Energieverbrauchsmonitoring EE-Lighting
Indikator |
Der Energieverbrauch für Beleuchtung hat sich in öffentlichen Gebäuden/privaten Haushalten im Vergleich zu den Baselinedaten (um durchschnittlich X %) reduziert. Weitere Beispiele für Indikatoren, die den Energieverbrauch als Basisgröße monitoren, können sein:
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Methode |
Berechnung des Energieverbrauchs für Beleuchtung durch… | ||
1) Datenerhebung in Pilotgebäuden
Es werden Energieverbräuche in Referenzgebäuden erhoben und daraus Referenzwerte abgeleitet, welche auf eine Region/ein Land hochgerechnet werden können. |
2) CFL-Einkaufs-/Verkaufs- oder Importzahlen
Es werden für Gebäude oder Kategorien die Einkaufs-/ |
3) Datenerhebung in jedem Gebäude
Es werden für jedes Gebäude, in dem EE-Maßnahmen (z. B. Umstieg auf CFL) durchgeführt werden, die veränderten Energieverbräuche erhoben. | |
Prozess |
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Projektunabhängige Einflussfaktoren auf den Indikator/das Monitoring müssen immer im Blickfeld behalten werden!
Nun folgen Hinweise zur Umsetzung der einzelnen Methoden.
Datenerhebung in Pilotgebäuden
Vor- und Nachteile
Vorteile | Nachteile |
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Prozessbeschreibung
Kategorisieren von Gebäuden
Gleichartige Gebäudetypen werden zu Gebäudekategorien zusammengefasst. Die Kategorien können sich durch Nutzungsart, Typ, Größe, etc. unterscheiden. Beispiele sind:
- Schulen (z. B. groß/mittel/klein)
- Verwaltungsgebäude
- Krankenhäuser
- Bürogebäude
- Einfamilienhäuser
- Mehrfamilienhäuser (z. B. bis max. 10 Wohneinheiten)
- Hochhäuser (z. B. mehr als 10 Wohneinheiten), etc.
Bei der Zusammenfassung von Gebäudekategorien sollte darauf geachtet werden, dass die Gebäude mindestens im Hinblick auf Brenndauer der Beleuchtung (Nutzerverhalten) und der Gebäudenutzfläche vergleichbar sind.
Referenzgebäude
Anhand min. eines Refernzgebäudes werden Referenzwerte zum Energieverbrauch für Beleuchtung ermittelt. Referenzwerte können anhand 3 verschiedener Erhebungsoptionen entwickelt werden.
Erhebungsoption 1 - Referenzwerte berechnen
- Ermittlung der installierten Beleuchtungsleistung [kW] in mindestens einem Referenzgebäude:
- Anzahl Lampen im Gebäude erfassen, oder
- Durchschnittswerte anhand existierender Beleuchtungsstandards auf das Gebäude hochrechnen
- Art der Leuchtmittel unterscheiden und gleichartige zusammenfassen (z.B. 100 W, 60 W, 40 W, etc.)
- Berechnung der gesamten, installierten Beleuchtungsleistung
Die Beleuchtungsleistung kann als Referenzwert auch bezogen werden, auf: - Gebäudekategorie, Art oder Nutzung [z. B. kW/Schule]
- Anzahl Nutzer [kW/Person]
- Nutzfläche [kW/m²]
- Ermittlung der durchschnittlichen Brenndauer [h/a] in dem Referenzgebäude, wobei folgende Einflussfaktoren beachtet werden sollten:
- Nutzerverhalten
- Jahreszeit
- Geographische Lage des Gebäudes
- Gebäudearchitektur (innenliegende Räume, Anzahl/Größe der Fenster, etc.)
- Art der Beleuchtungstechnik (z. B. zentraler Ein-Aus-Schalter)
- Lebensdauer der Leuchtmittel
Auf die Brenndauer hat außerdem das jeweilige Nutzerverhalten maßgeblichen Einfluss. Entscheidende Faktoren können dabei sein: - Personenverhalten
- Öffnungs-/Arbeits-/Belegungszeiten des Gebäudes
- Ökologisches/energetisches Bewusstsein der Nutzer
- Installierte Beleuchtungsart/-technik
- Anzahl der Bewohner
Durch Veränderung/Optimierung des Nutzerverhaltens (awareness raising) ist eine Energieeinsparung, z. B. in öffentlichen Gebäuden von bis zu 4 % möglich,[1] ohne größere Investitionen zu tätigen bzw. technische Veränderungen durchzuführen. Maßnahmen im Beleuchtungsbereich sollten daher immer eine Komponente zur Veränderungen des Nutzerverhaltens beinhalten (z. B. Kampagnen, Trainings, Einsparwettbewerbe für Nutzer, etc.)
- Berechnung des Energieverbrauchs für das Referenzgebäude aus installierter Leistung (1.) und Brenndauer (2.):
Leistung [kW] x Brenndauer [h/a] = Energieverbrauch je Gebäude [kWh/a Geb.]
Vorteile | Nachteile |
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Erhebungsoption 2 - Referenzwerte anteilig am Gesamtstromverbrauch kalkulieren
- Schätzung/Kalkulation des Beleuchtungsanteils [%] am Gebäude-Gesamtstromverbrauch. Dabei werden Prozentwerte für den anteiligen Energieverbrauch der Beleuchtung, idealerweise von einem Beleuchtungsfachmann, bestimmt.
Beispiel Wohngebäude: z.B. 20 % Energieverbrauch für Beleuchtung am Gesamtstromverbrauch. (Achtung rein fiktive Prozentangabe!) - Erfassung des Gesamtstromverbrauchs des Referenzgebäudes [kWh]
- Berechnung des Verbrauchanteils für Beleuchtung [kWh]:
Gesamtstromverbrauch [kWh] x Beleuchtungsanteil [%] = Energieverbrauch für Beleuchtung [kWh].
Vorteile | Nachteile |
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Erhebungsoption 3 - Referenzwerte messen
- Messeinrichtung vor jeder Lichtquelle eines Gebäudes installieren.
- Messungen durchführen, wobei der Messzeitraum wenige Tage, Wochen, Monate oder bis zu einem Jahr umfassen kann. Umso länger der Messzeitraum ist, desto genauer werden die Ergebnisse.
- Messwerte/Energieverbrauch für Beleuchtung [kWh] für das Referenzgebäude ablesen und gegebenenfalls auf ein Jahr hochrechnen.
Bei der Hochrechnung des Energieverbrauchs auf einen Jahreswert, müssen je nach geographischer Lage, saisonale Unterschiede (Sommer-/ Winterbetrieb) berücksichtigt werden.
Vorteile | Nachteile |
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Energieverbrauch für Beleuchtung hochrechnen
- Gebäudeanzahl je Kategorie erfassen
- Den jeweiligen Referenzwert mit der Gebäudeanzahl multiplizieren:
Energieverbrauch je Kategorie [kWh/a] x Anzahl = Energieverbrauch [kWh/a] - Energieverbrauch der einzelnen Gebäudekategorieren addieren und damit gesamten Energieverbrauch [kWh/a] im Land/der Region erfassen
Datenvergleich vor und nach der EE-Maßnahme
Als letzter Schritt müssen die Baseline-Daten mit den Ergebnissen nach der Maßnahme verglichen werden. Bei der Interpretation der Ergebnisse sind unbedingt auch Einflüsse außerhalb des Projektumfeldes zu beachten, die das Ergebnis beeinflusst haben können.
Zur Bestimmung einer Baseline muss der Energieverbrauch zunächst immer vor der Durchführung von Maßnahmen (Austausch von Leuchtmitteln) erfasst werden.
CFL-Einkaufs-/Verkaufs- oder Importzahlen
Berechnung des Energieverbrauchs anhand der CFL Leuchtmittel-Verkaufs-/Einkaufs- oder Importzahlen. Dabei wird unterstellt, dass die in einem Land verkauften CFLs installiert werden und somit Energie eingespart wird.
Vor- und Nachteile
Vorteile | Nachteile |
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Prozessbeschreibung
Vorfeldprüfung
Im Vorfeld zur Methode 2) sollte immer die Datenverfügbarkeit und deren mögliche Qualität geprüft werden. Es muss immer eine eindeutige Zuordnung der Einkaufs-/Verkaufs- oder Importzahlen zu den jeweiligen Gebäuden oder Kategorien möglich sein, um später Hochrechnungsfehler zu vermeiden. Die Zahlen können u. A. erhoben werden bei:
- Zentralen Beschaffungsstellen
- Industrie (Produzenten)
- Vertriebsabteilungen der Hersteller und deren Regionalniederlassungen
- Zollämtern
Bei Importzahlen müssen Lagerbestände, die nicht installiert werden, berücksichtigt werden.
Datenerhebung
Die Erhebung der Einkaufs-/Verkaufs- oder Importzahlen kann nach folgendem Schema erfolgen:
- Erhebung der CFL-Verkaufszahlen nach Leistung (5W, 11W, 15W, etc.)
- Ermittlung der verkauften CFL-Gesamtleistung [kW]
- Wenn bereits jetzt möglich, dann CFL-Leistung den Kategorien (siehe nächster Schritt) zuordnen
Durch diesen Monitoringprozess kann z.B. die Veränderung durch die Einführung eines Gesetzes, das den Einbau von CFL vorschreibt, ermittelt werden.
Kategorisierung von Gebäuden
- Gleichartige Gebäudetypen, für die Einkaufs-/Verkaufs- oder Importzahlen vorliegen, werden zu Gebäudekategorien zusammengefasst. Die Kategorien können sich durch Nutzungsart, Typ, Größe, etc. unterscheiden.
Beispiele sind:
- Schulen (z. B. groß/mittel/klein)
- Verwaltungsgebäude
- Krankenhäuser
- Bürogebäude
- Einfamilienhäuser
- Mehrfamilienhäuser (z. B. bis max. 10 Wohneinheiten)
- Hochhäuser (z. B. mehr als 10 Wohneinheiten) etc.
Bei der Zusammenfassung von Gebäudekategorien sollte darauf geachtet werden, dass die Gebäude mindestens im Hinblick auf Brenndauer der Beleuchtung (Nutzerverhalten) und der Gebäudenutzfläche vergleichbar sind.
- Ermittlung der durchschnittlichen Brenndauer [h/a] je Gebäudekategorie, wobei folgende Einflussfaktoren beachtet werden sollten:
- Nutzerverhalten
- Jahreszeit
- Geographische Lage des Gebäudes
- Gebäudearchitektur (innenliegende Räume, Anzahl/Größe der Fenster)
- Art der Beleuchtungstechnik (z.B. zentraler Ein-/Aus-Schalter, etc.)
- Lebensdauer der Leuchtmittel
Auf die Brenndauer hat das jeweilige Nutzerverhalten maßgeblichen Einfluss. Entscheidende Faktoren können dabei sein: - Personenverhalten
- Öffnungs-/Arbeits-/Belegungszeiten des Gebäudes
- Ökologisches/energetisches Bewusstsein der Nutzer
- Installierte Beleuchtungsart/-technik
- Anzahl der Bewohner
Bei der Ermittlung der durchschnittlichen Brenndauer für eine Gebäudekategorie sollte beachtet werden, dass sich diese auf die gesamte installierte Beleuchtungsleistung (alle Leuchtmittel eines Gebäudes) bezieht. Deshalb sollte diese nicht zu hoch angesetzt werden.
Energieverbrauch für Beleuchtung berechnen
- Hochrechnung der gesamten Beleuchtungsleistung einer Kategorie [kW]
- Leistung einer Kategorie mit Brenndauer einer Kategorie [h/a] multiplizieren
Leistung [kW] x Brenndauer [h/a] = Energieverbrauch [kWh/a] - Energieverbrauch der einzelnen Gebäudekategorieren addieren und damit gesamten Energieverbrauch [kWh/a] in Land/Region erfassen
Datenvergleich vor und nach der EE-Maßnahme
Zur Bestimmung einer Baseline muss der Energieverbrauch zunächst immer vor der Durchführung von Maßnahmen (Austausch von Leuchtmitteln) erfasst werden.
Datenerhebung in jedem Gebäude
Ob eine Erhebung des Energieverbrauchs für alle Gebäude sinnvoll ist, hängt von Anzahl und Größe der zu untersuchenden Gebäude ab. Eine geringe Anzahl und gut zu untersuchende Gebäudeeinheiten sprechen prinzipiell für eine Gesamterhebung. Eine Gesamterhebung kann gegebenenfalls erheblich zeit- und ressourcenintensiver als Methoden 1) und 2) sein.
Vor- und Nachteile
Vorteile | Nachteile |
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Bei der Entscheidung für oder gegen eine Datenerhebung in jedem Gebäude sollten unbedingt Kosten und Nutzen ins Verhältnis gebracht werden. Es ist davon auszugehen, dass eine Gesamterhebung häufig enorm ressourcen- und zeitintensiv ist.
Prozessbeschreibung
Energieverbrauch erfassen
Der Energieverbrauch ist in jedem Gebäude zu erfassen.
Nachfolgend werden drei verschiedene Optionen zur Energieverbrauchserfassung beschrieben.
Option 1 - Energieverbrauch anhand installierter Beleuchtungsleistung berechnen
- Ermittlung der installierten Beleuchtungsleistung [kW]
- Anzahl Lampen im Gebäude erfassen, oder
- Durchschnittswerte anhand existierender Beleuchtungsstandards auf das Gebäude hochrechnen
- Art der Leuchtmittel unterscheiden und gleichartige zusammenfassen (z.B. 100 W, 60 W, 40 W, etc.)
- Berechnung der gesamten installierten Beleuchtungsleistung jedes Gebäudes
- Ermittlung der durchschnittlichen Brenndauer [h/a], wobei folgende Einflussfaktoren beachtet werden sollten:
- Nutzerverhalten
- Jahreszeit
- Geographische Lage des Gebäudes
- Gebäudearchitektur (innenliegende Räume, Anzahl/Größe der Fenster)
- Art der Beleuchtungstechnik (z. B. zentraler Ein-Aus-Schalter, etc.)
- Lebensdauer der Leuchtmittel
Auf die Brenndauer hat außerdem das jeweilige Nutzerverhalten maßgeblichen Einfluss. Entscheidende Faktoren können dabei sein: - Personenverhalten
- Öffnungs-/Arbeits-/Belegungszeiten des Gebäudes
- Ökologisches/energetisches Bewusstsein der Nutzer
- Installierte Beleuchtungsart/-technik
- Anzahl der Bewohner
Durch Veränderung/Optimierung des Nutzerverhaltens (awareness raising) ist eine Energieeinsparung, z. B. in öffentlichen Gebäuden von bis zu 4 % möglich,[2] ohne größere Investitionen zu tätigen bzw. technische Veränderungen durchzuführen. Maßnahmen im Beleuchtungsbereich sollten daher immer eine Komponente zur Veränderungen des Nutzerverhaltens beinhalten (z.B. Kampagnen, Trainings, Einsparwettbewerbe für Nutzer, etc.)
- Berechnung des Energieverbrauchs aus Leistung und Brenndauer:
Leistung [kW] x Brenndauer [h/a] = Energieverbrauch je Gebäude [kWh/a]
Vorteile | Nachteile |
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Option 2 - Energieverbrauch für Beleuchtung anteilig am Gesamtstromverbrauch kalkulieren
- Schätzung/Kalkulation des Beleuchtungsanteils [%] am Gebäude-Gesamtstromverbrauch. Dabei werden Prozentwerte für den anteiligen Energieverbrauch der Beleuchtung, idealerweise von einem qualifizierten Beleuchtungsfachmann, bestimmt.
Beispiel Wohngebäude: z.B. 20 % Energieverbrauch für Beleuchtung am Gesamtstromverbrauch. (Achtung fiktive Prozentangabe!) - Erfassung des Gesamtstromverbrauchs [kWh]
- Berechnung des Verbrauchsanteils für Beleuchtung je Gebäude [kWh]
Gesamtstromverbrauch kWh x Beleuchtungsanteil [%] = Energieverbrauch für Beleuchtung
Vorteile | Nachteile |
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Option 3 - Energieverbrauch messen
- Messeinrichtung vor jeder Lichtquelle installieren
- Messungen durchführen, wobei der Messzeitraum wenige Tage, Wochen, Monate oder bis zu einem Jahr umfassen kann.
- Messwerte/Energieverbrauch für Beleuchtung [kWh] ablesen und gegebenenfalls auf ein Jahr hochrechnen
Bei der Hochrechnung des Energieverbrauchs auf einen Jahreswert, müssen je nach geographischer Lage, saisonale Unterschiede (Sommer-/Winterbetrieb) berücksichtigt werden.
Vorteile | Nachteile |
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Energieverbrauch für Beleuchtung hochrechnen
Es werden alle ermittelten Energieverbräuche für Beleuchtung aller Gebäude addiert [kWh/a].
Datenvergleich vor und nach der EE-Maßnahme
Zur Bestimmung einer Baseline muss der Energieverbrauch zunächst immer vor der Durchführung von Maßnahmen (Austausch von Leuchtmitteln) erfasst werden.
References
- ↑ A. Klesse, H.-J. Wagner, Lehrstuhl Energiesysteme und Energiewirtschaft, Ruhr-Universität Bochum; http://www.change-energie.de/projekt
- ↑ A. Klesse, H.-J. Wagner, Lehrstuhl Energiesysteme und Energiewirtschaft, Ruhr-Universität Bochum; http://www.change-energie.de/projekt