Spitzenlastmanagement zur Senkung der Energiekosten
Wenn die Versorgungsunternehmen die Haushalte über die jährliche Ablesung der Zählerstände informieren, werden sich viele von uns angesichts der stark gestiegenen Energiepreise auf eine weitere hohe Rechnung gefasst machen. Der dann abgelesene Zählerstand ist die Grundlage für die Jahresabrechnung. Am Ende des Jahres wird also abgerechnet, wie viel Strom verbraucht wurde und welche Kosten dafür anfallen.
Für energieintensive Unternehmen ist dieser Vorgang etwas komplizierter, denn die Stromkosten sind zusätzlich davon abhängig, wie viel Strom gleichzeitig verbraucht wurde. Diese sogenannten Lastspitzen können für Unternehmen sehr kostspielig werden. Und auch, wenn erst zum Schluss abgerechnet wird, gilt es das ganze Jahr über darauf zu achten, dass möglichst keine Lastspitzen entstehen. Welche Möglichkeiten haben Unternehmen, ihre Lastspitzen zu senken und welche technische Unterstützung gibt hierfür? Diesen Fragen gehen wir im folgenden Artikel nach.
Spitzenlasten vermeiden - aber warum?
Ein kleiner Exkurs in die Zusammensetzung des Strompreises
Für private Haushalte setzt sich der Strompreis in der Regel aus dem Grundpreis und dem Arbeitspreis zusammen. Für beide Komponenten wird für einen Zeitraum ein Wert festgelegt und dann wird für diesen Zeitraum für den insgesamt verbrauchten Strom der festgelegte Preis abgerechnet – unabhängig davon, wann er verbraucht wurde.
Für energieintensive Unternehmen kommt zu diesen beiden Komponenten noch ein weiterer hinzu: der Leistungspreis. Hierfür wird schon während des gesamten Jahres in 15-Minuten-Intervallen der Stromverbrauch gemessen und übermittelt. Anhand des höchsten Mittelwertes wird der Leistungspreis bestimmt. Das bedeutet, dass schon eine einzige Lastspitze den Leistungspreis und damit die Gesamtkosten für den Strom in die Höhe treiben kann.
Dieser Leistungspreis soll Unternehmen dazu motivieren, Lastspitzen möglichst zu vermeiden, denn für das Stromnetz im Ganzen ist es von Vorteil, wenn der Stromverbrauch möglichst konstant und ohne Lastspitzen bleibt.
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Predictive & Prescriptive Analytics
Wie entstehen Lastspitzen? Und wie kann man sie senken?
Lastspitzen entstehen meistens, wenn mehrere Geräte gleichzeitig Strom verbrauchen, beispielweise wenn viele Maschinen zu Produktionsbeginn gleichzeitig eingeschaltet werden und durch das Hochfahren gleichzeitig viel Energie beanspruchen.
Wer Lastspitzen vermeiden möchte, muss zunächst einmal analysieren, wann und wodurch sie ausgelöst werden. Hierfür muss der Stromverbrauch aller Geräte im Unternehmen systematisch erfasst werden. Hierbei müssen auch Verbraucher bedacht werden, die nicht direkt für die eigentliche Produktion benötigt werden, beispielsweise Klimaanlagen oder Heizungen.
Auf Grundlage der Daten kann dann analysiert werden, wie die Lastspitzen entstehen und wie sie verhindert oder zumindest geglättet werden können. Hierbei wird ein maximal zulässiger Mittelwert ermittelt, der nicht überschritten werden sollte.
Je nachdem, wodurch die Lastspitzen entstehen, können verschiedene Lösungsansätze genutzt werden, um eine Senkung zu erreichen. Ein häufiger Grund für Lastspitzen ist wie bereits genannt das gleichzeitige Anschalten mehrerer Maschinen, die beim Start viel Energie verbrauchen. Werden diese Maschinen zeitversetzt eingeschaltet, kann eine Lastspitze vermieden werden, ohne dass es im Produktionsprozess zu größeren Auswirkungen kommt.
Außerdem können energieintensive Prozesse in Tageszeiten gelegt werden, in denen sie durch selbsterzeugte Energie (beispielsweise Photovoltaikanlagen) gespeist werden können.
Falls Lastspitzen produktionsbedingt nicht durch einfaches Verschieben der Prozesse gesenkt werden können, gibt es verschiedene Möglichkeit ihnen zu begegnen. Es ist beispielsweise möglich, den Energieverbrauch von Lastspitzen durch den Einsatz von Stromspeichern zu decken. Hierbei werden Stromspeicher in Zeiten, in denen der Stromverbrauch niedrig ist, gefüllt und der gespeicherte Strom genutzt, wenn der Energiebedarf steigt.
Eine weitere Möglichkeit ist der sogenannte Lastabwurf. Hierbei werden bei produktionsbedingten Lastspitzen Verbraucher vorrübergehend abgeschaltet, die nicht produktionsrelevant sind. So können Spitzen reduziert werden ohne große Eingriffe in die Produktion vorzunehmen. Bei den abgeschalteten Verbrauchern handelt es sich meist um Klima-, Belüftungs- oder Heizanlagen, durch deren Abschaltung der Gesamtverbrauch kurzfristig und vorrübergehend gesenkt werden kann.
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Mathematische Modelle verschaffen Überblick
Lastspitzen zu vermeiden, muss als zusätzliches Ziel neben all den bereits bestehenden im Produktionsablauf gesehen werden. Kosteneffizienz, minimale Durchlauf- und Rüstzeiten, Liefertreue und Maschinenauslastung müssen nach wie vor möglichst optimal erreicht werden. Diese allein und auch das Lastspitzenmanagement allein betrachtet können schon eine sehr komplexe Problemstellung darstellen – gemeinsam wird die Lösung noch schwieriger. In vielen Fällen wird die Planung zu einem so komplexen Problem, dass eine manuelle Lösung nicht mehr effizient möglich ist.
Ein mathematisches Modell und die entsprechenden Algorithmen können das Lastspitzenmanagement in der Planung von Prozessen direkt mitdenken. Die Verbrauchsdaten gehen neben allen anderen relevanten Daten in das Modell ein und ermöglichen so eine Planung, die auch möglichst niedrige Lastspitzen erzielt.
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In Was-Wäre-Wenn-Szenarien können zusätzlich Investitionen durchgespielt und die Ergebnisse übersichtlich und leicht verständlich dargestellt werden. Lohnt eine Investition in Speicher- oder Photovoltaikanlagen? Und wie verändert sich die Planung hierdurch. So können Sie strategische Alternativen auf Grundlage von Fakten prüfen und eine datenbasierte Entscheidung treffen.
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Abgerechnet wird zum Schluss
Auch wenn erst zum Schluss abgerechnet wird, durch intelligente Planung und Investitionen können die Energiekosten für viele Unternehmen gesenkt werden. Es gibt viele Möglichkeiten den Leistungspreis zu senken, die zumindest geprüft werden sollten. Für private Haushalte gilt leider, wer weniger zahlen möchte, muss weniger verbrauchen.
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