Andreas Schneider, EnOcean GmbH, über batterielose Funktechnologien in der Automation

AUTOCAD Magazin: Was zeichnet die Lösungen von EnOcean für die Gebäudeautomation aus?

Andreas Schneider: Automationslösungen, die auf der EnOcean-Technologie basieren, zeichnen sich zunächst durch die grundlegenden Eigenschaften von Funktechnologien aus. Dazu gehört, dass sie eine besonders flexible und einfache Platzierung der einzelnen Komponenten ermöglichen. Durch den Funk entfallen aufwendige Verkabelungen, die bei verdrahteten Automationslösungen notwendig sind. In einem großen Gebäude können das mehrere Kilometer Kabel sein. Im Vergleich zu anderen Funklösungen hat die EnOcean-Technologie jedoch noch eine einzigartige Eigenschaft: Die Systemkomponenten arbeiten ohne Batterien und sind dadurch so gut wie wartungsfrei.

acm_2013_05_600_01.jpg

Andreas Schneider, Chief Marketing Officer und Mitgründer der EnOcean GmbH: "Bewegung, Licht oder Temperaturdifferenzen dienen als Energiequelle. Der lästige – und bei großen Installationen auch sehr aufwendige – Batteriewechsel entfällt vollständig. Das ist ein entscheidender Faktor für langfristig niedrige Betriebskosten."

AUTOCAD Magazin: Wo liegen die Vorteile der batterielosen Funksensorik gegenüber herkömmlichen Technologien?

Andreas Schneider: Die batterielose Funktechnologie von EnOcean nutzt das Prinzip des „Energy Harvesting“ und ermöglicht dadurch energieautarke Produkte und Systeme für die Gebäude- und Industrieautomation, für Smart-Home-Lösungen oder auch für Machine-to-Machine-Kommunikation. Anstelle von Batterien gewinnen Energiewandler den für die Funkkommunikation benötigten Strom aus der unmittelbaren Umgebung. Dabei dienen Bewegung, Licht oder Temperaturdifferenzen als Energiequelle. Der lästige – und bei großen Installationen auch sehr aufwendige – Batteriewechsel entfällt vollständig. Das ist ein entscheidender Faktor für langfristig niedrige Betriebskosten.

Hinzu kommt, dass sich der EnOcean-Funk ideal für die Anforderungen von Automationslösungen eignet. Er ist international standardisiert als ISO/IEC 14543-3-10. Dieser Standard ist speziell für Funklösungen mit besonders niedrigem Energieverbrauch und Energy Harvesting optimiert. Er verwendet ausschließlich Frequenzbänder, die unter einem GHz liegen. Für Europa ist es das 868-MHz-Band. Durch die Nutzung dieser im Vergleich zu 2,4 GHz geringer belegten Frequenzbänder verbessert sich die Übertragungssicherheit. Die Funkwellen unter einem GHz können zudem Wände besser durchdringen und erreichen ungefähr die doppelte Reichweite bei gleicher Sendeleistung wie ein Funksystem mit einer Frequenz bei 2,4 GHz. Im Gebäude liegt die Reichweite bei 30 Metern, im Freifeld bei bis zu 300 Metern.

Gleichzeitig ist die Hochfrequenzstrahlung des batterielosen Funks aber um ein Hundertfaches geringer als bei klassischen verkabelten Lösungen. Hinzu kommt, dass die Geräte nur wenige Millisekunden und ausschließlich bei Bedarf einer Aktivität senden. Dadurch ist der EnOcean-Funk im Gebäude bedenkenlos einsetzbar.

AUTOCAD Magazin: Inwiefern profitieren die Architekten und Planer davon?

Andreas Schneider: Architekten und Planer profitieren von einem deutlich reduzierten Planungsaufwand durch den Wegfall der Leitungen und Trassen. Das reduziert auch die Brandlast in einem Gebäude. Zudem lassen sich die batterielosen Komponenten besonders flexibel installieren, selbst auf Glas oder Möbeln, und jederzeit erweitern. Da der Batteriewechsel bei den Geräten entfällt, sind die Systemkomponenten auch an unzugänglichen Stellen platzierbar. Damit können Planer die Position der Komponenten flexibel genau dort festlegen, wo sie die zuverlässigsten Messwerte liefern – auch bei außergewöhnlichen Gebäudearchitekturen, die vom Standard abweichen. Bei Bedarf lässt sich das System jederzeit erweitern und so die Funktionalitäten an veränderte Bedürfnisse anpassen. Das erleichtert die langfristige Planung des Gebäudebetriebs erheblich.

Eine EnOcean-basierte Gebäudeautomation eignet sich sowohl für Neubauten als auch für Bestands- oder sogar historische Gebäude, da die Technologie so gut wie keine baulichen Maßnahmen erfordert. Mithilfe der kabel- und batterielosen Geräte können Architekten auch flexible Bürokonzepte einfach verwirklichen. Werden nach der Fertigstellung Wände versetzt, können die Schalter und Sensoren einfach mit „umziehen“.

AUTOCAD Magazin: Gibt es für den Facility Manager eine Anbindung an entsprechende Softwarelösungen?

Andreas Schneider: Ja, das ist inzwischen in der Gebäudeautomation eine absolute Notwendigkeit. Denn bei modernen Lösungen sind die einzelnen Gewerke immer stärker miteinander vernetzt. Dadurch wachsen auch die verschiedenen Kommunikationsstandards zusammen. Als Schnittstelle zwischen den Systemen dienen Gateways, die Informationen batterieloser Funksensoren an eine zentrale Steuerung oder eine Anwendung weiterleiten. Dadurch kann das zentrale Gebäudeleitsystem auf anderen Kommunikationsprotokollen wie KNX, Ethernet/IP, BACnet, LON oder DALI basieren und gleichzeitig batterielosen Funk einbinden.

Um diese Vernetzung zu vereinfachen, bietet EnOcean Produktherstellern (OEMs) die Middleware EnOcean Link an. Sie bereitet die Informationen batterieloser Funksensoren wie Feuchte oder Temperatur vollständig auf, so dass Endgeräte, Gateways, Server oder auch Cloud-Dienste die Daten sofort weiterverarbeiten können. Dadurch können OEMs die Software in ihren Produkten als Universalschnittstelle einsetzen, über die sich die batterielose Funktechnologie schnell und einfach in andere Anwendungen und Systeme integrieren lässt.

AUTOCAD Magazin: Können Sie uns, bitte, ein Beispiel für den Einsatz der Technik nennen?

Andreas Schneider: Ein sicherlich beeindruckendes Beispiel aus der Gebäudeautomation ist The Squaire, das „liegende“ Hochhaus am Frankfurter Flughafen. Unter dem Namen „New Work City“ bietet das Gebäude eine neuartige Arbeitswelt, die sich an individuelle Anforderungen und Arbeitsabläufe anpassen soll. Die Büroflächen müssen sich deshalb flexibel umgestalten lassen, ohne dass Arbeiten an der Elektroinstallation oder eine erneute Programmierung innerhalb der Automatisierungslösung notwendig sind. Hier hat sich die batterielose Funktechnologie von EnOcean als die ideale Lösung erwiesen, um die letzten Meter der Gebäudeautomation zu verbinden.

Die Hermos AG realisierte im The Squaire ein intelligentes Gesamtkonzept, das dezentrale Steuerungslösungen von WAGO mit Automation auf Basis der batterielosen EnOcean-Funktechnologie verbindet. So werden Licht, Heizung und Beschattung der Räume mit insgesamt 18.000 batterielosen Schaltern und den Temperatursensoren SR04 von Thermokon bedient. Dank der batterielosen Technologie können Zwischenwände eingezogen oder entfernt werden, ohne dass ein Elektriker an der Installation arbeiten muss. Die EnOcean-Geräte lassen sich einfach an einer beliebigen Stelle in den neu gestalteten Räumen wieder anbringen. Anschließend müssen lediglich die Geräte und die Aufteilung der Räume mit wenigen Mausklicks zugeordnet werden. Die mithilfe der Gebäudeautomation erzielten Energieeinsparungen konnten auch einen wichtigen Beitrag zur erfolgreichen  „LEED-Green-Building“-Zertifizierung in Gold in der Kategorie „Core and Shell Development“ leisten. Dieses Siegel zeichnet das ungewöhnliche Hochhaus als eines der nachhaltigsten Gebäude weltweit aus.

AUTOCAD Magazin: Inwiefern spielen bei der Weiterentwicklung der Technik auch die Erfahrungen der Anwender hinein?

Andreas Schneider: Wir haben von Anfang an die Bedürfnisse der Anwender bei unserer Technologieentwicklung berücksichtigt. Besonders bei innovativen Techniken ist die Nutzerakzeptanz entscheidend für den Markterfolg. Deshalb bieten wir Produktherstellern ein technologisches Gesamtpaket zur Integration der batterielosen Funktechnologie an. Damit können sie anwenderfreundliche Lösungen umsetzen, die deutliche Mehrwerte schaffen. Im Fall der Gebäudeautomation sind das zum Beispiel mehr Komfort, eine erhöhte Sicherheit, Flexibilität und Energieeinsparungen. Für EnOcean sind Anwender in erster Linie also die Produkthersteller, die unsere Technologie in ihren Lösungen einsetzen. Hier haben wir von Anfang an auf eine intensive Kommunikation mit unseren Kunden gesetzt. Durch den engen Austausch mit den Produktherstellern haben wir schnell die notwendigen Stellschrauben gefunden, um die Integrationshürde klein zu halten. Zusätzlich veranstalten wir regelmäßig Workshops und Roadshows speziell für Anwender wie Gebäude-Planer oder Facility Manager. Wir hinterfragen aber auch die Nutzerakzeptanz bei bereits realisierten EnOcean-basierten Projekten, um unsere Technologie hier fortlaufend weiterzuentwickeln. Der intensive Austausch mit den verschiedenen Anwendergruppen ist ein Grund dafür, dass EnOcean derzeit der einzige Anbieter auf dem Energy-Harvesting-Markt ist, der große Stückzahlen anbietet und verkauft.

AUTOCAD Magazin: Was gab den Ausschlag für die Gründung der EnOcean Alliance?

Andreas Schneider: Seit EnOcean 2003 die ersten serienreifen Produkte der batterielosen Funktechnologie auf den Markt gebracht hat, hat sich die Bandbreite der Endprodukte rasant entwickelt. Was mit batterielosen Lichtschaltern anfing, umfasst heute intelligente Fenstergriffe, Temperatur-, Feuchte- und Lichtsensoren oder auch Anwesenheitsmelder sowie Aktoren und Zentralen bis hin zu kompletten Smart-Home-Systemen.

Unsere Partner der ersten Stunde haben schon früh das Potenzial der batterielosen Funktechnologie als Standard für energieeffiziente Gebäude erkannt. Deshalb haben wir 2008 gemeinsam die EnOcean Alliance gegründet. Diese Initiative organisiert die verschiedenen Hersteller unter einem Dach mit dem Ziel, die EnOcean-Technologie weltweit zu etablieren und durch Standardisierung die Interoperabilität der Produkte sicherzustellen. Heute hat die Alliance mehr als 300 Mitglieder, die über 1.000 Produkte anbieten.

Wie erfolgreich die Arbeit der Organisation ist, hat im Frühjahr 2012 ein bedeutender Meilenstein untermauert: Mit der Ratifizierung des EnOcean-Funks als internationaler ISO/IEC-Standard hat die Alliance in nur vier Jahren seit ihrer Gründung eines ihrer wichtigsten Kernziele erreicht.

AUTOCAD Magazin: In welcher Form arbeiten die beteiligten Unternehmen in der Allianz zusammen?

Andreas Schneider: Die EnOcean Alliance dient als Plattform, auf der sich die Mitglieder zur Technologie und ihren Projekterfahrungen austauschen können. Gleichzeitig definieren die Mitglieder auch die Anwendungsprofile für die batterielose Funktechnologie (EnOcean Equipment Profiles, EEP). Diese bauen auf dem ISO/IEC-Standard auf und sind die Voraussetzung dafür, dass die Produkte unterschiedlicher Anbieter miteinander kommunizieren können. Jedes Unternehmen, das der Alliance beitritt, hat Zugriff auf diese Anwendungsprofile und kann sie bei der Produktentwicklung einsetzen. Dadurch können die Mitglieder auch gemeinsame Gebäudeprojekte umsetzen, in denen sich verschiedene Herstellerkomponenten zum optimalen Automationssystem ergänzen – wie beispielsweise im The Squaire. Neben dem technischen Aspekt bietet die EnOcean Alliance ihren Mitgliedern Marketingunterstützung in Form von Messeauftritten, Präsentationen oder Workshops.

AUTOCAD Magazin: Wie schätzen Sie das Marktpotenzial für die Gebäudeautomation vor allem auch im Blick auf die Anforderungen an die Energieeffizienz in den nächsten zwei, drei Jahren ein?

Andreas Schneider: Mit der Energiewende ist auch das Thema Energieeffizienz ins Interessenfeld von Politik und Gesellschaft gerückt. In diesem Zusammenhang sehen wir weltweit ein stark wachsendes Interesse an unserer batterielosen Funktechnologie für energieeffiziente Gebäude. Denn hier liegt ein besonders großes Einsparpotenzial. Gebäude verbrauchen allein 40 Prozent der gesamten Primärenergie. Besonders bei Bestandsgebäuden ist die energetische Sanierung jedoch sehr teuer und aufwendig, bei denkmalgeschützten Gebäuden manchmal sogar fast unmöglich. Es muss aber eben nicht immer gleich eine neue Dämmung sein. Über die Automatisierung der Gebäudetechnik lässt sich der Energieverbrauch bereits erheblich senken. Allein die intelligente Steuerung von Verbrauchern wie Heizung, Lüftung, Klimaanlage oder Beleuchtung kann bis zu 30 Prozent Energie einsparen. Das Marktpotenzial für die Gebäudeautomation ist noch lange nicht ausgeschöpft und wir erwarten hier auch kurzfristig ein deutliches Wachstum – nicht nur in Europa, sondern vor allem in den Regionen mit einer hohen Bevölkerungsdichte und gleichzeitig schnellem Wirtschaftswachstum wie China oder Indien.

Die Debatte um steigende Strompreise heizt die Diskussion um geeignete Maßnahmen für eine verbesserte Energieeffizienz zusätzlich an. Das weckt Interesse an modernen Technologien, die dabei helfen, Energie einzusparen – und das zu einem überschaubaren Aufwand und möglichst mit einem Mehrwert. Steuerungssysteme auf Basis der batterielosen Funktechnologie bieten beides und sind deshalb aus der Gebäudeautomation auch in Zukunft nicht mehr wegzudenken. Über kurz oder lang muss sich jedes Unternehmen, letztlich jeder Einzelne, mit der Zukunft der Energieerzeugung und deren Nutzung auseinandersetzen. Hier wird die Gebäudeautomation bei vielen energetischen Maßnahmen an erster Stelle stehen. EnOcean-basierte Sensoren liefern dafür die nötigen Informationen und bilden das Nervensystem für intelligente, energieeffiziente und nachhaltige Gebäude.

AUTOCAD Magazin: Herr Schneider, vielen Dank für das Gespräch.

 

Das Interview führte Andreas Müller

  • Verschiedene batterielose Funk-Komponenten eines Automationssystems in einem Bürogebäude.
  • Die Architektur eines Automationssystems, in dem EnOcean-basierte Komponenten mit anderen Kommunikationsprotokollen wie KNX vernetzt sind.
  • Funktion der Middleware EnOcean Link in einem Gebäudeautomationssystem.
RSS Feed

Entdecken Sie die Printmagazine des WIN-Verlags