Analysefunktionen im Energiemanagement: Die Heatmap

Damit der Energieverbrauch immer ins Raster passt:
Die Heatmap im Energiemanagement

Die Heatmap, auch Rasterdiagramm oder Carpet Plot (von engl. carpet = Teppich) genannt, ist eine wichtige Analysefunktion im Energiemanagement, um Verbrauchsmuster im Energieverbrauch zu untersuchen. Anhand der Visualisierung werden vor allem Ausreißer im Verbrauch ersichtlich.

 

Aufbau der Analysefunktion Heatmap

Die Analysefunktion bringt Messwerte visuell in einen zeitlichen Zusammenhang. Dreidimensionale Daten können dadurch in einer zweidimensionalen Darstellung zusammengeführt werden. Dafür werden alle Werte (z.B. des Energieverbrauchs) in ein Raster eingetragen, das über zwei unterschiedliche zeitliche Auflösungen verfügt, zum Beispiel Tage auf der y-Achse und Stunden auf der x-Achse. Die entsprechenden Messwerte werden dann in einer farblichen Kodierung dargestellt (z.B. gelb für geringe Werte und blau für hohe Werte). Alle Beobachtungen, die jeden Tag zur gleichen Uhrzeit auftreten, sind dadurch in der gleichen Spalte zu finden.

Im Energiemanagement eignet sich das Rasterdiagramm, um den Energieverbrauch zu bestimmten Uhrzeiten an unterschiedlichen Tagen zu vergleichen. Dabei gibt es unterschiedliche Darstellungsmöglichkeiten, wie hier in unserer Energiemanagement-Software Energy Monitor:

Welche Erkenntnisse liefert die Heatmap dem Energiemanagement?

Mit dem Rasterdiagramm können insbesondere große Datenmengen übersichtlich dargestellt und schnell erfasst werden, da sich die verschiedenen Ausprägungen (z.B. besonders geringe oder hohe Verbräuche bzw. Auslastungen) visuell deutlich voneinander abheben. Genauso können damit auch regelmäßige Verbrauchsmuster sowie Abweichungen davon sehr gut erkannt werden, welche beispielsweise mit der Lastganganalyse unerkannt bleiben würden. So kann beispielsweise festgestellt werden, wenn eine Maschine oder Anlage unnötigerweise auch außerhalb der Betriebszeiten läuft. Grund dafür sind häufig fehlerhafte Einstellungen in den automatischen Steuerungen. Das kann aber sehr leicht angepasst werden, was dann zum Teil erhebliche Einsparungen – ohne Investitionskosten – ermöglicht. Ein gutes Beispiel mit konkreten Zahlen finden Sie dazu in unserem Beitrag CO2 einsparen mit effizienter Beleuchtung.

 

Weitere Anwendungsfälle sowie typische Muster haben wir in unserer Testumgebung des Energy Monitors zusammengestellt, darunter:

Energieverbrauch in der Produktion

OPTENDA Energy Monitor Heatmap Rasterdiagramm Last CNC-Maschine
Im Screenshot ist der Stromverbrauch eines Monats von einer der CNC-Maschinen in der Produktion eines Unternehmens dargestellt. Hier ist erkennbar, dass die Maschine teilweise eine Woche gar nicht in Betrieb ist (siehe gelbe Zeile in der Mitte des Diagramms). Läuft die Produktion hier aber, dann ist sie auch durchgängig eingeschaltet und verbraucht Energie (siehe violette Fläche in der unteren Hälfte). Das kann an einem Prozess liegen, der eine so lange Bearbeitung erfordert. Ist dies allerdings nicht der Fall, sollte geprüft werden, ob die Maschine z.B. nachts ausgeschaltet oder zumindest heruntergefahren werden kann, um den Energieverbrauch zu reduzieren.

 

Energieerzeugung einer PV-Anlage

Heatmap PV-Anlage Energy Monitor OPTENDA
Im Rasterdiagramm lässt sich nicht nur der Energieverbrauch darstellen, sondern auch die Energieerzeugung. Auf dem Screenshot ist die erzeugte Strommenge aller PV-Anlagen eines Beispielbetriebs innerhalb eines Monats abgebildet. Hier ist deutlich zu sehen, dass von mittags bis nachmittags der meiste Strom erzeugt wurde – logischerweise, denn hier scheint in der Regel die Sonne am stärksten. Die regnerischen und bewölkten Tage sind in der Heatmap dadurch auch leicht zu erkennen. Sollte die Stromproduktion aber trotz Sonnenschein geringer als erwartet ausfallen, könnte ein Defekt an einer der Anlagen vorliegen.

 

Anhand des Rasterdiagramms auf ungewollte Abweichungen im Energieverbrauch schnell reagieren

Mit der Analysefunktion des Rasterdiagramms kann das Energiemanagement also leicht Unregelmäßigkeiten im Energieverbrauch bzw. in der betriebseigenen Energieerzeugung aufdecken. Um solche künftig zu vermeiden, können sie zunächst weiter beobachtet und analysiert werden, indem Benachrichtigungen in der Monitoring-Software bei der Über- bzw. Unterschreitung eines Grenzwerts im Verbrauch bzw. der Erzeugung eingestellt werden. Oder es können direkt Maßnahmen identifiziert und umgesetzt werden, wie z.B. im oben erwähnten Beispiel der fehlerhaften automatischen Steuerung. Dadurch kann die Energieeffizienz eines Unternehmens einfach gesteigert und der Energieverbrauch schnell und kostengünstig gesenkt werden.

 


 

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