MonSec: MONitoring SECure – Energiesystemmonitoring und sichere Datenbanksysteme

Projektleitung: Prof. Dipl. Phys. Andreas Gerber

Projektbearbeitung: M. Sc. Daniel Buchmiller

Mittelgeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)

Förderprogramm: EnOB – Forschung für Energieoptimiertes Bauen

Laufzeit: 04.2019 – 03.2023

Projektpartner:

  • Mondas
  • enerquinn GmbH
  • Fraunhofer ISE
  • Technische Hochschule Rosenheim
Monsec Projektpartner
Monsec Projektpartner
MonSec
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie

Monitoring von Energiesystemen und Gebäuden ist eine Schlüsseltechnologie bei der Umsetzung der Energieeffizienzziele und der Qualitätssicherung im Wärme- und Stromsektor. Monitoring eröffnet durch die Speicherung und Analyse von Zeitreihen Möglichkeiten, die weit über die klassischen Ansätze der Regelungstechnik mit der Betrachtung des aktuellen Betriebszustands hinausgehen. So erfordert etwa die Betriebsführung und das Energiemanagement von netzreaktiven Systemen mit thermischen oder elektrischen Speichern die Kenntnis von zeitlichen Verläufen für Erzeugung und Verbrauch. Eine weitere wichtige Funktion des Monitorings ist die Sicherstellung eines energieeffizienten Betriebs von Energie- und Gebäudesystemen durch die Analyse der Messdaten. Der weiteren und schnellen Verbreitung dieser Schlüsseltechnologie stehen unterschiedliche Hemmnisse entgegen.

Drei Herausforderungen sollen im Rahmen des Vorhabens adressiert werden:

  1.  Zunehmende Vernetzung von Energie- und Gebäudesystemen: Die Vernetzung dezentraler Energiesysteme erfordert dabei auch eine Vernetzung der Informations- und Kommunikationssysteme. Für Monitoring-Systeme heißt dies, den Anforderungen an einfache Vernetzbarkeit ebenso gerecht zu werden wie den erheblichen Anforderungen des Datenschutzes und der Datensicherheit.
  2. Kosten der Datenanalyse: Diese wird in der Praxis entweder kostenintensiv auf wissenschaftlicher Ebene oder reduziert auf einfache Kenngrößen durchgeführt.
  3. Qualitätssicherung bei der Implementierung des Monitorings: Es existieren Standards und Empfehlungen für Monitoringprozesse (AMEV 1017) und deren Implementierung in Bauprozesse, es mangelt an technischen Anleitungen und Methodenbeschreibungen.

Das skizzierte Verbundvorhaben „MonSec“ adressiert diese Anforderungen auf verschiedenen Ebenen durch Methodenentwicklung, Werkzeuge und Funktionsmuster in den Themen:

  • Dezentralisierung und Modularisierung von Monitoringsystemen
  • Datenerfassung, Datenhaltung und Datensicherheit
  • Datenschutz und Privatheit
  • Automatisierte Analyse und Visualisierung
  • Instrumente zur Verbreitung und Wissensvermittlung

Das Projekt gliedert sich in die in Abb. 1 aufgezeigten Arbeitspakete, wobei  die Verbundpartner jeweils anteilig in allen Arbeitspaketen vertreten sind.

Abbildung 1: Arbeitspakete im Projekt MonSec

Monsec AP
Monsec AP

Durch konsequenten Einsatz von Monitoring können Energieeinsparungen  in Höhe von 5% bis 30% durch so genannte geringinvestive Maßnahmen,  wie die korrekte Einstellung von Regelparametern oder Einstellung von  Zeitplänen für den Betrieb der Lüftungsanlage in der Gebäudeautomation,  erreicht werden. Referenzvorhaben der Verbundpartner haben Energieeinsparungen in Höhe von 8% bis 40%1 gezeigt. Ziel des Vorhabens  ist daher, auf der einen Seite eine schnelle und flächendeckende Verbreitung  von energetischem Monitoring durch Standardisierung des Vorgehens und  der Anforderungen an die Messtechnik, sowie auf der anderen Seite durch  die Entwicklung von innovativen Softwarelösungen und Hardwareprototypen zu erreichen, die den heutigen Anforderungen an Feldmessungen und Datenschutz gewachsen sind. Es sollen die Grundlagen für ein Gütesiegel  erarbeitet werden, mit dem Hardware auf ihre Monitoringtauglichkeit geprüft  und gekennzeichnet werden kann. Die Verbreitung wird flankiert durch  Weiterbildungsmaßnahmen, zugeschnitten auf die relevanten Akteure in der  Praxis und im Studium. Die Standardisierung soll Planungsunsicherheiten in der Praxis beseitigen, die Entwicklung der Softwaretools soll Datensicherheit schaffen und neue Anwendungsmöglichkeiten für das Monitoring erschließen, um so durch erhöhten Nutzen eine bessere Wirtschaftlichkeit zu  erreichen. Die hocheffiziente Speicherung von Zeitreihen, bei gleichzeitiger  Verschlüsselung der Daten an der Quelle sowie die Dezentralisierung und Vernetzbarkeit des Systems, ermöglichen neuartige Anwendungen im Bereich des Gebäude- und Anlagenmonitorings und der Vernetzung von Energiesystemen aus dezentralen Erzeugern und Verbrauchern.

1Abschlussbericht ModBen, FKZ 0327410A