Wie erfolgt die Berechnung der Energieeinsparungen durch ActiveEnergy?

Berlin. September 2021. Mittels regelmäßiger Reports hält EnergyLabs die Kunden und Partner über ihre Energie- und CO2-Einsparungen auf dem laufenden. Denn die ActiveEnergy Lösung ermöglicht effizientes Stromsparen. Nachdem unserer Hardware, die AE PowerStation installiert ist, macht diese ihre Arbeit ohne irgendeine weiterführende Aktivität unserer Kunden. Wir realisieren Energieeinsparungen in Gebäuden basierend auf Spannungsoptimierung und künstlicher Intelligenz (KI). Und das reduziert den CO2-Fußabdruck. Nachfolgend schauen wir uns an, wie die Berechnung der genauen Energieeinsparungen durch EnergyLabs erfolgt.

Transparenz ist uns eine Herzensangelegenheit bei EnergyLabs. Deswegen stellen wir sicher, dass unsere Partner jeden Schritt unseres Energieeinsparprozesses nicht nur mitgehen, sondern auch verstehen. Des weiteren haben sie über unser Kundenportal, die AE Cloud, jederzeit in Echtzeit Zugang zu den Daten ihres Gebäudes. Als Teil der Transparenz sehen wir außerdem, die Berechnungen unserer Energieeinsparungen detailliert zu erklären.

Ist die Berechnung der Energieeinsparungen eine Industrienorm?

Wir haben einen ein Industriestandart-Prozess adaptiert, einen herkömmlichen “A/B Test“, um die genauen und korrekten Energieeinsparungen berechnen zu können. Bei A/B Tests werden zwei verschiedene Prozesse unter den gleichen Bedingungen verglichen. Die Lösung ActiveEnergy beinhaltet die kontinuierliche Messung der Energieverbräuche im Gebäude. Während des durch uns ausgeführten A/B Tests wird die AE PowerStation zwischendurch aus und wieder angeschaltet. Die Messung der Energieverbräuche erfolgt allerdings ununterbrochen. Die AE PowerStation ist unsere Hardware, die für den Prozess der Spannungsoptimierung unerlässlich ist. Der A/B Test und damit der direkte Vergleich ermöglichen es uns, die direkten Effekte der AE PowerStation auf die Energieverbräuche des Gebäudes zu messen.

Staudamm zur Stromgewinnung

Die Berechnung der Energieeinsparungen

Stell dir einen beliebigen Montagmorgen vor. Die AE PowerStation hat über das Wochenende und die Nacht hinweg die Spannung im Gebäude auf ein optimales Level angepasst. Um 10 Uhr wird die AE PowerStation dann für 10 Minuten ausgeschaltet. Wir nennen das „in den Bypass Modus wechseln“. Der Energieverbrauch, während dieser 10 Minuten ohne die Hardware, liegt bei 100 Kilowatt (KW).

Nachdem die AE PowerStation reaktiviert ist, zeigt der Energieverbrauch eine Abnahme von 8 KW auf ein Spannungslevel von 92 KW. EnergyLabs verzeichnet dies als eine Energieeinsparung um 8%. Der beschriebene Prozess wird zwischen 15-20 Mal pro Monat wiederholt, jeweils zu unterschiedlichen Zeiten und mit unterschiedlicher Länge (1 bis zu 20 Minuten). Die Energieeinsparungen werden dann zusammenrechnet und EnergyLabs stellt sie in Reports den Kunden zur Verfügung.  

Wie funktioniert das im Detail?

Lasst uns die Berechnung der Energieeinsparungen genauer betrachten. Um die korrekten Einsparungen zu berechnen, muss der Energieverbrauch also zwei Mal gemessen werden: 1x mit laufender AE PowerStation, und 1x ohne, also im Bypass Modus. Die Messwerte (Energieverbrauch in Kilowatt) werden dann direkt verglichen. Bei den Messungen ist es wichtig, dass sie zu Zeitpunkten stattfinden, die ähnliche bzw. die gleichen Energieverbräuche aufweisen.

EnergyLabs hat das Verfahren des A/B Tests an unsere Anforderungen angepasst. Auf diese Art und Weise wird sichergestellt, dass die Zeit der AE Power/Station im Bypass Mode minimal ist und dementsprechend auch der Verlust an Einsparungen. Gleichzeitig stellt es sicher, dass die Genauigkeit und Transparenz für unsere Kunden maximiert werden.

Wie werden die passenden Zeitfenster ausgewählt?

Wie zuvor beschrieben, werden zwei Zeitfenster der gleichen Länge und im Idealfall des gleichen Energieverbrauches benötigt. Um diese passenden Zeitfenster zu identifizieren, analysiert EnergyLabs die Verbräuche über einen längeren Zeitraum mittels selbstlernender Verfahren.

Das folgende Beispiel (Abbildung 1) zeigt zwei sich wiederholende und aufeinander folgende Zeitfenster. Aufeinander folgend heißt außerdem, dass der Stromverbrauch über längere Zeit hinweg konstant bleibt. Auch dies ist in der Abbildung ersichtlich. Dadurch können die Tests A und B direkt nacheinander ausgeführt werden. Die Zeitfenster wiederholen sich täglich und eignen sich ideal für den EnergyLabs A/B Test.

Aufeinander folgende Zeitfenster bei konstantem Stromverbrauch

Abbildung 1: aufeinander folgende Zeitfenster

Abbildung 2 zeigt ein Beispiel zweier nicht aufeinander folgender Zeitfenster. Der Stromverbrauch schwankt und in diesem Beispiel treten die zu vergleichenden Zeitpunkte nacheinander auf.

Nicht aufeinander folgende Zeitfenster bei konstantem Stromverbrauch

Abbildung 2: nicht aufeinander folgende Zeitfenster

AE PowerStation: Active vs. Bypass Mode

Nachdem die passenden Zeitfenster ausgewählt wurden, misst EnergyLabs den Energieverbrauch mit erfolgender Spannungsoptimierung und ohne. Um das zu tun, wird die AE PowerStation für den ersten Zeitpunkt in den Bypass Mode geschaltet. Während des zweiten Zeitfensters arbeitet die Hardware und leistet Spannungsoptimierung.

Abbildung 3 zeigt den direkten Vergleich der gemesseneren Stromverbräuche während der vier ausgewählten Zeitfenster. Die rote Farbe zeigt an, dass sich die AE PowerStation während der ersten Messung im Bypass Modus befindet. Die grüne Farbe zeigt an, dass die Hardware während der zweiten Messung aktiv ist und Spannungsoptimierung betreibt.  

unterschiedliche Energieverbräuche zur Berechnung der Energieeinsparungen

Abbildung 3: Energieeinsparungen ausgewählter Zeitfenster

Wie oft absolviert EnergyLabs den A/B Test?

Der Prozess wird kontinuierlich wiederholt, variiert allerdings in Dauer und Zeitpunkt. Die Variationen werden durch einen Algorithmus zufällig ausgewählt. Das Ergebnis ist ein Mittelwert der Energieeinsparung. Je höher die Anzahl an A/B Tests, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit, dass die Einsparrate korrekt ist. 

Unser augenblicklicher Fokus bei EnergyLabs ist eine gute Balance zwischen einer hohen Genauigkeit unserer Einsparrate und möglichst kurzen Zeiträumen, während derer sich die AE PowerStation im Bypass Modus befindet. Mit einer durchschnittlichen Einsparrate kann der ursprüngliche Verbrauch (vor ActiveEnergy) rekonstruiert und mit den gemessenen Verbräuchen verglichen werden.  

Berechnung der exakten Energieeinsparungen

Nachfolgend zeigen Abbildung 4 und 5 die Stromverbräuche, während die AE PowerStation aktiv bzw. nicht aktiv ist – in Bezug auf die zuvor vorgestellten Beispiele.  Es wird sichtbar, dass es eine Differenz bei den Verbräuchen in Kilowatt gibt, wenn die AE PowerStation aktiv (grün) ist, bzw. nicht aktiv und im Bypass Modus (rot).

Energieverbrauch mit und ohne AE

Abbildung 4: Energieverbrauch mit und ohne AE PowerStation (Beispiel 1)

Mittels dieses direkten Vergleiches berechnet EnergyLabs die Energieeinsparrate der Kunden und Partner.

Energieverbrauch mit und ohne AE PowerStation (Beispiel 2)

Abbildung 5: Energieverbrauch mit und ohne AE PowerStation (Beispiel 2)

Berechnung der finanziellen Einsparungen

Auf Grundlage der genauen Einsparrate und den monatlichen Energieverbräuchen berechnet EnergyLabs die Energieeinsparungen pro Monat. In einem nächsten Schritt werden dann die spezifischen Energiekosten und Strompreise unserer Kunden berücksichtigt. Die Berechnung der monetären Einsparungen ermöglicht individuelle Einsparprognosen für die nächsten fünf Jahre.

Bilder: EnergyLabs und Unsplash