Ende April 2023 lud Eaton Experten zum Gespräch und einer Live-Demonstration des Energiemanagements an den Standort in Le Mont-sur-Lausanne. Dort befindet sich das Forschungszentrum und das globale Kompetenzzentrum für Elektrofahrzeuge. Eaton vertritt den Ansatz, «alles» als ein Netz zu betrachten – also auch das Gebäude. Delphine Clement, Leiterin Handel- und Industriegebäude bei Eaton, erläuterte, warum die Energiewende und «Net Zero» ohne die Umrüstung von Gebäuden nicht möglich sind. Die hohen Energiepreise und das Bedürfnis nach grösserer Energiesicherheit üben Druck auf die Verbesserung der Energieeffizienz aus. In diesem Zusammenhang werden Gebäude und Flotten elektrifiziert und es muss auf Strom aus erneuerbaren Energiequellen umgestellt werden. Die Art und Weise, wie das Netz funktioniert und wie Energie verbraucht wird, verändert sich vor allem durch folgende drei Trends: Dekarbonisierung, Digitalisierung und Dezentralisierung von Energieerzeugung und -management.
Nachfrageseitige Flexibilität
Die Interaktion am Netzrand, also dort, wo Unternehmen und Haushalte an das Netz angeschlossen sind, rückt nun in den Fokus. Für Eigentümer von Gewerbegebäuden bedeutet die Energiewende auch eine wesentliche Aufrüstung der elektrischen Infrastruktur, um die zusätzlichen Lasten zu bewältigen, die durch die Elektrifizierung, einschliesslich des Aufladens von Elektrofahrzeugen, auf ihre Gebäude zukommen werden.
Energiemanagement wird für Gebäudeeigentümer immer wichtiger. Ein Energiemanagementsystem dient der systematischen Erfassung von Energieströmen und ermöglicht eine Echtzeittransparenz der Energieerzeugung und -nutzung innerhalb des Gebäudes.
«Buildings as a Grid»
Für Gebäudeeigentümer, die sich mit dem Laden von Elektrofahrzeugen befassen, ist es wichtig, strategisch über den sonstigen Energiebedarf ihres Gebäudes nachzudenken. Der strategische Ansatz «Buildings as a Grid» wurde entwickelt, um Gebäudeeigentümern zu helfen, bei der Bereitstellung einer Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge potenzielle Schwierigkeiten zu vermeiden. Dieser Ansatz umfasst drei Systeme: Ladestationen für E-Autos, erneuerbare Energieerzeugung vor Ort (PV) und ein Energiespeichersystem.
Eigenes Büro als Vorzeigeobjekt
Eaton war sich bewusst, dass das Gebäude in Le Mont-sur-Lausanne auch energieeffizient sein muss, um als Energiezentrum erfolgreich zu sein. In dem gemischt genutzten Gebäude befinden sich ausser dem Büro von Eaton noch ein Kindergarten, ein Geschäft und eine Tiefgarage. Der «Buildings as a Grid»-Ansatz, den Eaton dort umgesetzt hat, umfasst eine 100-kWp-Photovoltaikanlage auf dem Dach, ein Batteriespeichersystem (20 kW Leistung und 21 kWh Kapazität), 16 Ladestationen für Elektrofahrzeuge in der Tiefgarage und ein Gleichstrom-Schnellladegerät, das neben den Parkbuchten ausserhalb des Gebäudes für die Öffentlichkeit zugänglich ist.
Die firmeneigene Energiemanagement-Software wird eingesetzt, um die Nutzung der von der PV-Anlage erzeugten Solarenergie zu optimieren. Seit Juli 2022 wird das Konzept «Gebäude als Netz» in Le Mont-sur-Lausanne überwacht. Für den Zeitraum von Juli bis Dezember 2022 wurden Statistiken erstellt, die zeigen, wie viel Geld und Kohlendioxidemissionen eingespart wurden, indem der Strom, den das Gebäude aus dem Netz benötigte, durch erneuerbare Energie aus den Sonnenkollektoren kompensiert wurde.
Die Auswertungen aus dem Jahre 2022 zeigen, wie das Unternehmen trotz steigender Energiepreise eine Kosteneinsparung von 60 % (durchschnittlich ca. 1700 CHF) pro Monat und die CO2-Emissionen um durchschnittlich eine Tonne pro Monat reduziert hat.
Digitaler Zwilling
Die Firma Integrated Environmental Solutions IES wurde mit der Entwicklung eines digitalen Zwillings des Gebäudes beauftragt. So konnte die Infrastruktur untersucht werden. Dabei wurde das Energieeinsparpotenzial aufgezeigt. Richard Fletcher von IES erklärte dazu: «Digitale Zwillinge sind der Schlüssel zur Energieoptimierung, weil sie wie ihre realen Gegenstücke reagieren und Daten in wichtige entscheidungsunterstützende Informationen umwandeln.» Bevor ein digitaler Zwilling erstellt wird, untersucht IES, wie ein bestimmtes Gebäude genutzt wird. Dabei werden sowohl die Energieeffizienz als auch der Nutzerkomfort berücksichtigt. Mit dem digitalen Zwilling können die potenzielle Verringerung des Energiebedarfs sowie die Energieeinsparungen und die Amortisationszeiten durch verschiedene Anwendungen prognostiziert werden. Mithilfe des digitalen Zwillings konnte im Gebäude in Le Mont-sur-Lausanne der Energieverbrauch um weitere 30 % reduziert werden, während gleichzeitig der Nutzerkomfort – beispielsweise durch die Optimierung der Beschattung – verbessert wird.
Live-Vorführung
In dem zur Energiezentrale umgebauten Gebäude ermöglicht das bereits erwähnte Dreierpaket die Integration von lokaler Energieerzeugung. In Kombination mit intelligenter Energiemanagement-Software kann die Elektrizität flexibel dem Bedarf des Gebäudes entsprechend abgerufen werden. In einer Vorführung in der Tiefgarage wurde der Umgang mit Bedarfsspitzen sowie die Optimierung des Eigenbedarfs demonstriert. Özge Karatas, Field Product Manager bei Eaton, zeigte live, wie der Strom im Gebäude automatisch dorthin geleitet wird, wo er für das Aufladen von E-Fahrzeugen und andere elektrische Anforderungen im Gebäude am meisten benötigt wird. Überschüssiger Strom wird in der Batterie gespeichert, um Strom aus dem Netz zu ersetzen, wenn die Preise zu Zeiten der grössten Nachfrage am höchsten sind. Der Strom kann bei Bedarf auch an das Stromnetz verkauft werden, wobei die daraus resultierenden Einnahmen zum Ausgleich der Energierechnungen verwendet werden. ■