Wie lässt sich Energiedatenerfassung in bestehende Produktionsanlagen nachrüsten?

Lisa Pauli ·
Kompakter Energiezähler mit digitalem Display, montiert an einer Industrieanlage in Hellgrau und Weiß mit türkisfarbenem Akzent.

Energiedatenerfassung lässt sich in bestehende Produktionsanlagen nachrüsten, ohne den laufenden Betrieb zu unterbrechen. Moderne Messtechnik wie flexible Rogowski-Spulen oder Klappstromwandler wird berührungslos um vorhandene Kabel gelegt und erfasst Strom, Spannung und Leistung direkt an einzelnen Maschinen oder Anlagenbereichen. Die folgenden Abschnitte beantworten die wichtigsten Fragen rund um Voraussetzungen, Technik, Integration, Kosten und Einsparpotenziale.

Welche Voraussetzungen müssen Bestandsanlagen für die Nachrüstung erfüllen?

Die Nachrüstung einer Energiedatenerfassung in Bestandsanlagen erfordert in der Regel keine baulichen Veränderungen. Entscheidend ist, dass die zu messenden Kabel zugänglich sind und die Anlage während der Montage der Sensoren weiterlaufen kann. Eine Abschaltung ist bei berührungsloser Messtechnik nicht erforderlich.

Konkret sollten Sie vor der Nachrüstung folgende Punkte prüfen:

  • Zugänglichkeit der Kabel: Die Stromleiter der zu messenden Verbraucher müssen physisch erreichbar sein, damit Sensoren angelegt werden können.
  • Phasenzuordnung: Spannung und Stromsignal müssen eindeutig der gleichen Phase zugeordnet werden, damit Leistungswerte korrekt berechnet werden. Eine falsche Phasenzuordnung führt zu erheblichen Messfehlern.
  • Stromwandler-Kompatibilität: Es dürfen ausschließlich Stromwandler mit einem Sekundärstrom von 1 A eingesetzt werden. Wandler mit 5 A Ausgang sind nicht zulässig und können Schäden am Messgerät verursachen.
  • Zeitsynchronisation: Die Uhrzeit des Messgeräts muss mit der Systemzeit übereinstimmen, damit Messdaten korrekt zeitgestempelt und auswertbar sind.
  • Netzwerkinfrastruktur: Für die Datenübertragung und den Zugriff auf das Webportal ist eine lokale Netzwerkverbindung (LAN oder WLAN) hilfreich, aber nicht in jedem Fall zwingend erforderlich.

Darüber hinaus sollten Sie vor dem Start klären, welche Verbraucher gemessen werden sollen und in welchem Zeitraum die Messung stattfindet. Kurz- und langfristige Messungen stellen unterschiedliche Anforderungen an Speicherkapazität und Konfiguration der Messkanäle.

Welche Messgeräte und Sensoren eignen sich für die nachträgliche Installation?

Für die nachträgliche Installation in Produktionsanlagen eignen sich vor allem berührungslose Messsysteme mit flexiblen Rogowski-Spulen oder Klappstromwandlern. Diese Sensoren werden einfach um das vorhandene Kabel gelegt, ohne dass Leitungen getrennt oder Anlagen abgeschaltet werden müssen. Sie messen den Strom über das Magnetfeld des Leiters.

Rogowski-Spulen

Rogowski-Spulen sind flexible, ringförmige Sensoren, die sich um Kabel beliebiger Querschnitte legen lassen. Sie sind besonders geeignet, wenn Kabel schwer zugänglich sind oder ungewöhnliche Querschnitte haben. Die Messung erfolgt berührungslos und ohne Eingriff in die Anlage. Ströme von 0,05 A bis zu 1.000 A pro Phase lassen sich so erfassen.

Klappstromwandler

Klappstromwandler sind starre Sensoren, die sich durch eine Klappmechanik um ein Kabel schließen lassen. Sie sind robust und für standardisierte Kabelquerschnitte gut geeignet. Auch hier ist keine Unterbrechung der Stromversorgung notwendig. Wichtig ist, dass das Wandlerverhältnis korrekt konfiguriert wird, da sonst falsche Messwerte entstehen.

Mobile Messkoffer kombinieren Messcontroller, Sensoren und Auswertungssoftware in einem transportablen System. Sie ermöglichen die gleichzeitige Messung mehrerer Verbraucher und sind sowohl für kurzfristige Analysen als auch für längere Messkampagnen geeignet. Bis zu 26 dreiphasige Verbraucher lassen sich parallel erfassen, bei einphasiger Messung sogar bis zu 98 Messpunkte.

Wie werden erfasste Energiedaten in bestehende IT-Systeme integriert?

Erfasste Energiedaten lassen sich über standardisierte Schnittstellen und Exportformate in bestehende IT-Systeme integrieren. Der gebräuchlichste Weg ist der Export als CSV-Datei, die sich in nahezu jede Datenbank, jedes ERP-System oder jede Analysesoftware importieren lässt. Alternativ ist eine Übertragung per FTP möglich.

Moderne Energiemonitoring-Systeme bieten darüber hinaus folgende Integrationsmöglichkeiten:

  • Lokales Webportal: Viele Systeme stellen ein browserbasiertes Portal bereit, das ohne zusätzliche Software auskommt. Live-Daten, Trendverläufe und Dashboards sind direkt im Browser abrufbar.
  • Grafana-Dashboards: Vorgefertigte Dashboards visualisieren Energie- und Leistungsdaten für beliebige Zeiträume und lassen sich in bestehende Monitoring-Umgebungen einbinden.
  • Kommunikationsmodule: Je nach Anforderung können Systeme mit LAN, WLAN, LoRaWAN oder Mobilfunk ausgestattet werden, um Daten an übergeordnete Systeme zu übertragen.
  • Lokale Datenhaltung: Wenn Datenschutz oder IT-Sicherheit eine Rolle spielen, laufen viele Lösungen vollständig lokal ohne Cloud-Anbindung. Die Daten verlassen das interne Netzwerk nicht.

Für Energieberater oder externe Auditoren können Fernzugriffe, Lastgänge und Messanalysen gezielt bereitgestellt werden. Die Kanalbezeichnungen lassen sich frei vergeben, zum Beispiel nach Maschine oder Hallenbereich, was die Zuordnung der Daten im Nachgang erheblich vereinfacht.

Was kostet die Nachrüstung einer Energiedatenerfassung in der Produktion?

Die Kosten für die Nachrüstung einer Energiedatenerfassung in der Produktion variieren je nach Anzahl der Messpunkte, eingesetzter Hardware und gewünschtem Funktionsumfang. Grundsätzlich sind mobile Messlösungen deutlich günstiger als fest installierte Systeme, da sie flexibel eingesetzt und für mehrere Standorte genutzt werden können.

Folgende Faktoren beeinflussen die Gesamtkosten:

  • Anzahl der Messpunkte: Je mehr Verbraucher gleichzeitig gemessen werden sollen, desto mehr Sensoren und Messkanäle werden benötigt.
  • Hardware: Mobile Messkoffer mit integriertem Messcontroller sind eine kosteneffiziente Alternative zu fest verbauten Systemen, besonders für temporäre Analysen oder wechselnde Einsatzorte.
  • Software: Energiemanagementsoftware ohne Lizenzkosten, die auf einem Content-Management-System basiert, reduziert die laufenden Betriebskosten erheblich.
  • Förderung: Bestimmte Messtechnik und Energiemanagementsoftware sind beim Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) als förderfähig gelistet. Das Förderprogramm Energie- und Ressourceneffizienz in der Wirtschaft kann einen Teil der Investitionskosten abdecken.

Keine konkreten Preisangaben zu nennen ist sinnvoll, da die tatsächlichen Kosten stark von der Betriebsgröße, der vorhandenen Infrastruktur und dem Umfang der gewünschten Auswertung abhängen. Eine individuelle Bedarfsanalyse ist der zuverlässigste Weg, um realistische Kosten zu ermitteln.

Wie lange dauert die Implementierung einer nachgerüsteten Energiedatenerfassung?

Die Implementierung einer nachgerüsteten Energiedatenerfassung dauert bei mobilen Plug-and-Play-Systemen oft nur wenige Stunden. Sensoren werden an den relevanten Kabeln angebracht, das Messgerät wird angeschlossen, und die Messdaten stehen unmittelbar nach dem Einschalten im Browser zur Verfügung. Eine Abschaltung der Anlage ist nicht erforderlich.

Der zeitliche Aufwand hängt von mehreren Faktoren ab:

  • Anzahl der Messpunkte: Mehr Messpunkte bedeuten mehr Konfigurationsaufwand bei der Kanalbezeichnung, den Wandlerverhältnissen und der Phasenzuordnung.
  • Zugänglichkeit der Kabel: Sind die Kabel gut erreichbar, geht die Montage schnell. Schwer zugängliche Installationen verlängern die Inbetriebnahme.
  • Konfiguration und Zeitsynchronisation: Kanaleinstellungen wie Bezeichnungen, Schwellwerte und Wandlerverhältnisse sollten vor jeder neuen Messaufgabe angepasst werden. Die Zeitsynchronisation zwischen Messgerät und PC ist ein wichtiger Schritt, der aber nur wenige Minuten in Anspruch nimmt.
  • Festinstallierte Systeme: Wenn eine dauerhafte Installation geplant ist, kommen Planung, Verkabelung und gegebenenfalls Netzwerkintegration hinzu. Hier ist mit einem Zeitraum von einigen Tagen bis wenigen Wochen zu rechnen, abhängig von der Komplexität der Anlage.

Für Energieaudits oder kurzfristige Analysen sind mobile Systeme besonders praktisch, weil sie innerhalb eines Arbeitstages einsatzbereit sind und nach Abschluss der Messung einfach wieder abgebaut werden können.

Welche Einsparpotenziale lassen sich durch nachgerüstetes Energiemonitoring realisieren?

Nachgerüstetes Energiemonitoring schafft zunächst Transparenz über den tatsächlichen Energieverbrauch einzelner Maschinen und Bereiche. Tatsächliche Einsparungen entstehen nicht durch die Messung selbst, sondern durch die Maßnahmen, die auf Basis der gewonnenen Daten abgeleitet und umgesetzt werden.

Konkret können zeitlich aufgelöste Messdaten folgende Ansatzpunkte sichtbar machen:

  • Grundlasten außerhalb der Produktionszeiten: Maschinen oder Anlagen, die außerhalb der Betriebszeiten unnötig Strom verbrauchen, lassen sich identifizieren und gezielt abschalten.
  • Ungewöhnliche Verbrauchsverläufe: Abweichungen vom erwarteten Verbrauchsmuster können auf technische Defekte, ineffiziente Betriebszustände oder Fehlkonfigurationen hinweisen.
  • Lastspitzen: Hohe Leistungsspitzen erhöhen den Arbeitspreis und können durch eine gezielte Laststeuerung reduziert werden.
  • Vergleich mehrerer Verbraucher: Parallele Messungen mehrerer Maschinen im gleichen Zeitraum ermöglichen den direkten Vergleich und helfen, ineffiziente Aggregate zu identifizieren.
  • Erfolgskontrolle von Maßnahmen: Werden Optimierungsmaßnahmen vor und nach ihrer Umsetzung messtechnisch verglichen, lässt sich der tatsächliche Effekt unter vergleichbaren Betriebsbedingungen nachweisen.

Wichtig ist dabei: Messdaten allein führen nicht automatisch zu Einsparungen. Ihr Nutzen liegt darin, Transparenz zu schaffen und eine belastbare Datengrundlage bereitzustellen, auf deren Basis Auffälligkeiten untersucht, Maßnahmen priorisiert und Veränderungen nach ihrer Umsetzung überprüft werden können. Der Fokus sollte weniger auf dem Energieverbrauch als Zahl liegen, sondern auf der Frage, welche Prozesse dahinterstecken und wie sie sich optimieren lassen.

Energiedatenerfassung nachrüsten mit manageE

Wir unterstützen mittelständische Unternehmen dabei, Energieverbrauch auf Verbraucherebene sichtbar zu machen und daraus konkrete Prozessverbesserungen abzuleiten. Unser Ansatz verbindet eigene Messtechnik mit praxisorientierter Beratung, damit aus Daten echte Entscheidungsgrundlagen werden.

Als Anbieter für Energie und Effizienz bieten wir speziell für die Nachrüstung in Bestandsanlagen folgende Leistungen:

  • Mobile Messtechnik ohne Betriebsunterbrechung: Unser mE2go-Messkoffer ist schnell einsatzbereit, misst berührungslos und liefert sofort auswertbare Daten.
  • Gleichzeitige Erfassung mehrerer Verbraucher: Bis zu 26 dreiphasige Verbraucher lassen sich parallel messen, was direkte Vergleiche zwischen Maschinen und Bereichen ermöglicht.
  • Lokales Webportal ohne Cloud-Zwang: Alle Daten bleiben im internen Netzwerk. Live-Werte, Trendverläufe und Grafana-Dashboards sind direkt im Browser abrufbar.
  • BAFA-gelistete Messtechnik und Software: Unsere Produkte sind im Rahmen des Förderprogramms Energie- und Ressourceneffizienz in der Wirtschaft förderfähig.
  • Ganzheitliche Begleitung: Von der ersten Messung über die Auswertung bis zur Ableitung konkreter Optimierungsmaßnahmen begleiten wir Sie Schritt für Schritt.

Wenn Sie wissen möchten, welche Lösung für Ihre Anlage sinnvoll ist, sprechen Sie uns an. Ein Beratungsgespräch hilft, den richtigen Einstieg zu finden.

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