Erfahrungen beim Aufbau eines Energiedatenmanagementsystems für Einfamilienhäuser. Peter Wagner M.Sc.

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1 Erfahrungen beim Aufbau eines Energiedatenmanagementsystems für Einfamilienhäuser Peter Wagner M.Sc. 10. Internationale Energiewirtschaftstagung an der TU Wien,

2 Gliederung Motivation und zentrale Fragestellung Methodische Vorgehensweise und Entwicklung des Messkonzepts Herausforderungen und Lösungen Fehlende Internetverbindung Fehlende VPN-Verbindung Veränderung und Beschädigung der Messinstrumente Ergebnisse und Schlussfolgerungen 10. Internationale Energiewirtschaftstagung Peter Wagner M.Sc. 1

3 Gliederung Motivation und zentrale Fragestellung Methodische Vorgehensweise und Entwicklung des Messkonzepts Herausforderungen und Lösungen Fehlende Internetverbindung Fehlende VPN-Verbindung Veränderung und Beschädigung der Messinstrumente Ergebnisse und Schlussfolgerungen 10. Internationale Energiewirtschaftstagung Peter Wagner M.Sc. 2

4 Motivation und zentrale Fragestellung Die folgenden Messwerte waren in unserem Fall von Bedeutung: Durchschnittliche elektrische Leistung, pro Minute [kw] Innen- und Außentemperatur, pro Minute [ C] Relative Luftfeuchtigkeit Innen und Außen, pro Minute [%] Durchschnittliche Durchflussmenge der Heizung, pro Minute [m³/min] Durchschnittliche Vorlauf- und Rücklauftemperatur der Heizung, pro Minute [ C] Akkumulierte Wärmemenge (Fließgeschwindigkeit * Temperaturdifferenz), pro Minute [kwh] 10. Internationale Energiewirtschaftstagung Peter Wagner M.Sc. 3

5 Webinterface zur Konfiguration, Datenbetrachtung und Datenanalyse Schematische Darstellung des Informations- und Datenflusses. [Quelle: eigene Darstellung] 10. Internationale Energiewirtschaftstagung Peter Wagner M.Sc. 4

6 Motivation und zentrale Fragestellung Analyse der Energieverbräuche von Einfamilienhäusern Wissenschaftlich auswertbares Energiedatenmanagement für Regressionsanalysen und automatisierte Berichte Verzicht auf spezielle Software zur Konfiguration (über Webinterface bedienbar) Direkte grafische Betrachtung der Messwerte (z.b. Vor-, Rücklauftemperatur der Heizung) Marktsituation - keine umfassenden Messsysteme: Unterschiedlichsten Messgeräte mit verschiedenen Schnittstellen und Auswertmöglichkeiten, schwierige Kombination von verschiedenen Messgeräten 10. Internationale Energiewirtschaftstagung Peter Wagner M.Sc. 5

7 Gliederung Motivation und zentrale Fragestellung Methodische Vorgehensweise und Entwicklung des Messkonzepts Herausforderungen und Lösungen Fehlende Internetverbindung Fehlende VPN-Verbindung Veränderung und Beschädigung der Messinstrumente Ergebnisse und Schlussfolgerungen 10. Internationale Energiewirtschaftstagung Peter Wagner M.Sc. 6

8 Neuentwicklung des Cloud-Loggers mit hoher Integrationsfähigkeit Internetverbindung: LAN, WLAN, UMTS VPN-Verbindung zur zentralen Cloud Zusätzlich lokale Datenspeicherung über Jahre (Redundanz) 8 Kanäle für Niederspannungssignale (10V, 10Hz) 2 mal RS485-Anschlüsse Stromsparender Minicomputer mit passiver Kühlung Verschlüsselte Speicherung der Messwerte Internationale Energiewirtschaftstagung Peter Wagner M.Sc. 7

9 Methodische Vorgehensweise und Entwicklung des Messkonzepts Kein Eingriff in das bestehende System Optisch und akustisch nicht wahrnehmbar (z.b. durch Geräusche der Lüfter oder blinkende LEDs) Verschraubbare Anschlüsse Schutz vor unbeabsichtigtem Lösen von Datenleitungen 10. Internationale Energiewirtschaftstagung Peter Wagner M.Sc. 8

10 Methodische Vorgehensweise und Entwicklung des Messkonzepts Kompakte Bauweise mit mechanischem Schutz (Staub, Schmutz, Spritzwasser) Übertragung der Konfigurationsdatei zwischen einzelnen Cloud-Loggern oder dem Cloud-Server Virtuelle Kombination mehrerer Cloud-Logger zu einem Cloud-Logger Hohe Datensicherheit 10. Internationale Energiewirtschaftstagung Peter Wagner M.Sc. 9

11 Gliederung Motivation und zentrale Fragestellung Methodische Vorgehensweise und Entwicklung des Messkonzepts Herausforderungen und Lösungen Fehlende Internetverbindung Fehlende VPN-Verbindung Veränderung und Beschädigung der Messinstrumente Ergebnisse und Schlussfolgerungen 10. Internationale Energiewirtschaftstagung Peter Wagner M.Sc. 10

12 Herausforderungen und Lösungen Messsystem hat Anforderungen und sichere Messdatenerfassung vollkommen erfüllt Ursachen dieser Problematik: Fehlende Internetverbindung Ursachen für die fehlende Internetverbindung sind Veränderungen der Router-Einstellungen durch die Panelteilnehmer Möglichkeiten zur Fehleranalyse und Behebung ist der Einsatz eines eigenen UMTS-fähigen Routers 10. Internationale Energiewirtschaftstagung Peter Wagner M.Sc. 11

13 Herausforderungen und Lösungen Fehlende VPN Verbindung Ursachen für die fehlende VPN-Verbindung sind meistens ebenfalls veränderte Routereinstellungen Möglichkeiten zur Fehleranalyse: Zugriff auf die fehlerhafte Box mittels SSH (Secure Shell) Verbindung 10. Internationale Energiewirtschaftstagung Peter Wagner M.Sc. 12

14 Herausforderungen und Lösungen Veränderung und Beschädigung der Cloud-Logger bzw. der Messinstrumente durch die Panelteilnehmer Bei der Ablesung der Stromzähler wurde das optische Element zur Erfassung der elektrischen Leistung entfernt und anschließend fehlerhaft wieder angebracht Im Zuge des Umbaus der Heizungsanlage wurde die verbaute Messtechnik von den beauftragten Handwerkern unsachgemäß entfernet und dadurch beschädigt 10. Internationale Energiewirtschaftstagung Peter Wagner M.Sc. 13

15 Herausforderungen und Lösungen Veränderung und Beschädigung der Cloud-Logger bzw. der Messinstrumente durch die Panelteilnehmer Der Klimasensor für die Erfassung der Außentemperatur und der Luftfeuchtigkeit wurde in den Innenraum des Hauses gestellt Die Cloud-Logger im Wohnraum wurden bei Reinigungsarbeiten ausgesteckt und abgebaut oder nicht wieder eingesteckt Aufgrund von Überspannungen oder Kurzschlüssen (z. B. Gewitter, Blitzschlag) wurden Cloud-Logger beschädigt Router wurden über Nacht abgeschaltet bzw. nur stundenweise in der Woche eingeschaltet 10. Internationale Energiewirtschaftstagung Peter Wagner M.Sc. 14

16 Gliederung Motivation und zentrale Fragestellung Methodische Vorgehensweise und Entwicklung des Messkonzepts Herausforderungen und Lösungen Fehlende Internetverbindung Fehlende VPN-Verbindung Veränderung und Beschädigung der Messinstrumente Ergebnisse und Schlussfolgerungen 10. Internationale Energiewirtschaftstagung Peter Wagner M.Sc. 15

17 Ergebnisse und Schlussfolgerungen Hohe Datensicherheit Einfache Integration der Messtechnik in bestehende Systeme Ausgezeichnet für sicheres Energiedatenmanagement Hoher Bedien- und Auswertekomfort Hauptfehlerquelle war das fehlende WLAN Signal, welches der Panelteilnehmer in 95% der Fälle beeinflusst Abhilfe schafft der Einsatz von eigenen UMTS fähigen Routern Messsystem ist so gut, wie wenig es von Außen gestört werden kann 10. Internationale Energiewirtschaftstagung Peter Wagner M.Sc. 16

18 Peter Wagner M.Sc. Fachgebiet für Netzintegration Wissenschaftszentrum Straubing Schulgasse 22 D Straubing Telefon: ARTEMES GmbH Hauptplatz 105 A-8552 Eibiswald