Energieverbrauch analysieren mit dem Sankey-Diagramm
Transparenz in den Energieverbrauch bringen, indem Energieflüsse in ihrer Art, Menge und Richtung visualisiert werden: Diese Informationen liefert das Sankey-Diagramm. Dem Energiemanagement bietet diese Analyseform damit einen guten Überblick, wo und in welcher Menge im Unternehmen die eingesetzte Energie verbraucht wird. Zurecht findet sich das Sankey-Diagramm daher auch sehr häufig in Berichten für Energieaudits und ISO-50001-Zertifizierungen wieder.
In diesem Beitrag zeigen wir, wie Sankey-Diagramme im Energiemanagement eingesetzt werden, welche Vorteile sie bieten wie sie am einfachsten erstellt werden können.
Was ist ein Sankey-Diagramm?
Ein Sankey-Diagramm ist eine spezielle Form des Flussdiagramms, welches im Energiekontext deshalb auch of Energiefluss-Diagramm genannt wird. Im Gegensatz zu klassischen Flussdiagrammen, die nur Richtungen zeigen, oder Balkendiagrammen, die absolute Werte gegenüberstellen, visualisiert das Sankey-Diagramm den Energieverbrauch in tatsächlichen Mengenrelationen in einem System. Das macht es besonders wertvoll für die Analyse komplexer Energieverteilungen.
Die charakteristischen Elemente eines Sankey-Diagramms sind:
- Knoten: sie repräsentieren Quellen, Verbraucher oder Verteilerpunkte wie Hauptzähler, Produktionshallen, einzelne Maschinen etc.
- Flüsse: ihre Breite ist direkt proportional zur transportierten Energiemenge
- Farbkodierung: zur Unterscheidung verschiedener Energieträger oder Bereiche
Im Energiemanagement hat sich das Sankey-Diagramm als wichtiges Werkzeug etabliert. Neben der Visualisierung von Energieflüssen wird die Darstellung auch oft für die Visualisierung von Material-, Kosten- oder Wertströmen eingesetzt.
Welche Informationen können mit dem Sankey-Diagramm visualisiert werden?
Das Sankey-Diagramm visualisiert Energieströme. Die Voraussetzung dafür ist, dass die entsprechenden Daten auch vorliegen, um die Verbräuche entsprechend darstellen zu können. Auf die Datenbasis und worauf es hier ankommt, gehen wir später nochmal ein. Gehen wir davon aus, dass sämtliche Daten zu Energieverbräuchen und ggf. auch Energieerzeugung zur Verfügung stehen, hängen die Energieströme von der jeweiligen Fragestellung ab, beispielsweise welche die Hauptverbraucher sind, wo Verluste entstehen oder welche Prozesse besonders energieintensiv sind.
Gängige Abbildungen der Energieflüsse in Industrieunternehmen sind zum Beispiel:
- Unternehmen ➔ Standorte ➔ Gebäude ➔ Maschinen und Anlagen ➔ Produkte
- Unternehmen ➔ Bereich ➔ Abteilung/Produktionslinie
- Stromverbrauch gesamt ➔ Abteilung/Produktionslinie ➔ Maschinen und Anlagen ➔ Produkte
Wie kleinteilig die Visualisierung werden kann, ist abhängig von der Messinfrastruktur – also wie tief in den einzelnen Unterverteilungen Messgeräte zur Verbrauchserfassung installiert sind.
Sankey-Diagramme für Energieaudits und die ISO 50001
Wie eingangs erwähnt werden Sankey-Diagramme häufig in Berichten und Dokumentationen für Energieaudits und ISO-50001-Zertifizierungen eingesetzt. Der Grund liegt vor allem darin, dass hier – vor allem für die ISO 50001 – die energetische Bewertung des Unternehmens dargestellt werden muss, in der auch die Großverbraucher aufgeführt sein müssen. In einem Sankey-Diagramm sind diese SEUs (Significant Energy Uses) direkt erkennbar und ermöglichen eine schnelle visuelle Einordnung der Verbrauchsverteilung. Daher werden die Diagramme häufig in den Berichten und den Dokumentationen für die Audits und Zertifizierungen eingesetzt, auch wenn diese Form des Energieverbrauchsdiagramms dort nicht vorgeschrieben ist.
Sankey-Diagramme in der Analyse: Wie sie Entscheidungsprozesse unterstützen
Durch die Identifikation der Großverbraucher liefert die Analyse mit einem Sankey-Diagramm auch gleich Ansatzpunkte, wo es sich lohnt, nach Einsparpotenzialen zu suchen. Denn generell gilt: Je größer der Energieverbrauch, desto größer können auch die möglichen Einsparungen ausfallen.
Das Sankey-Diagramm als erster Schritt bei der Suche nach Einsparpotenzialen
Deckt ein Sankey-Diagramm gewisse Verbrausstellen als besonders energieintensiv auf, bietet es sich an, dort genauer nach Einsparpotenzialen zu suchen. Am besten werden dann weitere Datenaufbereitungen und Visualisierungsformen zu Rate gezogen. Mehrere unterschiedliche Ansätze dafür haben wir in unseren Blog-Beiträgen zur Analyse des Energieverbrauchs ausgearbeitet, darunter die Lastganganalyse, das Rasterdiagramm bzw. Heatmap oder die Dauerkennlinie.
Neben dem Ansatzpunkt der Großverbraucher sind Sankey-Diagramme auch sehr hilfreich auf der Suche nach Leckagen und Energieverlusten. Insbesondere bei kostenintensiven Energieträgern wie Druckluft ist das Minimieren von Leckagen ein Hebel für eine höhere Energieeffizienz und geringere Kosten.
Einsparmaßnahmen bewerten und priorisieren
Sind vor allem größere Potenziale gefunden, verzögert sich deren Umsetzung oft aufgrund des damit verbundenen Aufwands und der nötigen Investition – obwohl die Maßnahme eigentlich wirtschaftlich wäre. Die VALERI-Berechnung hilft hier bei der Priorisierung, indem sie aufzeigt, welche Maßnahmen sich wirklich lohnen. Mehr zum Vorgehen erfahren Sie in unserem ausführlichen Blog-Beitrag zu der Wirtschaftlichkeitsberechnung nach VALERI.
Die Datengrundlage für lückenlose Sankey-Diagramme
Um aber überhaupt zur Auswertung eines Sankey-Diagramms zu kommen, müssen auch alle benötigten Daten vorliegen: Messdaten aller relevanten Zählstellen, wie Hauptzähler, Unterzähler für Gebäude, Anlagen oder Prozesse – je feiner die Zählerstruktur, desto detaillierter das Sankey-Diagramm.
Eine automatisierte, digitale Energiedatenerfassung ist die Voraussetzung für möglichst lückenlose und genaue Sankey-Diagramme. Insbesondere bei nur manuell erfassten Messwerten kommt es zu größeren Ungenauigkeiten und zeitlichen Lücken, die dann zu Differenzen und Resten in der Auswertung führen. Zwar gibt es in jedem realen System kleine Abweichungen; eine gute Datenerfassung reduziert diese aber erheblich und macht auch die Ergebnisse sehr viel verlässlicher.
Sankey-Diagramme individuell und automatisiert erstellen
Die Datenerhebung ist das eine, die Datenaufbereitung und die Erstellung eines Sankey-Diagramms das andere: Unsere Energiemanagement-Software Energy Monitor übernimmt beide Aufgaben, sodass der Anwender keinen Aufwand weder mit dem Ablesen von Zählerständen noch mit dem Ausrechnen von Mengenverhältnissen hat. Für die Erstellung eines Sankey-Diagramms bietet die Software zwei Möglichkeiten:
- Ein Sankey-Diagramm individuell erstellen:
Alle gewünschten Zählstellen, die Teil des Sankey-Diagramms sein sollen, werden ausgewählt. Die Knotenpunkte können ebenfalls selbst definiert werden. - Ein Sankey-Diagramm automatisiert erstellen:
Der Nutzer wählt einen Zähler als Ausgangspunkt aus. Dann ergänzt die Energy Monitor Software alle untergeordneten Zählstellen und ordnet sie entsprechend an.
Bei beiden Optionen errechnet der Energy Monitor alle erforderlichen Energieflüsse. Nach der Berechnung können die einzelnen Ströme noch in ihrer Anordnung angepasst werden. Ist das Sankey-Diagramm fertig, bleibt es in der Software gespeichert und kann bei Bedarf weiterbearbeitet werden. Außerdem kann es als Bestandteil in die automatisierten Energieberichte aufgenommen und/oder als Vektorgrafik exportiert werden.
Den Energieverbrauch analysieren mit dem Sankey-Diagramm als Standardwerkzeug
Indem sie komplexe Energieflüsse auf einen Blick verständlich machen, Hauptverbraucher und Energieverluste identifizieren und Einsparpotenziale aufdecken, gehören Sankey-Diagramme im Energiemanagement zu den Standardwerkzeugen für die Visualisierung und Analyse des Energieverbrauchs. Ob für Energieaudits, die ISO 50001 oder im sonstigen Energiemanagement-Alltag – ein detailliertes und aussagekräftiges Energieflussdiagramm kann viel Mehrwert bieten. Voraussetzung dafür ist, dass es auf einer fundierten Datengrundlage beruht. Der Energy Monitor als leistungsstarke Energiemanagement-Software verknüpft daher beides: die detaillierte Datenbasis mit der übersichtlichen Visualisierung des Sankey-Diagramms. Der Nutzer hat dabei keinen Aufwand bei der Datenerhebung oder -aufbereitung, sondern kann sich auf die Analyse des Energieverbrauchs konzentrieren.
Überzeugen Sie sich selbst und erstellen Sie ein Sankey-Diagramm kostenlos in unserem Energy Monitor Demo-System.
