Der Wintersport ist ein wichtiger Faktor für den Wirtschaftsstandort Österreich. Um den Anforderungen der Pistengäste gerecht zu werden, wird immer mehr technischer Aufwand betrieben. Die Betreiber der Planai-Hochwurzen-Bahnen GmbH haben deshalb ein Monitoring-System installiert, das mehrere Vorteile bringt: Es hilft einerseits intern Einsparpotenziale zu entdecken und den Erfolg von Maßnahmen zu kontrollieren. Andererseits unterstützt es die Unternehmenskommunikation, die sich immer häufiger Fragen zum Energieverbrauch und ökologischen Folgen des Wintersports stellen muss.

Wieviel Energie darf der Ski-Urlaub verbrauchen? Wie groß darf der CO2-Fußabdruck für den Spaß auf der Piste sein? Die Frage nach der Umweltbilanz ihres Urlaubs stellen inzwischen nicht nur Fernreisende mit Flugscham, sondern auch Touristen, die Österreichs Ski-Resorts besuchen. Zwar gibt es ein paar allgemeine Daten für Seilbahnen und Beschneiung, wie den Anteil von 0,3 % vom Gesamtstromverbrauch des Landes, aber damit geben sich interessierte Gäste nicht zufrieden. Dabei suchen die Betreiber schon angesichts der rasant steigenden Energiekosten nach Sparmaßnahmen. Die Zusammenhänge zu kommunizieren ist eine Herausforderung für Markus Zeiringer, den Marketingleiter der Planai-Hochwurzen-Bahnen GmbH: „Schon der Begriff „Kunstschnee“ ist irreführend. Manche Leute glauben, da würden Chemikalien beigemischt. Das ist aber nicht der Fall. Der Schnee aus Beschneiungsanlagen besteht zu 100% aus Wasser. Fachleute reden deshalb von technischer Beschneiung.“ Ähnliches gilt für die Bezeichnung Schneekanonen. Für die allerersten Geräte mag sie durchaus zutreffend gewesen sein. Mit den modernen Hybridanlagen, bestehend aus Lanzen- und Propellerschneigeräten, wie sie auf der Planai eingesetzt werden, hat das aber nicht mehr viel zu tun. In den letzten 20 Jahren ist es den Herstellern gelungen, den Energieverbrauch der Geräte mehr als zu halbieren. Allerdings muss bedingt durch den Klimawandel auch immer mehr beschneit werden. Und die kalten Tage, an denen dies überhaupt möglich ist, werden weniger.

Für die allerersten Geräte mag sie durchaus zutreffend gewesen sein. Mit den modernen Hybridanlagen, bestehend aus Lanzen- und Propellerschneigeräten, wie sie auf der Planai eingesetzt werden, hat das aber nicht mehr viel zu tun. (Bild: Martin Witzsch)

Rund 70% der Pisten in Österreich müssen beschneit werden, um den Saisonbeginn sicherzustellen. Nur so können die Betreiber von Seilbahnen und Hotels überhaupt noch kalkulieren, Mitarbeiter für die Saison anwerben und die Infrastruktur bereitstellen. Dies trifft auch auf die Planai zu, die als Austragungsort der Alpinen Ski-Weltmeisterschaft 2013 international bekannt ist. Rund 2 Millionen Gäste kommen jährlich während der Wintersaison in die Region – auch für die Planai-Hochwurzen-Bahnen GmbH eine Herausforderung. Als größter Bergbahn- und Freizeitkonzern in der Steiermark und fünftgrößtes Branchenunternehmen in Österreich spielt sie eine zentrale Rolle. Ihre 420 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter, 270 davon ganzjährig, betreuen 31 Seilbahnen und Lifte sowie rund 700 Beschneiungsgeräte. Die Arbeitsplätze sind sicher, denn auch in Zeiten der Erderwärmung wird weiterhin Wintersport in der Region möglich sein. Das enge Tal bietet gute Voraussetzungen, wie die Klimastudie „Stratege“ der Universität für Bodenkultur, Wien, ergeben hat. Aber es gibt bereits Veränderungen: Verglichen mit den Verhältnissen in den 1960er und 1970er Jahren, standen im Zeitraum von 1988-2002 im Januar nur mehr 60 % der Beschneiungsstunden zur Verfügung. Ressourcenschonendes Schneemanagement ist deshalb Pflicht. Dazu sind die Pistengeräte mit Schneehöhenmessgeräten ausgestattet. Mittels GPS und einer genauen Aufnahme des Geländes im Sommer lässt sich so die Schneehöhe auf wenige Zentimeter genau ermitteln. Mit dieser Information kann der Pistengerätfahrer eine gleichmäßig verteilte, kompakte Schneeschicht erstellen, ohne mehr Schnee als nötig zu verbrauchen. Es wird also viel getan, um keine Ressourcen zu verschwenden. So rückte auch der Energieverbrauch in den Fokus. Der Gesamtverbrauch jeder Trafostation war natürlich bekannt. Aber es gab keine genauen Messungen einzelner, großer Verbraucher. Hierfür sollte ein Monitoringsystem installiert werden.

Energie für die Piste

Auf den ersten Blick ist kaum zu erahnen, wieviel Energie die Seilbahnen, die Beschneiung und die restliche Infrastruktur erfordern. Ein 30 kV-Netz mit etwa 23 Trafostationen versorgt die Planai. Auf der benachbarten Wurzen sind es noch einmal 11 Trafostationen und 27 Trafos. Jede Station bildet einen Übergabepunkt des EVU, der Energie Steiermark. Georg Knauß der für die Elektrotechnik und Energiemonitoring  zuständig ist, schildert die ursprüngliche Situation: „Die Stationen haben jeweils eigene Zähler, die in der monatlichen Abrechnung auftauchen. Damit bekommt man einen groben Überblick, aber auch nicht mehr, denn an jeder Trafostation hängen verschiedene Verbraucher, Seilbahnantriebe, Beschneiung und teilweise Pumpstationen.“ Etwas genauere Daten für die interne Verrechnung ermittelte der frühere technische Leiter mittels Betriebsstunden, Schnei- und Arbeitszeiten sowie der Nennleistung der großen Verbraucher. Mit komplexen Rechenmodellen und viel Erfahrung konnte er so den internen Kostenstellen ausreichend genau die Verbräuche zuordnen. Für ein modernes Energiemanagement und zur Kommunikation nach außen, war das Verfahren aber zu ungenau und zudem sehr zeitraubend. Vor allem ließen sich mit den Werten kaum Abweichungen oder erhöhte Energieverbräuche identifizieren. Die Betreiber suchten deshalb schon länger nach einer leistungsfähigeren Lösung. Erste Ansätze, wie Systeme auf Funkbasis wurden jedoch wieder verworfen. Dazu Knauß: „2018 haben wir das Projekt wieder aufgegriffen. Wir wollten ein System haben, das die großen Verbraucher einzeln erfasst und in einer übersichtlichen Form darstellt. Unser Hauptziel war die Kostenzuteilung. Wir wollten aber auch Stromfresser finden und erkennen, wenn sich das Betriebsverhalten einer Maschine ändert. Das kann ein Hinweis auf –Verschleiß an einem Lager oder ein Fehler in der Steuerung sein.“

Perfekt vernetzte Hardware für Strom- und Wasserverbrauch

Nach längerer Recherche entschied man sich für modulare Netzanalysatoren UMG 96-PA von Janitza, die durch ihre modulare Bauweise eine einfache Funktions- und Schnittstellenerweiterung zulassen. (Bild: Martin Witzsch)

Beim Stichwort Energiemonitoring denkt man in erster Linie an Visualisierungssoftware. Knauß und seine Kollegen mussten sich aber auch mit der Hardware, der Auswahl der richtigen Messgeräte, befassen. „Wir haben das Glück, über ein flächendeckendes LWL-Netzwerk zu verfügen, an das jede Trafostation, jede Schneeanlage und jeder Lift, d. h. Berg-, Tal- und Mittelstation, angeschlossen ist. Deshalb wollten wir ein System, das auf diese Infrastruktur aufbaut“, erläutert er. Zur Auswahl standen mehrere Hersteller. Deren Geräte erfüllten aber nicht alle Voraussetzungen oder wiesen Nachteile auf. Dies fing bei der Montage an, wenn etwa alte Türeinbaugeräte ersetzt werden sollten. Es gab natürlich neuere Versionen, die jedoch nicht kommunikationsfähig waren. Oder kommunikationsfähige Geräte, die aber für die Hutschienen-Montage vorgesehen waren. Dies hätte einen separaten Verteiler in eigenem Schaltkasten und einen entsprechend großen Verdrahtungsaufwand erfordert. Auch Funklösungen standen zur Debatte. Da diese jedoch mit herstellereigenen Protokollen arbeiteten, schieden sie aus. Nach längerer Recherche entschied man sich für modulare Netzanalysatoren UMG 96-PA von Janitza, die durch ihre modulare Bauweise eine einfache Funktions- und Schnittstellenerweiterung zulassen.

Dazu Knauß: „Ausschlaggebend war, dass das Gerät zur vorhandenen Infrastruktur kompatibel ist. So können wir alte Türeinbaugeräte einfach tauschen, anschließen, eine IP-Adresse vergeben und schon ist es übers Netz erreichbar. Zusätzlich erhält auch ein Techniker vor Ort gleich einen Überblick über die wichtigsten Werte. Außerdem lassen sich über die drei Impulseingänge bereits vorhandene Unterzählungen aufschalten. Diese nutzt Knauß auch zum Erfassen der Pegelstände in den Wasserreservoirs für die Beschneiung: „Wir haben in jeder Trafostation ein UMG, das auch als universelles Gateway fungieren kann. So können wir zu den Wasserreservoirs einfach eine Leitung ziehen“, erläutert er. Zukünftig sollen zusätzlich zu den Pegelständen auch die Wasserzähler erfasst werden. Inzwischen sind fast alle Trafostationen mit einem UMG ausgestattet, das per Netzwerkkabel mit dem IP-Netzwerk (Switch) verbunden ist. Außerdem sind Janitza Messgeräte des Typs UMG 801 in der Mittelstation der Seilbahn verbaut. Sie erfassen die S0-Impulse der EVU-Zähler zur Mittelspannungsmessung. Auch kleinere Verbraucher in der Talstation werden so erfasst.

Janitza Messgeräte des Typs UMG 801 sind in der Mittelstation der Seilbahn verbaut. (Bild: Martin Witzsch)

Die Visualisierung, flexibel und schnell betriebsbereit

Für die Verantwortlichen der Planai war es keineswegs ausgemacht, dass Hard- und Software aus einer Hand kommen sollten. Die Wahl fiel dann aber auch hier auf Janitza, d. h. auf die Visualisierungssoftware GridVis. Dazu Knauß: „Für uns war wichtig, dass wir viel selbst machen können, etwa einen Zählpunkt dazusetzen, weil wir beispielsweise eine Schneeanlage dazubekommen. Das geht bei der GridVis problemlos. Man importiert und konfiguriert das Gerät und es läuft. Bei einigen anderen Anbietern hätte man hierfür immer einen externen Programmierer beauftragen müssen. Auch die vielfältigen grafischen Gestaltungsmöglichkeiten haben uns gefallen.“

Auch mit der Umsetzung war Knauß sehr zufrieden: „Janitza hat uns von Anfang an unterstützt. Wir haben unsere Messpunkte gesammelt und dann besprochen, welche Messgeräte dazu passen“, erinnert er sich und fährt fort: „ Nachdem die Messgeräte verbaut und eingebunden waren, gab es eine dreitägige Schulung. Anschließend haben wir gemeinsam eine Trafostation konfiguriert, die Grafik gezeichnet sowie das Dashboard und die Protokollierung angelegt. Die anderen Stationen haben wir dann selbst angelegt.“ Wolfgang Peherstorfer, Niederlassungsleiter  von Janitza Österreich bestätigt: „Das Team der Planai hat das Energiemonitoring komplett selbst aufgebaut. Wir mussten nur noch gelegentlich Unterstützung per Fernaufschaltung leisten.“

Die Visualisierung zeigt nicht nur Messdaten auf, sondern bietet auch vielfältige Möglichkeiten zur Aufbereitung. Beispielsweise verfügen die Antriebe in den Berg- und Talstationen über eigene Trafos. Die GridVis kann diese Werte automatisch addieren und der Kostenstelle einer Seilbahn zuordnen. Das spart Zeit und vermeidet Übertragungsfehler.

Die Visualisierung zeigt nicht nur Messdaten auf, sondern bietet auch vielfältige Möglichkeiten zur Aufbereitung. (Bild: Martin Witzsch)

Energiemonitoring wirkt, … anders als gedacht

Der klassische Zweck von einem Energiemonitoring ist das Aufspüren von Energiefressern. Aber ausgerechnet das ist auf der Planai gar nicht so einfach: „Ich kann natürlich Betriebsjahre miteinander vergleichen, aber da spielen viele äußere Faktoren mit hinein, wie das Wetter und die Auslastung“, erläutert Knauß. Mit anderen Worten: Große Einsparpotenziale sind hier nicht so ohne weiteres zu identifizieren. Das liegt nicht zuletzt daran, dass die Betreiber ohnehin seit Jahren auf einen wirtschaftlichen, und damit energieeffizienten Betrieb achten, wie der Technische Leiter, Thomas Pitzer, beschreibt: „Wir können die Besucherzahl anhand des Wetters und der Buchungslage einschätzen und entscheiden jeden Tag neu, wie viele Kabinen wir in den Seilbahnen einhängen. Besonders in ruhigeren Zeiten, wie Mitte Januar, hängen wir nur die Hälfte oder dreiviertel der Fahrbetriebsmittel ein. Das spart Energie und Geld.“ Eine weitere Einsparmöglichkeit ist die Geschwindigkeit. Nur zu Spitzenzeiten fahren die Bahnen mit maximaler Geschwindigkeit. Bei geringerem Betrieb sind etwas längere Fahrzeiten möglich. Eine halbe Minute mehr schränkt den Komfort für die Gäste nicht ein, sorgt aber für weniger Energieverbrauch und geringeren Verschleiß. Für Pitzer ist es wichtig, solche Bemühungen nachweisen zu können: „Es gibt Gäste, die nicht mehr kommen, wenn man keine Maßnahmen belegen kann. Wir haben jetzt belastbare Zahlen“, schildert er seine Erfahrungen. Er schildert im Detail, wie sich das Energiemonitoring auf den Betrieb auswirkt: „Die Geschwindigkeit und die Zahl der Fahrbetriebsmittel passen unsere Maschinisten schon seit 10 oder 20 Jahren an. Dass wir damit Energie sparen, wussten wir, aber nicht wie viel. Das geht jetzt genauer, weil sich einzelne Tage leicht vergleichen lassen. Das ist vor allem für die Öffentlichkeitsarbeit gut. Die Gäste fragen vor allem in den sozialen Medien immer häufiger nach, wie wir für einen umweltverträglichen Betrieb sorgen. Wir können dann belegen, dass wir Energie sparen, ohne den Komfort der Gäste einzuschränken.“ Auch kritische Anfragen lassen sich nun genauer beantworten. So findet jedes Jahr das berühmte Night-Race unter Flutlicht statt, was natürlich Fragen nach dem Stromverbrauch nach sich zog. Dieser ließ sich nur ungefähr durch die Betriebsstunden der Leuchtmittel kalkulieren. Durch das Energiemonitoring stellte sich heraus, dass der Verbrauch geringer war als gedacht.

Die Messungen unterstützen aber auch intern. „Schon die Tatsache, dass wir genauer messen können, sensibilisiert uns alle dafür, noch mehr auch bei Kleinigkeiten sorgsam mit Energie umzugehen“, so Zeiringer. Knauß ergänzt: „Uns ging es um ein Monitoring, mit dem man arbeiten und Abläufe verbessern kann“. Deshalb haben alle Betriebsleiter Zugang zur GridVis. Dies sind rund ein Dutzend Mitarbeiter, die jeweils für bestimmte Anlagen zuständig sind. „Auch kleine Abweichungen in den Betriebsabläufen von Seilbahnen und Beschneiungsanlagen lassen sich nun gut erkennen“, so Knauß.

Selbst zuvor unerklärliche Phänomene lassen sich nun erklären. So fielen im Sommer durch einen Blitzeinschlag in einer Trafostation mehrere Switche aus. Knauß erinnert sich: „Normalerweise kann man die Ursache nicht genau nachweisen. Über das Energiemonitoring konnten wir die Transiente und die Spannungseinsenkung durch den Kurzschluss genau sehen.“

Einsparungen an unerwarteter Stelle

Die Beschneiung benötigt viel Wasser und damit große Speicher und Pumpstationen. Dank des Energiemonitoring ließ sich genau ermitteln, an welcher Stelle der Umbau von einfachen Pumpenstationen mit Stern/Dreieck-Sanftstarter auf Regelung mit Frequenzumrichter sinnvoll ist. Im Rahmen dieser Messungen stieß Knauß auf ein unerwartetes Einsparpotenzial: den Brauchwassertank einer abgelegenen Bergstation. Dieser wurde mittels einer Pumpstation für die Beschneiung mitversorgt. Lief die Beschneiung, fiel das nicht weiter ins Gewicht. Seit einigen Jahren gewinnt aber auch der Sommertourismus mehr und mehr an Bedeutung und die Station ist ganzjährig geöffnet. Knauß: „Wir mussten einmal im Monat für eine vergleichsweise geringe Wassermenge die große Pumpstation aufdrücken, das heißt, die Leitungen mit Wasser füllen, unabhängig davon, ob die Beschneiung lief. Im Energiemonitoring konnten wir die Einschaltspitzen sehen. Diese wurden uns früher vom Energieversorger nicht berechnet. Aber seit 2019 hatten wir einen anderen Tarif. Dadurch wurden die größten Lastspitzen auf einen Monat verrechnet und da wurde das richtig teuer. Im Sommer hatten wir praktisch keine Energiekosten, aber jeden Monat an die 1.400,– Euro Netzkosten. Das wurde erst durch das Monitoring so richtig sichtbar.“ Nachdem das Problem klar war, wurde auch rasch eine Lösung gefunden. Es gab eine stillgelegte Zuleitung von einem Hochbehälter in der Nähe. Eine erneute Inbetriebnahme erschien wenige Jahr zuvor noch unwirtschaftlich. Durch das Monitoring war klar, dass sich dies nun lohnen würde, wie Knauß eindrucksvoll belegt: „Wir haben die Leitung umgeschlossen und die Steuerung saniert. Seitdem kostet uns das Füllen des Hochbehälters nur noch 3,– statt 1.400,– Euro.“

Auch an einer weiteren Stelle fand Knauß Einsparmöglichkeiten, denn er nutzt die GridVis auch, um die Pegelstände in den Behältern aufzuzeichnen. Dabei stellte sich heraus, dass es in einer Leitung ein Leck gab. Zuvor war dies nicht aufgefallen, da der zugehörige Speicher über eine einfache Schwimmerschaltung befüllt wurde. Durch die Messungen war der schleichende Wasserverlust zu erkennen, im Sommer wurde die Leitung ausgegraben und die Leckage repariert.

Differenzstromüberwachung – Mehrwert durch multifunktionale Messgeräte

Über das Energiemonitoring hinaus nutzen die Fachleute auf der Planai die Messtechnik auch für andere Überwachungsaufgaben, etwa für die Fehlerstrommessung, kurz RCM. Bei den Liftstationen sind RCM-Messungen als Brandschutz-Maßnahme vorgeschrieben. Normalerweise ist deshalb die Überwachung ein fester Bestandteil der Schaltanlage, in die nur der Hersteller eingreifen darf. Nun war bei einer knapp zwanzig Jahre alten Anlage die Messtechnik ausgefallen und Ersatzteile nicht mehr erhältlich. In diesem Fall darf der Betreiber gleichwertig nachrüsten. Knauß erklärt: „RCM-Überwachung muss sein, schon weil wir riesige Ausfallzeiten riskieren würden. Janitza hat uns auch hier gut beraten und mit dem Differenzstrommessgerät RMC 202-AB das passende Messgerät für unsere Messaufgabe gefunden.“

Bei den Liftstationen sind RCM-Messungen als Brandschutz-Maßnahme vorgeschrieben. (Bild: Martin Witzsch)

Zukunftsperspektiven: Alle Optionen stehen offen

Mit der Hard- und Software von Janitza sind die Planai-Hochwurzen-Bahnen für alle Entwicklungen in den nächsten Jahren gerüstet. Dazu gehören unter anderem jährlich neue Ladestationen für E-Fahrzeuge, die sich mit der GridVis erfassen lassen. Auch Energiesparmaßnahmen lassen sich ganz einfach bewerten, wie Pitzer erläutert: „Wir haben im Parkhaus 360 Leuchtstofflampen durch LED-Leuchten ersetzt. Über das Energiemonitoring können wir nachvollziehen, ob die Amortisationsrechnung stimmt. Das ist natürlich wichtig für zukünftige Investitionen.“

Neben vergleichsweise einfachen Maßnahmen, wie LED-Umrüstung, spielt auch die Installation von PV-Anlagen eine große Rolle auf der Planai (Bild 11). Dazu erklärt Pitzer: Wir evaluieren gerade jede verfügbare Fläche und berechnen, wie viel PV-Leistung insgesamt machbar ist. Grundlage dafür ist wieder das Energiemonitoring. Damit wissen wir, wo wir wieviel Strom verbrauchen. Durch den Trend zum Sommerbetrieb ist PV ein bedeutender wirtschaftlicher Faktor. Momentan erneuern wir die Bergstation der Dachstein Gletscherbahn. Unter dem Arbeitstitel Energie Kristall wollen wir dort durch eine Hülle aus PV-Modulen ein Stück autarker werden.“

Die Planai-Hochwurzen-Bahnen für alle Entwicklungen und Unwägbarkeiten der nächsten Jahre energietechnisch perfekt aufgestellt. (Bild: Martin Witzsch)

Die nächsten großen organisatorischen Schritte werden die Zertifizierungen nach ISO 9001 (Qualitätsmanagement) und ISO 14001 (Umweltmanagement). Die Planai-Hochwurzen-Bahnen werden hierbei von der Dr. Thomas Klein Consulting unterstützt, die auch bei weiteren technischen Maßnahmen, wie Wärmerückgewinnung, berät. Knauß fühlt sich hierfür bestens gerüstet: „Mit der GridVis haben wir einen sehr guten und detaillierten Überblick über die Prozesse. Trotzdem bleiben wir flexibel, denn Janitza baut auf offene Schnittstellen-Standards wie Ethernet und Modbus TCP. Damit können auch übergeordnete Softwaren auf die Messwerte der Messgeräte zugreifen und diese verarbeiten. Gleichzeitig erhalten wir durch das Büro in Österreich jederzeit Beratung und Support.“ So sind die Planai-Hochwurzen-Bahnen für alle Entwicklungen und Unwägbarkeiten der nächsten Jahre energietechnisch perfekt aufgestellt.

Weitere Informationen: www.janitza.de

Quelle: Janitza electronics GmbH