Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Der Klimawandel sowie die Rohstoffverknappung und steigende Preise f\u00fcr \u00d6l, Gas und Strom erfordern eine deutliche Steigerung der Energieproduktivit\u00e4t. Die Identifikation von Energieeffizienzpotenzialen in produzierenden Unternehmen und die damit verbundene Beurteilung der eingesetzten Technologien ist allerdings aufgrund der hohen Komplexit\u00e4t sehr aufw\u00e4ndig.
\nZiel des Projektes ENBEKO ist es, Methoden und Werkzeuge zu entwickeln, welche es erlauben in Industriebetrieben die aktuelle Situation hinsichtlich Energieeffizienz zu bewerten, Potenziale darzustellen und bei der Ma\u00dfnahmenentwicklung zu unterst\u00fctzen. Dar\u00fcber hinaus sollen die durch umgesetzte Ma\u00dfnahmen erzielten Einsparungen \u00fcberpr\u00fcft und quantifiziert werden k\u00f6nnen. Hierf\u00fcr werden, neben den vorhandenen Technologien, ver\u00e4nderliche Parameter wie Temperatur, Produktionsmengen, Produkttypen etc. ber\u00fccksichtigt.
\nDas Projektkonsortium bringt dabei das jeweilige spezifische Wissen in das Projekt ein. Neben den Kenntnissen rund um das Thema Energieeffizienz ist dabei Know-how hinsichtlich der Programmentwicklung erforderlich, das die ifu Hamburg mitbringt. Die Kenntnisse in der Erstellung von Bilanzierungen aus den \u00f6kologischen Bereichen erm\u00f6glichen es dem ifu Hamburg sich schnell in die Thematik der energetischen und \u00f6konomischen Bilanzierung einzuarbeiten. Sie sieht im Bereich der Softwareentwicklung f\u00fcr die energetische Bilanzierung und Potenzialabsch\u00e4tzung einen Wachstumsmarkt.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie Softwarel\u00f6sung ENBEKO entsteht auf Basis einer Prozessoptimierungssoftware, die um Energie, Effizienz- und Ma\u00dfnahmenkataloge erweitert wird. Die notwendigen Schritte umfassen dabei die konzeptionelle Gestaltung der Software, sowie die programmtechnische Umsetzung. In der konzeptionellen Phase werden die Bed\u00fcrfnisse der Zielgruppe erarbeitet und in Zusammenarbeit mit den zuk\u00fcnftigen Anwendern in Workshops die Ziele und Randbedingungen erstellt, die das sp\u00e4tere Programm erf\u00fcllen soll. Zudem werden die Strukturen und Umsetzungsm\u00f6glichkeiten f\u00fcr die Erstellung der Ma\u00dfnahmenkataloge erarbeitet. Die Absch\u00e4tzung der Potenziale erfolgt \u00fcber Modelle der Fertigungsverfahren, der Prim\u00e4r- und Sekund\u00e4rprozesse (Geb\u00e4udetechnik, Beleuchtung, etc.). Die hierf\u00fcr notwendigen Arbeitspakte umfassen folgende T\u00e4tigkeiten:
\n 1.\tErarbeitung eines Nutzerkonzepts (z. B. assistentengef\u00fchrte Eingabe, Reduzierung auf die wesentlichen Parameter)
\n2.\tEntwicklung eines Systems zur Datenaufbereitung
\n3.\tKonzeption des Baukastensystems zur Berechnung \u00fcber verschiedene Modelle
\n4.\tUmsetzung in einen Prototyp<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
F\u00fcr den Anwendungsfall des Spritzgie\u00dfens hat sich gezeigt, dass der Prozess, obwohl er sehr unter-schiedlich ausgef\u00fchrt sein kann, in einzelne Teilprozesse (Maschine, K\u00fchlung, Anzahl K\u00fchlkreisl\u00e4ufe) zerlegt werden kann. Der Energiebedarf dieser Prozesse l\u00e4sst sich wiederum durch mathematische Formeln, die mit relativ wenigen Eingabeparametern auskommen, bestimmen.
\nDurch das Abfragen der notwendigen Parameter \u00fcber einen interaktiven Assistenten, der je nach Auswahl weitere Abfragen vornimmt, wird der Benutzer sehr zielstrebig durch den Abfrageprozess geleitet.
\nDie anschlie\u00dfende Darstellung des Prozesses in einem Sankey-Diagramm erm\u00f6glicht es zudem die Hauptenergieverbraucher schnell zu erfassen. Dies gilt insbesondere f\u00fcr Personen, deren Hauptaugenmerk nicht auf dem Energiebedarf der Anlagen, sondern eher auf dem Produktionsablauf liegt. Der Informationsgewinn ist bei den Beteiligten durch diese Darstellungen sehr hoch. <\/p>\n
Im Laufe des Projekts hat sich allerdings auch gezeigt, dass einige Aufgaben schwieriger waren als erwartet. Bei der Detaillierung der Prozesse fiel auf, dass das Vorhaben, komplexe Prozesse in einfache, f\u00fcr den Benutzer \u00fcberschaubare Standardabl\u00e4ufe zu transferieren, eine gro\u00dfe Herausforderung darstellt. Die Herangehensweise eines Fachmanns f\u00fcr Energieeffizienzanalysen ist vielfach zu kompliziert, um in einfache Abl\u00e4ufe und Abfragen transferiert zu werden.
\nZudem mussten die Formel zur Bestimmung der Energiebedarfe h\u00e4ufig vereinfacht werden, da sich her-ausstellte, dass die notwendigen Eingangsgr\u00f6\u00dfen nicht im betrieblichen Umfeld der Kunden vorhanden sind. Hier liegt nach Meinung der Projektbeteiligten auch noch weiter Forschungsbedarf, um einfache Berechnungsvorschriften f\u00fcr weitere Prozesse, auch f\u00fcr weitere Branchen, wie zum Beispiel die Stahl- und Eisenindustrie, zu ermitteln. Dabei kommt es darauf an mit m\u00f6glichst wenigen Eingangsgr\u00f6\u00dfen eine gute (ausreichend genaue) Absch\u00e4tzung des Energiebedarfs zu erhalten.
\nDes Weiteren sind die m\u00f6glichen Wechselwirkungen einzelner Ma\u00dfnahmen aufeinander genauer zu un-tersuchen und in die Software zu integrieren. Hier besteht die Herausforderung, der Software so viel In-telligenz einzuprogrammieren, dass diese Wechselwirkungen erkannt werden und Vorschl\u00e4ge zur richtigen Kombination der Ma\u00dfnahmen gemacht werden. Es hat sich im Laufe des Projekts gezeigt, dass die Berechnungszeit f\u00fcr die Bilanzierung aufgrund der mathematischen Berechnungen und der Notwendigkeit den Energiebedarf f\u00fcr mindestens einen Jahresverlauf zu berechnen nicht unerheblich ist. Es ist davon auszugehen, dass es nicht m\u00f6glich sein wird alle technischen Varianten der Einsparung zu berechnen, ohne dass die Berechnungsdauer so weit ansteigt, dass das Programm unbenutzbar wird.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Abschlie\u00dfend ist festzuhalten, dass die erste Phase gezeigt hat, dass es m\u00f6glich ist, die energetischen Einsparpotenziale in der kunststoffverarbeitenden Branche durch eine Software aufzuzeigen. Die Prozesse lassen sich gr\u00f6\u00dftenteils mit wenigen Eingabeparametern beschreiben. Die Verkn\u00fcpfung der einzelnen Teilprozesse l\u00e4sst sich dar\u00fcber hinaus durch die Erarbeitung eines Baukastensystems einfach realisieren. Dem Anwender wird somit der Aufwand der komplizierten Modellbildung abgenommen. Die Erarbeitung der mathematischen Beziehungen erforderte allerdings mehr Aufwand als geplant, da im betrieblichen Umfeld nur selten die Eingabegr\u00f6\u00dfen zur Verf\u00fcgung stehen, die zur wissenschaftlichen Berechnung des Energiebedarfs normalerweise ben\u00f6tigt werden. Hier ist es wichtig mit empirischen Daten oder Vereinfachungen zu rechnen. Des Weiteren ben\u00f6tigt die Berechnung aller theoretisch m\u00f6glichen Optimierungsma\u00dfnahmen im jetzigen Prototyp noch zu viel Zeit, sodass der Einsatz der Software beim Kunden gebremst wird. Hier sind u. a. durch bessere Optimierungsmethoden noch L\u00f6sungen zu erarbeiten.
\nIn einer zweiten Phase sollte die Methode dahingehend erweitert werden, dass zum einen die Anzahl der Optimierungsvarianten durch Entscheidungsb\u00e4ume und\/oder Constraints reduziert werden und zum anderen die Methode auf weitere energieintensive Branchen erweitert wird. Hierf\u00fcr m\u00fcssen die Berechnungsmethoden und die Analyse der Prozesse noch durchgef\u00fchrt werden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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