Erfolgreiche Betriebsoptimierung dank aktivem Energiemanagement

Erfolgreiche Betriebsoptimierung dank aktivem Energiemanagement

Aktives Energiemanagement lohnt sich. Das zeigt „The Cube“, die Konzernzentrale der Gruppe Deutsche Börse in Eschborn. Dank kontinuierlicher Vorgehensweise seit der Inbetriebnahme im Jahr 2010 konnten die Verbrauchskosten entscheidend optimiert werden. Für den Erfolg mitverantwortlich: Gebäudeautomation und Energiemanagementlösung von SAUTER.

Der 90 m hohe Komplex „The Cube“ besteht aus zwei L-förmigen Hochhäusern mit 62.000 m²  Fläche. Für das Gebäude wurde ein maßgeschneidertes Energiekonzept auf Basis von Verbrauchs- und Lastprofilen der bisherigen Immobilien der Börse entwickelt. Der ganzjährig hohe Kältebedarf wird durch zwei Absorptionskältemaschinen gedeckt. Da auch während des Sommers Wärmeenergie zu Kühlzwecken benötigt wird, bestand eine ideale Ausgangslage für den Einsatz der Kraft-Wärme-Kopplung.

Umfangreiche Anlagetechnik

Neben zwei gasmotorischen Blockheizkraftwerken (BHKW) einschließlich Notkühler sowie den beiden Absorptionskältemaschinen sind auch ein Brennwert- und ein Niedertemperatur-Heizkessel, eine zentrale Solarkollektoranlage, zwei Kompressionskältemaschinen, vier Rückkühlwerke mit Freikühlmöglichkeiten und ein großer Wärmeverteiler, der alles miteinander verbindet, installiert. Um die hohen Anforderungen der LEED-Platin-Zertifizierung zu erfüllen, wurden viele dieser Anlagen im Vorfeld theoretisch optimiert. Allerdings ist dies nur bis zu einem gewissen Grad im Vorhinein möglich – die restliche Arbeit muss im Betriebsalltag erledigt werden.

Das Kontrollzentrum für diese umfangreiche Anlagentechnik bildet die Gebäudeautomation von SAUTER mit 45.000 Datenpunkten, einschließlich Energiemanagement (EMS) zur Erfassung der 400 Zähler. Alarmierung, Reporting und Auswertung der Verbräuche aus SAUTER EMS bilden die Grundlage der Energiemanagement-Meetings, welche seit 2010 alle sechs Wochen durchgeführt werden.

Beginn des aktiven Energiemanagements

Nach Vorliegen der ersten Verbrauchsdaten konnte das aktive Energiemanagement im Frühjahr 2011 beginnen. Schnell zeigte sich, dass die abgeschätzten Verbrauchswerte in der Praxis nicht erreicht werden. Ursache dafür waren aber auch die deutlich längeren Nutzungszeiten des Gebäudes. Um den Energieverbrauch zu reduzieren, wurden alle Medien bzw. Energieträger ganzheitlich analysiert und Einsparmöglichkeiten erarbeitet.

Im ersten Schritt wurde die Steuermatrix der Erzeuger angepasst, dann wurden die Sollwerte in der Kälteversorgung angehoben und sichergestellt, dass sämtliche Pumpen nur nach Bedarf betrieben werden. Außerdem stellten die Verantwortlichen sukzessive von konstanten auf variable Massenströme um und definierten die Systemtemperaturen so, dass ein maximaler Erzeugungswirkungsgrad erreicht werden konnte. Dies kommt auch dem Einsatz der freien Kühlung zugute, deren Deckungsanteil nun 25 Prozent der gesamten erzeugten Kälteenergie ausmacht. Die Maßnahmen führten zu einer Reduktion des Kälteverbrauchs um rund 40 Prozent.

Optimierter Einsatz der BHKW

Verschiedene Maßnahmen optimierten den Betrieb der BHKW: Die Rangfolge der Wärme- und Kälteerzeuger wurde umstrukturiert, sodass bei Spitzenlasten nicht sofort ein BHKW oder eine Absorptionsmaschine starten. Die BHKW kommen nun nur noch bei Volllast zum Einsatz, im Teillastbetrieb wird der Brennwertkessel genutzt. Die Restwärme der BHKW wird für die Warmwasserbereitung verwendet.

Überschüssige Energie wird nach Möglichkeit in den Puffern der Sonnenkollektoren gespeichert und später zu Heiz- oder Kühlzwecken verwendet. Die BHKW sind durch diese Maßnahmen wesentlich besser ausgelastet. Dank der optimierten Betriebsweise kann mehr als die Hälfte des gesamten Gebäude-Strombedarfs selbst erzeugt werden. Nur drei bis sechs Prozent des BHKW-Stroms werden noch ins öffentliche Stromnetz eingespeist. Die knapp 5.000 MWh/a selbst erzeugten Stroms reduzieren die jährlichen Betriebskosten gegenüber einem Strombezug über das öffentliche Netz um über 500.000 Euro.

Ergebnis und Ausblick

Eine Reduktion des Wärmeverbrauchs um 20 Prozent und des Kälteverbrauchs um knapp 40 Prozent sind die herausragenden Ergebnisse des aktiven Energiemanagements. Die Verbräuche, Energiekosten und Emissionen sind nun deutlich niedriger als in vergleichbaren Bürogebäuden. Um den effizienten Betrieb langfristig sicherzustellen, werden die Anlagen und die damit verbundenen Verbräuche und Kennwerte weiter kontinuierlich ausgewertet, beurteilt und gegebenenfalls optimiert.

Erfahren Sie mehr über SAUTER EMS.