Digitalisierung treibt Energieeffizienzsteigerungen voran: Das Energiemanagementsystem von Schneider Electric und nachgewiesene Einsparungen

Die EcoStruxure™-Architektur von Schneider Electric beschreibt technologische Wege zur Erzielung quantifizierbarer Effizienzverbesserungen in Rechenzentren, Mikronetzen und Industriebetrieben.

Einleitung: Der Fokus auf quantifizierbare Ergebnisse

Im modernen Industrie- und Energiemanagementsektor, der durch globale Effizienzvorgaben und Initiativen zur Kostenkontrolle von Unternehmen verstärkt wird, ist die tatsächliche Wirksamkeit von Energiemanagementsystemen (EMS) von größter Bedeutung. Der Fokus der Branche hat sich von reinen Überwachungsfunktionen auf die Bereitstellung quantifizierbarer Energieeinsparungen verlagert, die durch algorithmische Optimierung, Hardware-Software-Integration und fortschrittliche Managementtechniken erreicht werden. Schneider Electric liefert mit seinen EcoStruxure™-Lösungen konkrete Beispiele dafür, wie moderne EMS-Architekturen in Umgebungen mit hohem Energieverbrauch erhebliche Energieeinspareffekte erzielen.

Bewältigung des Energieverbrauchs in Rechenzentren
Rechenzentren stellen ein typisches Szenario mit hohem Energieverbrauch dar und stehen vor der ständigen Forderung nach kontinuierlicher Stabilität und Reduzierung des Energieverbrauchs. Herkömmliche Betriebsmodelle basieren häufig auf übermäßiger Redundanz, insbesondere bei Kühlsystemen, was zu einer anhaltend hohen Power Usage Effectiveness (PUE) führt.

Die Lösung:Die Systeme von Schneider Electric nutzen fortschrittliche Algorithmen und maschinelles Lernen, um die Energieeffizienz zu optimieren, ohne die Zuverlässigkeit zu beeinträchtigen.

• Empirische Daten: Proof-of-Concept-Tests (POC) zeigten, dass durch die Anwendung dieser Lösung zur Optimierung der Energieeffizienz eine Gesamtenergieeinsparungsrate von etwa 25 % bei einer deutlichen Reduzierung des PUE-Werts erzielt wurde.
• Präzision und Stabilität: Betriebsdaten bestätigen eine verbesserte Präzision der Umgebungskontrolle: Die durchschnittliche Temperatur im Computerraum wurde bei 26,2 Grad und die Luftfeuchtigkeit bei 44 % gehalten, wobei die Stabilität der Innentemperatur zwischen 25,1 und 29,4 Grad gehalten wurde. Dies zeigt das Potenzial für eine verfeinerte Verwaltung vorhandener Hardware durch Softwarealgorithmen.

Wirtschaftliche Optimierung verteilter Mikronetzsysteme
Die zunehmende Verbreitung verteilter Energiequellen (DERs) wie Photovoltaik und Energiespeicherung in Industrieparks und Gewerbegebäuden erfordert eine Verlagerung des Energieeffizienzmanagements vom einfachen Stromverbrauch hin zur umfassenden Planung von „Quelle, Netz, Last und Speicherung“.

Das System:Der EcoStruxure™ Microgrid Advisor (EMA) von Schneider Electric nutzt globale Optimierungsalgorithmen zur Verwaltung komplexer Energiestrukturen.
🌟Wirtschaftliche Auswirkungen: Daten zeigen, dass durch globale Optimierungsplanung über das Microgrid-Managementsystem die wirtschaftliche Gesamteffizienz eines Microgrids im Vergleich zu unabhängigen DER-Betrieben um 5 bis 25 % verbessert werden kann. Dies wird häufig durch eine wirtschaftliche Planung auf der Grundlage von Techniken wie der modelloptimierten Steuerung (MPC) erreicht.
🌟Verifizierte Umsetzung: Beim Netto-Null-Kohlenstoff-Gebäudeprojekt der Fu Lei Library in Shanghai wurde der Stromverlust des Mikronetzsystems um 28 % reduziert. In ähnlicher Weise reduzierte das System im ProFis-Projekt einer kohlenstofffreien Fabrik in Wuxi die Stromgestehungskosten (LCOE) um 7 % und den Gesamtenergieverbrauch um 14 %.

Verbesserung der Anlagenauslastung durch proaktives Management
Die energiesparenden Vorteile eines EMS werden auch durch eine verbesserte Anlagenauslastung und eine optimierte Betriebs- und Wartungseffizienz (O&M) realisiert, was indirekt die Betriebskosten senkt. Neuere integrierte Energiebetriebssysteme (z. B. EcoStruxure™ Energy Operation) legen den Schwerpunkt auf proaktive Vorhersagefunktionen gegenüber der für herkömmliche SCADA-Systeme typischen Überwachung nach einem Ereignis.

Wichtige technologische Komponenten:

• Umfassende Statusanalyse: Diese Systeme umfassen proprietäre Algorithmen, beispielsweise für die Alterung von Leistungsschaltern und den Temperaturanstieg, kombiniert mit einer Wellenformanalyse auf Mikrosekundenebene, um eine detaillierte Analyse des Gerätestatus zu ermöglichen.
• Intelligente Schnittstelle: Das System integriert nativ einen KI-Agenten, der es Benutzern ermöglicht, mit der EMS-Funktionalität, der Überwachung und dem Datenstatus in natürlicher Sprache zu interagieren und so die Effizienz zu steigern.

Dieser technologische Fortschritt erleichtert den Übergang vom reaktiven Energiemanagement zur vorbeugenden Wartung, wodurch ungeplante Ausfallzeiten und die damit verbundene Energieverschwendung durch plötzliche Geräteausfälle wirksam verringert werden.

Die Synergie von Hardware und Software
Schneider Electric vertritt die Auffassung, dass Hardware die Grundlage bildet, Software jedoch die Managementintelligenz liefert. Der maximale Energieeffizienzwert wird durch eine symbiotische Synergie zwischen „Hardware und Software“ erreicht. Durch die Integration mehrdimensionaler Daten – einschließlich Elektrizität, HVAC und Umweltfaktoren – bewältigt das EMS kollaborative Herausforderungen, wie z. B. das Ungleichgewicht zwischen Kühl- und Stromlasten in Rechenzentren, und sorgt so für eine effiziente Ressourcennutzung. Dieser Ansatz positioniert das Energiemanagement als Wertzentrum und nicht nur als Kostenstelle für Unternehmen.

Zusammenfassung der nachgewiesenen Wirksamkeit

Die Wirksamkeit des Energieeffizienz-Managementsystems von Schneider Electric wird durch konkrete Ergebnisse in verschiedenen Betriebsumgebungen bestätigt. Das System sorgt für eine Gesamtenergieeinsparung von etwa 25 % in Rechenzentrumsumgebungen mit hohem Verbrauch und erzielt erhebliche Reduzierungen des Energieverbrauchs, wie beispielsweise die bei industriellen Mikronetzen beobachtete Reduzierung um 14 %. Diese empirischen Belege unterstreichen, dass dynamische Optimierung und intensive Zusammenarbeit zwischen Hardware und Software eine praktikable Strategie zur Erreichung langfristiger Energieeffizienz und nachhaltiger Betriebsziele darstellen.

Fragen und Antworten zur Branche: Den Wert moderner EMS verstehen
F1: Welche Bedeutung hat die im Rechenzentrumsfall erwähnte PUE-Reduktion?
A: PUE (Power Usage Effectiveness) ist eine Schlüsselkennzahl, wobei ein Wert näher bei 1,0 eine höhere Effizienz anzeigt. Eine deutliche Reduzierung des PUE bestätigt, dass das EMS den Energiebedarf für Nicht-IT-Funktionen (z. B. Kühlung) erfolgreich gesenkt hat, was zu direkten Einsparungen bei den Betriebskosten geführt hat.
F2: Wie erreicht das EMA-System eine globale Optimierung in Mikronetzen?
A: Der EcoStruxure™ Microgrid Advisor (EMA) verwendet fortschrittliche Algorithmen, einschließlich Model Predictive Control (MPC), um Energieangebot und -nachfrage vorherzusagen. Dadurch kann das System den wirtschaftlich optimalen Zeitplan für verteilte Ressourcen (Erzeugung, Speicherung und Last) im gesamten Mikronetz berechnen und ausführen und so die begrenzte Effizienz des isolierten Betriebs übertreffen.
F3: Auf welche Weise trägt das System zur vorbeugenden Wartung bei?
A: Das System geht über die herkömmliche SCADA-Funktion hinaus, die nur nach einem Ereignis warnt. Durch die Integration umfassender Analysealgorithmen für den Gerätestatus und die Nutzung fortschrittlicher Wellenformanalysen kann das EMS subtile Anzeichen einer Verschlechterung (z. B. Alterung von Leistungsschaltern) frühzeitig erkennen und es Betreibern so ermöglichen, vorbeugende Wartungsarbeiten zu planen und plötzliche, kostspielige ungeplante Ausfallzeiten zu vermeiden.

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