KI in der Kältetechnik
Intelligente „Systemmanagerin“ verhilft zur Energieeinsparung
Das Berliner Start-up Factor4Solutions hat eine KI-basierte Lösung für deutlich weniger Stromverbrauch und CO2-Ausstoß in Kältesystemen entwickelt. Kunden profitieren von niedrigeren Betriebskosten.
Anwendungsbeispiel einer KI-Lösung im Kältebereich.
Bild: Factor4Solutions
Kälteerzeugung ist der weltweit am stärksten wachsende Energieverbraucher im Gebäudesektor. Egal, ob in Rechenzentren, der Lebensmittelindustrie, im Gesundheitswesen, dem produzierenden Gewerbe oder in jeglicher Klimatisierung: Kältetechnik ist überall. Allein in Deutschland verursacht die Kälteversorgung jährlich rund 16 % des Strombedarfs sowie über 20 Mio. t CO2. Das Berliner Start-up Factor4Solutions hat eine Lösung entwickelt, mit der sich der Energieverbrauch von Kältesystemen – je nach Installation – um 40 bis 75 % verringern lassen soll, was nicht nur Betriebskosten spart, sondern auch den CO2-Fußabdruck senken kann.
Mit der sogenannten digitalen „Systemmanagerin“ – einer KI-gestützten Software – bringt Factor4Solutions nach eigenen Angaben eine vollautomatisierte Lösung für jede Art von Kälteerzeugung auf den Markt, die bis zu 75 % der benötigten Jahresenergie an Strom spart. Die Lösung ist sofort einsetzbar, hersteller- und technologieoffen, skalierbar und lässt sich sowohl im Bestand als auch im Neubau einsetzen. Ein weiterer Vorteil: Die „Systemmanagerin“ funktioniert als stand-alone, offline-fähiges System und ist daher auch für kritische Infrastrukturen geeignet. Das Konzept der KI-gestützten „Systemmanagerin“ ist aus mehr als zehnjähriger Forschungsarbeit des Gründungs-Teams von Factor4Solutions an der TU Berlin hervorgegangen . Mittlerweile hat sie sich zu einer Softwarelösung auf höchstem Niveau entwickelt, die mithilfe kontinuierlicher Forschung und Entwicklung sowie der langjährigen Verankerung des Teams in der wissenschaftlichen Community, stetig ausgebaut wird.
Effizienzbasiertes Management
Ein großes Problem bei der Kälteerzeugung ist, dass Rückkühlwerke und Pumpen unerkannt oft genauso viel Strom verbrauchen, wie die Kälteerzeuger selbst. Zudem findet die Optimierung des Strombedarfs häufig nur auf Komponenten-Ebene und genauso oft nur für einen, in der Planung definierten Betriebszustand statt, der typischerweise in weniger als 3 % aller Betriebsstunden vorliegt. Die Folge ist ein unnötiger Verbrauch an Elektroenergie von bis zu 90 % in vielen Betriebsstunden.
Die intelligente „Systemmanagerin“ von Factor4Solutions löst diese Herausforderung, indem sie den Betrieb aller für die Kältetechnik relevanten Komponenten und damit deren energetische Betriebsaufwendungen (Strom, Wärme, Wasser etc.) gemeinsam betrachtet. Dazu erstellt die Lösung einen digitalen Zwilling des jeweiligen Kältesystems, über den sich sowohl in Echtzeit bzw. parallel zum Betrieb als auch situativ errechnen lässt, wie sich die einzelnen Komponenten verhalten müssen, um die maximale Effizienz des Systems zu erzielen.
Effizienzbasierter Systembetrieb
Die Kälteerzeuger sowie alle Hilfsaggregate werden somit nicht mehr nach fester Reihenfolge (Grund- und Spitzenlast) eingesetzt, sondern effizienzbasiert, abhängig von den Witterungsbedingungen und der geforderten Leistung über standardisierte Protokolle von der Lösung freigegeben und geregelt. Damit erreicht die vollautomatisierte „Systemmanagerin“ in jeder Lastsituation den effizientesten Systembetrieb. Die Anwender können dabei ihre gewünschte Zielgröße für die Optimierung individuell vorgeben – z. B. Kosten, Stromverbrauch oder CO2-Emissionsminderung.
Factor4Solutions will laut Geschäftsführer Stefan Petersen den Markt für den Betrieb nachhaltiger, effizienzbasierter Kälte- und Wärmeversorgungssysteme entscheidend prägen.
Bild: Factor4Solutions
Adaption für Wärmetechnik geplant
Das Kerngeschäft von Factor4Solutions ist der Betrieb der „Systemmanagerin“ bei den Kunden, die die Hardware kaufen und die Software im Lizenzmodell nutzen. Die Erlöse für Factor4Solutions und damit die Kosten für die Kunden ergeben sich anteilig aus den erreichten Einsparungen. Zusätzliche Services wie Ingenieur-Leistungen aber auch Abo-Angebote, wie die Energieberichtserstellung komplettieren das Angebot des Herstellers.
Aktuell arbeitet das Team von Factor4Solutions bereits an einer Adaption seiner Lösung, die dann auch Wärmeerzeugungsanlagen mit Wärmepumpen die gleichen Vorteile bietet. Auf die Frage nach weiteren Zukunftsplänen erklärt Geschäftsführer Stefan Petersen: „Factor4Solutions wird den Markt für den Betrieb nachhaltiger, effizienzbasierter Kälte- und Wärmeversorgungssysteme entscheidend prägen. Viele spannende Start-Ups und auch bereits global aktive Unternehmen werden mitziehen. Unser Ziel ist es, auf diesem Weg voranzugehen und uns in fünf Jahren international etabliert zu haben.“
