Mit intelligenten Steuersystemen Energieverbrauch senken
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Energieeffizienz und erneuerbare Energien sind klare Antworten auf den Klimawandel. Sie sollen die Förderung, Nutzung und Vermarktung fossiler Brennstoffe ablösen und die CO₂-Emissionen reduzieren. Ebenso wichtig jedoch wie die Bereitstellung von Energie aus regenerativen Quellen ist der sparsamere Umgang mit Strom, Wärme oder Licht. Allein zum Beheizen von Räumen benötigen private Haushalte in Deutschland im Schnitt mehr als zwei Drittel ihres Gesamtbedarfs an Energie – trotz bundesweit geförderter Wärmedämmung und moderner energetischer Sanierung.
Im Winter also frieren, um Heizenergie zu sparen? Das ist selbstverständlich keine Lösung. Stattdessen kann auch die bewusste Regelung von Wärmezufuhr im Gebäude dazu beitragen, den Energieverbrauch zu senken. Intelligente Automatisierungssysteme sollen dabei helfen. Sie registrieren den individuellen Energiebedarf des Nutzers und steuern die Energiezufuhr dementsprechend. Im Labor für Smart Building Systems an der Technischen Hochschule Georg Agricola (THGA) wird an solchen Systemen gefeilt und geforscht. Mit der immer wiederkehrenden Erkenntnis: Gute Technik ist das eine, das Verhalten der Nutzer das andere.
Gemeinsame „Techniksprache“ finden
„Die smarte Vernetzung von Lichtquellen, Klimaanlagen oder Heizungen mit einer intuitiven Steuerung, die der Mensch gut bedienen kann, ist eine große Herausforderung“, sagt Prof. Dr. Markus Gehnen, der das Labor gegründet hat und es heute leitet. Jedes Produkt eines bestimmten Herstellers spricht seine eigene „Techniksprache“. Unterschiedliche Geräte beispielsweise mit einem zentralen Bedienfeld zu kombinieren sei daher oft schwierig. An entsprechenden Lösungen für den Privathaushalt wie auch für gewerblich genutzte Gebäude arbeitet Gehnen gemeinsam mit Kolleginnen und Kollegen, aber auch mit Studierenden der Bachelor- und Masterstudiengänge.
So auch bei einem Projekt mit dem Wohnungsunternehmen Vivawest und dem Techniklieferanten Kieback & Peter. In Mietwohnungen im Ruhrgebiet testeten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Labors ein smartes Steuerungssystem, bei dem eine Automatik das Auf- und Zudrehen der Heizung abhängig von der Raumbelegung regelt. Ein neben der Zimmertür angebrachter Bewegungssensor erfasst, wann sich jemand im Zimmer aufhält, ermittelt Regelmäßigkeiten und funkt passende Stellbefehle an ein ferngesteuertes Ventil. Das Ziel: Energieersparnis ohne Komforteinbuße und allzu hohe Investitionen.
Der Einfluss des Nutzers
Um herauszufinden, wie effizient das System Heizenergie spart, heizten verschiedene Mieterinnen und Mieter in drei Vivawest-Objekten aus Gelsenkirchen, Oberhausen und Duisburg im Winter 2014/2015 mit Unterstützung der smarten Technologie. Ihre Ergebnisse stellten Gehnen und sein Team den Ergebnissen aus vergleichbaren Haushalten ohne intelligente Heizung gegenüber. Interessanterweise offenbarte der Vergleich keine signifikanten Unterschiede beim Energieverbrauch der beiden Gruppen.
„Im Untersuchungszeitraum haben wir die teilnehmenden Haushalte regelmäßig besucht und festgestellt, dass viele Mieterinnen und Mieter immer wieder in das autonome Heizprogramm eingegriffen haben“, reflektiert Gehnen seine Erfahrungen bei der Durchführung des Projekts. Manuelles Verstellen des Heizungsreglers, Ausschalten des Heizkörpers oder permanent geöffnete Fenster bei Abwesenheit nennt er als wesentliche Faktoren, die den positiven Effekt der smarten Lösung ausgehebelt haben könnten. „Auf dieses Nutzerverhalten müssen wir die Technik einstellen, wenn wir positive Ergebnisse erzielen wollen“, sagt er. Gleichzeitig gelte es, Nutzerinnen und Nutzer in der Anwendung solcher Systeme zu schulen und diese in ihrer Komplexität möglichst einfach und beherrschbar zu halten.
Ein Labor für Forschung und Ausbildung
Die praxisnahen Projekte des Labors für Smart Building Systems stoßen aber nicht nur Ideen für den Technikmarkt an. Die Einrichtung dient auch den Studierenden als Experimentierfeld und Ausbildungslabor. Bereits im Bachelorstudium konfrontiert Gehnen den Nachwuchs mit Inhalten und Prozessen intelligenter Steuersysteme und lässt sie an Versuchsständen selbst mögliche Lösungen erarbeiten. Dadurch lernen sie nicht nur unterschiedliche Aspekte der Gebäudeautomation kennen, sondern knüpfen auch wichtige Kontakte zu Systemherstellern und Technikanbietern. „Wir möchten keine Spezialisten ausbilden, sondern wollen eine breite Wissensgrundlage vermitteln“, sagt Gehnen. „So behalten unsere Absolventinnen und Absolventen den Überblick und können später im Beruf zu jeder Automationsaufgabe eine anwendungsorientierte Lösung finden.“
Kontakt
Technische Hochschule Georg Agricola
Smart Heating
Prof. Dr. Markus Gehnen
+49 (0)234 968 3261
markus.gehnen@thga.de
Weitere Informationen
www.prosense.info
www.vitting.design.fh-aachen.de/forschung/
Text
Netzwerkbüro HN NRW | Eva Helm