, weil damit das Lastmanagementsystem deutlich genauer arbeitet als mit einem theoretischen Anschlusswert als Leistungsvorgabe.
Welche Sensortypen werden im Lastmanagement eingesetzt?
Im Lastmanagement kommen vor allem Stromwandler, digitale Energiezähler mit Impulsausgang sowie Kommunikationsschnittstellen zu Feldgeräten zum Einsatz. Für Nicht-Strom-Medien werden Durchflussmessgeräte, Wärmemengenzähler und Drucksensoren genutzt. Die Wahl des Sensortyps richtet sich nach dem Medium, der gewünschten Messgenauigkeit und den baulichen Gegebenheiten vor Ort.
Elektrische Messtechnik
Stromwandler erfassen den Strom in Mittel- und Niederspannungsanlagen berührungslos und sind die Grundlage für alle Leistungsberechnungen. In Kombination mit einem Messumformer oder einem intelligenten Energiezähler liefern sie Wirk- und Blindleistungswerte. Zähler mit Impulsausgang übermitteln Verbrauchsdaten direkt an das Lastmanagementsystem und ermöglichen eine lückenlose Messdatenerfassung.
Sensorik für andere Medien
Wer neben Strom auch Gas, Wärme, Dampf oder Druckluft im Lastmanagement berücksichtigen möchte, benötigt geeignete Durchflussmessgeräte und Wärmemengenzähler. Diese Sensoren liefern die Verbrauchsdaten für ein vollständiges Bild des Energieeinsatzes. In modernen IoT-Installationen werden auch Temperatursensoren eingesetzt, etwa um Klimatisierungslasten zu bewerten oder Produktionsprozesse besser einzuschätzen.
Wie werden Messdaten im Lastmanagementsystem übertragen?
Messdaten werden im Lastmanagement entweder kabelgebunden über industrielle Protokolle wie OPC-UA, Modbus, IEC 104 oder Profinet übertragen oder drahtlos über Funktechnologien wie LoRaWAN. Die Wahl des Übertragungswegs hängt von der Infrastruktur, der Entfernung zwischen Messpunkt und Zentrale sowie der gewünschten Installationsgeschwindigkeit ab.
Kabelgebundene Lösungen gelten als robuster und wartungsärmer, erfordern aber Installationsaufwand. Funk- und IoT-Lösungen wie LoRaWAN ermöglichen eine deutlich schnellere Inbetriebnahme, da kein Kabelziehen notwendig ist. Sie eignen sich besonders für weitläufige Geländestrukturen oder dezentrale Anlagen, bei denen keine Glasfaserinfrastruktur vorhanden ist. Der Nachteil: Funklösungen haben einen erhöhten Pflegeaufwand im Vergleich zur Kupferverkabelung.
Neben OPC-UA und LoRaWAN unterstützen moderne Lastmanagementsysteme auch Schnittstellen zur Gebäudeleittechnik (GLT), Prozessleittechnik (PLT), SPS-Systemen sowie SQL-Datenbanken. Dadurch lassen sich bestehende Infrastrukturen einbinden, ohne komplett neue Messpunkte installieren zu müssen. Für den mobilen Einsatz, etwa zur temporären Messung einzelner Maschinen, stehen außerdem mobile Messkoffer zur Verfügung, die schnell und unkompliziert eingesetzt werden können.
Mehr zu den technischen Grundlagen eines automatisierten Lastmanagementsystems zeigt die Produktseite von Optimo.
Wie viele Messpunkte braucht ein Unternehmen für das Lastmanagement?
Die Mindestanforderung für ein funktionsfähiges Lastmanagementsystem ist ein Messpunkt am Netzübergabepunkt, über den der Gesamtbezug erfasst wird. Für eine wirkungsvolle Steuerung sollten zusätzlich alle steuerbaren Großverbraucher einzeln gemessen werden. Die optimale Anzahl der Messpunkte ergibt sich aus der Anlagenstruktur, der Anzahl steuerbarer Verbraucher und den Optimierungszielen.
Ein häufiges Missverständnis ist, dass möglichst viele Messpunkte automatisch zu besseren Ergebnissen führen. In der Praxis gilt: Jeder Messpunkt, der einen steuerbaren Verbraucher abbildet, verbessert die Regelqualität. Messpunkte an nicht steuerbaren Verbrauchern liefern dagegen primär Transparenz für das Energiemonitoring, nicht für das aktive Lastmanagement.
Bei dezentralen Produktionsstrukturen mit vielen Einzelanlagen bietet es sich an, zunächst die energieintensivsten Verbraucher zu priorisieren. Systeme wie Optimo sind skalierbar ausgelegt, sodass der Messpunkteausbau schrittweise erfolgen kann. Virtuelle Messstellen, die sich aus mehreren realen Messpunkten berechnen, ergänzen das Bild ohne zusätzliche Hardwarekosten.
Was sind typische Messfehler und wie lassen sie sich vermeiden?
Typische Messfehler im Lastmanagement sind falsch dimensionierte Stromwandler, fehlende Synchronisation zwischen Messzeitpunkten, veraltete Zählerstände nach einem Zählerwechsel sowie die Verwendung von theoretischen Anschlusswerten anstelle echter Messwerte. Diese Fehler führen dazu, dass das Lastmanagementsystem auf Basis falscher Daten regelt und Leistungsspitzen entweder zu früh oder zu spät abfängt.
Stromwandler müssen zum tatsächlichen Betriebsstrom der Anlage passen. Ein zu groß dimensionierter Wandler liefert im Teillastbetrieb ungenaue Werte. Umgekehrt kann ein zu kleiner Wandler übersteuern und die Messung verfälschen. Eine sorgfältige Auslegung bereits in der Planungsphase vermeidet diese Fehlerquelle.
Beim Zählerwechsel, etwa weil die MID-Zulassung eines Zählers abgelaufen ist oder der Zähler defekt ist, müssen Ausbaudatum, Einbaudatum sowie alter und neuer Zählerstand korrekt miteinander verknüpft werden. Wird dieser Schritt nicht sorgfältig dokumentiert, entstehen Datenlücken oder Sprünge in der Verbrauchshistorie. Professionelle Energiemanagementsoftware unterstützt diesen Prozess durch ein dediziertes Zählerwechselmodul.
Ein weiterer häufiger Fehler ist die Verwendung von Nennleistungswerten statt Echtzeitmesswerten für einzelne Verbraucher. Maschinen laufen selten dauerhaft auf Nennlast. Wer stattdessen Live-Impulse eines Zählers nutzt, erhält ein realistisches Bild des tatsächlichen Leistungsbedarfs und verbessert damit die Regelgenauigkeit des Lastmanagementsystems erheblich.
Welche Messtechnik-Anforderungen stellt die ISO 50001 an das Lastmanagement?
Die ISO 50001 verlangt, dass alle energetisch relevanten Bereiche eines Unternehmens systematisch erfasst, überwacht und bewertet werden. Für das Lastmanagement bedeutet das: Messpunkte müssen so gesetzt sein, dass wesentliche Energieeinsätze vollständig abgebildet werden. Messgeräte müssen kalibriert und die Messgenauigkeit dokumentiert sein.
Konkret fordert die Norm die Definition von Energieleistungskennzahlen (EnPIs), die regelmäßige Überwachung dieser Kennzahlen sowie die Nachvollziehbarkeit von Abweichungen. Ein Lastmanagementsystem, das nur auf Spitzenkappung ausgelegt ist, erfüllt diese Anforderungen allein nicht. Es muss in ein übergeordnetes Energiemanagementsystem eingebettet sein, das Verbrauchsdaten historisiert, analysiert und mit Referenzwerten vergleicht.
Die Messtechnik muss dabei eine ausreichende Granularität bieten, um Energieeinsparpotenziale identifizieren und Maßnahmen bewerten zu können. Viertelstundenwerte gelten in der Praxis als Mindestanforderung. Für Bereiche mit hoher Energierelevanz sind auch Minutenwerte oder kürzere Intervalle sinnvoll. Wichtig ist außerdem die lückenlose Dokumentation von Zählerständen, Zählerwechseln und Messunsicherheiten, da Zertifizierer diese Unterlagen im Rahmen von Audits prüfen. Hinweis: Ob ein konkretes Messsystem alle normativen Anforderungen der ISO 50001 in einem spezifischen Unternehmenskontext erfüllt, sollte stets mit einem zertifizierten Energieaudit-Experten abgestimmt werden.
Die Kombination aus Lastmanagement und Energiemonitoring ist daher für ISO-50001-pflichtige Unternehmen besonders relevant.
Wie Berg GmbH bei Sensorik und Messtechnik im Lastmanagement unterstützt
Berg GmbH bietet Unternehmen eine vollständige Lösung für die messtechnische Grundlage und den Betrieb eines Lastmanagementsystems. Das Lastmanagementsystem Optimo ist von Grund auf für den Einsatz in industriellen Umgebungen mit heterogener Messtechnik ausgelegt und unterstützt eine Vielzahl von Kommunikationsprotokollen und Sensortypen.
- Technische Systemauslegung: Berg analysiert die vorhandene Anlagenstruktur und empfiehlt die optimale Messpunktdichte und Sensorik für das jeweilige Lastmanagementziel
- Schnittstellenoffenheit: Optimo unterstützt OPC-UA, Modbus, IEC 104, Profinet, LoRaWAN sowie die Anbindung an Gebäudeleittechnik und SPS-Systeme
- Integration in Efficio: Lastmanagementdaten fließen direkt in die Energiemanagementsoftware Efficio ein, wo sie für Auswertungen, EnPI-Kennzahlen und ISO-50001-Dokumentation genutzt werden können
- Einrichtung und Inbetriebnahme durch Fachpersonal: Berg übernimmt die vollständige Installation, Parametrierung und Dokumentation der Messtechnik
- Laufende Betreuung: Ein Lastmanagementsystem ist kein System, das unbeobachtet über Monate seinen Dienst tut. Berg begleitet Kunden dauerhaft mit Support, regelmäßigen Software-Updates und Wartungsservices
Wer eine Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge aufbaut, profitiert zusätzlich davon, dass Berg.Charge nahtlos in das Lastmanagement integriert werden kann, um auch Ladelasten messtechnisch zu erfassen und zu steuern.
Nehmen Sie Kontakt mit Berg GmbH auf, um die messtechnischen Anforderungen Ihrer Anlage gemeinsam zu analysieren und ein passendes Lastmanagementkonzept zu entwickeln.
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