Glanz: aiMOOC über GPT aiMOOC Action erstellt

2026-10-09T09:43:23Z

aiMOOC über GPT aiMOOC Action erstellt

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{{T}}

{{BR}}
= Gebäudeautomation und Energiemanagement – Lastmanagement im Gebäude simulieren =

{{BR}}
= Einleitung =

'''Wie verteilst Du begrenzte elektrische Leistung auf mehrere Verbraucher, ohne wichtige Gebäudefunktionen zu beeinträchtigen?'''

In diesem aiMOOC simulierst Du das [[Lastmanagement]] eines fiktiven Berufskollegs. Du berechnest verfügbare Leistung, legst [[Priorität|Prioritäten]] fest und löst Energie-, Hygiene- und Diagnosefälle.

{| class="wikitable"
! Kursinformation !! Beschreibung
|-
| '''Zielgruppe''' || Ausbildung in Elektrotechnik, Gebäudetechnik und Automatisierungstechnik
|-
| '''Dauer''' || Ca. 60–90 Minuten
|-
| '''Lernform''' || Kurze Lerneinheiten, Simulation, Quiz und Praxisaufgaben
|-
| '''Lernziel''' || Anschlussleistung einhalten und Verbraucher sinnvoll priorisieren
|-
| '''Arbeitsumgebung''' || Ausschließlich fiktive Daten und lokale oder ausdrücklich autorisierte Testumgebungen
|}

'''Wichtig:''' Der gesamte Kurs verwendet ein vereinfachtes, fiktives Gebäudemodell. Es gibt keine Verbindung zu realen Steuerungen, Kundendaten, fremden Netzen oder Produktivanlagen. Führe keine Schalt- oder Konfigurationsversuche an realen Anlagen durch. Elektrische Schutzfunktionen bleiben unabhängig vom Lastmanagement erforderlich.

[[Datei:Smart Building Komponenten.svg|500px|rahmenlos|center]]

''Bildimpuls: Welche Gebäudekomponenten benötigen Energie und welche könnten ihre Leistungsaufnahme zeitlich verändern?''

{{BR}}
= Lerneinheit 1: Leistung und Lastgang verstehen =

'''Lernzeit: 8 Minuten'''

{{BR}}
== Leistung und Energie unterscheiden ==

'''Leistung (kW)''' beschreibt, wie viel elektrische Energie pro Zeit benötigt wird.

'''Energie (kWh)''' beschreibt den Verbrauch über einen bestimmten Zeitraum.

Beispiel: Ein Verbraucher mit 8 kW Leistung benötigt bei 30 Minuten Betrieb 4 kWh Energie.

'''Formel:'''

Energie = Leistung × Zeit

[[Datei:HVAC operating at full load.png|500px|rahmenlos|center]]

''Beobachte die Leistungsänderungen. Die Abbildung illustriert beispielhaft ein Lastprofil einer Gebäudeklimatisierung.''

{{BR}}
== Was ist ein Lastgang? ==

Ein [[Lastprofil|Lastgang]] zeigt den zeitlichen Verlauf der elektrischen Leistungsaufnahme.

[[Datei:Energieflexibler Lastgang.svg|500px|rahmenlos|center]]

'''Merke:''' Lastmanagement verändert die zeitliche Leistungsanforderung. Eine Lastverschiebung bedeutet nicht automatisch, dass insgesamt weniger Energie benötigt wird.

{{BR}}
== Statisches und dynamisches Lastmanagement ==

{| class="wikitable"
! Statisch !! Dynamisch
|-
| Festes Leistungsbudget || Anpassung an die aktuelle Gebäudelast
|-
| Einfache Zuteilung || Bessere Nutzung verfügbarer Reserven
|-
| Geringerer Messbedarf || Geeignete Messung und sichere Kommunikation erforderlich
|}

'''Video: Lastmanagement verständlich erklärt – ADAC'''

{{#ev:youtube|https://www.youtube.com/watch?v=cadh_tqeeb8|500|center}}

''Beobachtungsauftrag: Erkläre nach dem Video den Unterschied zwischen statischem und dynamischem Lastmanagement.''

{{BR}}
= Lerneinheit 2: Gebäudemodell und Prioritäten =

'''Lernzeit: 10 Minuten'''

{{BR}}
== Ausbildungsfall: Berufskolleg Zukunftstechnik ==

Du betreust in einer Simulation die Energieverteilung eines Berufskollegs.

'''Fiktive Anschlussdaten:'''

{| class="wikitable"
! Größe !! Wert
|-
| Anschlussleistungsgrenze || 40 kW
|-
| Planungsreserve || 3 kW
|-
| Leistungsbudget || '''37 kW'''
|-
| Zwei Ladepunkte || Je maximal 11 kW
|-
| Reinigungsmaschine || 6 kW
|}

'''Berechnung:'''

40 kW − 3 kW = '''37 kW'''

Das Lastmanagement darf im Modell höchstens 37 kW zuteilen.

Die Reserve ist eine didaktische Annahme und kein allgemeingültiger Sicherheitsabstand.

{{BR}}
== Vereinfachtes Anlagenschema ==

<pre>
FIKTIVER NETZANSCHLUSS
40 kW
|
Leistungsmessung
|
LASTMANAGEMENT-MODELL
Budget: 37 kW
|
+-------+-------+
| | |
Grundlast Reinigung Ladepunkte
| | |
RLT / IT 6 kW A und B
Licht / je 11 kW
Heizung
</pre>

''Dieses Schema zeigt ausschließlich logische Zusammenhänge. Es ist weder ein Verdrahtungsplan noch eine Anleitung für eine reale Elektroinstallation.''

{{BR}}
== Die Gebäudeverbraucher ==

{| class="wikitable"
! Anlage !! Bedarf !! Modell-Priorität
|-
| Raumlufttechnik || 8 kW || Hoch
|-
| IT-Versorgung || 4 kW || Hoch
|-
| Benötigte Beleuchtung || 6 kW || Hoch
|-
| Heizungspumpe bei Wärmebedarf || 4 kW || Hoch
|-
| Reinigung || 6 kW || Mittel, verschiebbar
|-
| Ladepunkt A || Bis 11 kW || Niedrig, regelbar
|-
| Ladepunkt B || Bis 11 kW || Niedrig, regelbar
|}

'''Grundlast um 08:00 Uhr:'''

8 + 4 + 6 + 4 = '''22 kW'''

'''Freies Budget:'''

37 − 22 = '''15 kW'''

Die Prioritäten gelten ausschließlich für diesen Ausbildungsfall. In realen Gebäuden werden sie anhand der betrieblichen Anforderungen, Schutzfunktionen und zulässigen Betriebsgrenzen geplant.

{{BR}}
== Einblick in die Gebäudetechnik ==

[[Datei:Air handling unit.JPG|500px|rahmenlos|center]]

''Raumlufttechnische Anlage: In belegten Räumen dürfen Luftqualität und notwendiger Luftwechsel nicht allein zur Einsparung elektrischer Leistung vernachlässigt werden.''

[[Datei:Heat pump system.jpg|500px|rahmenlos|center]]

''Anlagenschema einer Wärmepumpe: Unterscheide thermischen Bedarf und elektrische Antriebsleistung. Der Betrieb von Wärmeerzeugung und Pumpen ist an zulässige Betriebsgrenzen gebunden.''

[[Datei:Electric car charging.svg|400px|rahmenlos|center]]

''Elektrofahrzeuge können innerhalb ihrer technischen und organisatorischen Grenzen flexibel geladen werden.''

'''Video: Lastmanagement und smarte Ladeprioritäten – EigenWatt'''

{{#ev:youtube|https://www.youtube.com/watch?v=jUHrV96IGHQ|500|center}}

''Schau insbesondere den Abschnitt zum Lastmanagement an. Übertrage das Prinzip auf die zwei fiktiven Ladepunkte.''

{{BR}}
= Lerneinheit 3: Lastmanagement simulieren =

'''Lernzeit: 20 Minuten'''

{{BR}}
== Simulationsregeln ==

Du arbeitest mit drei fiktiven Zeitpunkten.

'''Grundregel:'''

Freies Budget = 37 kW − aktuelle feste Gebäudelast

# Die Leistungsgrenze und die Planungsreserve einhalten.
# Notwendige Gebäudefunktionen erhalten.
# Verschiebbare Lasten zeitlich verlagern.
# Ladeleistung nur innerhalb zulässiger Grenzen zuteilen.
# Ergebnisse berechnen und begründen.

'''Vereinfachung:''' Die zwei Ladepunkte werden als dreiphasige, stufenlos regelbare Verbraucher modelliert. Beide können mit mindestens 4,2 kW betrieben oder vollständig pausiert werden. Die tatsächliche Umsetzung hängt unter anderem von Ladeeinrichtung und Fahrzeug ab.

{{BR}}
== Simulationsfall A: Morgendlicher Leistungsbedarf ==

'''08:00 Uhr'''

{| class="wikitable"
! Verbrauchergruppe !! Angeforderte Leistung
|-
| Feste Gebäudelast || 22 kW
|-
| Reinigung || 6 kW
|-
| Ladepunkt A || 11 kW
|-
| Ladepunkt B || 11 kW
|-
| '''Gesamtanforderung''' || '''50 kW'''
|}

'''Entscheidung:''' Welche Maßnahme ist sinnvoll?

'''A:''' Alle Verbraucher vollständig einschalten.

'''B:''' Reinigung verschieben und beide Ladepunkte auf jeweils 7,5 kW begrenzen.

'''C:''' Raumlufttechnik abschalten und beide Ladepunkte mit voller Leistung betreiben.

<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
'''Lösung und begründetes Feedback anzeigen'''
<div class="mw-collapsible-content">

'''Richtig: B.'''

22 + 7,5 + 7,5 = '''37 kW'''

Die Leistung bleibt innerhalb des Simulationsbudgets. Die notwendige Raumlufttechnik wird nicht beeinträchtigt.

'''A ist falsch:''' 50 kW überschreiten sogar die fiktive Anschlussgrenze von 40 kW.

'''C ist falsch:''' Die Lüftung darf nicht ohne Prüfung der erforderlichen Raumluftqualität abgeschaltet werden.

</div>
</div>

{{BR}}
== Simulationsfall B: Zusätzliche Gebäudelast ==

'''09:00 Uhr'''

Eine weitere, zu diesem Zeitpunkt nicht verschiebbare Ausbildungsanlage benötigt 8 kW.

'''Neue feste Gebäudelast:'''

22 + 8 = '''30 kW'''

'''Deine Aufgabe:''' Berechne das verbleibende Ladebudget. Entscheide, wie Du es verteilst, wenn die Reinigung weiter verschoben werden kann.

<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
'''Lösung und Feedback anzeigen'''
<div class="mw-collapsible-content">

37 − 30 = '''7 kW'''

Eine mögliche Lösung ist:

Ladepunkt A: 7 kW

Ladepunkt B: 0 kW

Reinigung: 0 kW

'''Begründung:''' Die Gesamtleistung beträgt 37 kW. Beide Ladepunkte gleichzeitig mit je 3,5 kW zu betreiben, würde die im Modell festgelegte Mindestladeleistung unterschreiten.

Alternativ kann Ladepunkt B anstelle von A laden. Eine spätere abwechselnde Zuteilung verbessert die Fairness.

</div>
</div>

{{BR}}
== Simulationsfall C: Späterer Betrieb ==

'''10:00 Uhr'''

Die feste Gebäudelast sinkt durch einen regulär beendeten Heizpumpenbetrieb auf 18 kW.

Die Reinigung soll nun nachgeholt werden.

'''Deine Aufgabe:''' Verteile das Budget auf Reinigung und beide Ladepunkte.

<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
'''Musterlösung anzeigen'''
<div class="mw-collapsible-content">

Feste Gebäudelast: 18 kW

Reinigung: 6 kW

Ladepunkt A: 6,5 kW

Ladepunkt B: 6,5 kW

'''Gesamt: 18 + 6 + 6,5 + 6,5 = 37 kW'''

'''Feedback:''' Die Reinigung wird zeitlich verlagert, beide Fahrzeuge erhalten Leistung und die Anschlussreserve bleibt erhalten.

</div>
</div>

{{BR}}
== Dein Simulationsergebnis ==

{| class="wikitable"
! Uhrzeit !! Feste Last !! Reinigung !! Ladepunkt A !! Ladepunkt B !! Summe
|-
| 08:00 || 22 kW || 0 kW || 7,5 kW || 7,5 kW || 37 kW
|-
| 09:00 || 30 kW || 0 kW || 7 kW || 0 kW || 37 kW
|-
| 10:00 || 18 kW || 6 kW || 6,5 kW || 6,5 kW || 37 kW
|}

'''Bewertung:''' Alle drei vorgeschlagenen Lösungen halten im vereinfachten Modell das Leistungsbudget ein. Sie sind nicht die einzigen zulässigen Lösungen.

{{BR}}
== Gestufte Hilfen ==

Nutze zunächst nur die erste Hilfe. Öffne weitere Hilfen erst, wenn Du nicht weiterkommst.

<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
'''Hilfe 1 – Den Engpass erkennen'''
<div class="mw-collapsible-content">
Vergleiche die angeforderte Gesamtleistung mit dem zulässigen Budget von 37 kW. Unterscheide feste und flexible Verbraucher.
</div>
</div>

<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
'''Hilfe 2 – Die richtige Formel'''
<div class="mw-collapsible-content">
Ziehe die feste Gebäudelast von 37 kW ab. Das Ergebnis ist das verfügbare Budget für Reinigung und Ladepunkte.
</div>
</div>

<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
'''Hilfe 3 – Die Entscheidung überprüfen'''
<div class="mw-collapsible-content">
Addiere alle gleichzeitig freigegebenen Leistungen. Prüfe zusätzlich Prioritäten, Mindestladeleistung und verschiebbare Betriebszeiten. Eine rechnerisch passende Summe allein genügt nicht.
</div>
</div>

{{BR}}
= Lerneinheit 4: Hygiene- und Diagnosefälle =

'''Lernzeit: 10 Minuten'''

{{BR}}
== Hygiene-Fall: Die Raumluftqualität verschlechtert sich ==

Im fiktiven Seminarraum werden 1.400 ppm CO₂ angezeigt.

Der Lastmanager möchte die elektrische Leistung reduzieren.

'''Was entscheidest Du?'''

'''A:''' Raumlufttechnik ausschalten, um mehr Ladeleistung bereitzustellen.

'''B:''' Luftqualität und Lüftungsbedarf berücksichtigen und zunächst flexible Ladeleistung reduzieren.

<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
'''Begründetes Feedback anzeigen'''
<div class="mw-collapsible-content">

'''Richtig: B.'''

1.400 ppm liegen über dem vom Umweltbundesamt für Unterrichtsräume verwendeten CO₂-Leitwert von 1.000 ppm.

Die erforderliche Lüftung hat Vorrang vor dem flexiblen Fahrzeugladen. Prüfe in der Simulation auch Belegung, Luftvolumenstrom und Messwertplausibilität.

'''Wichtig:''' CO₂ ist ein Indikator für die Raumluftqualität, aber kein vollständiger Nachweis hygienischer Sicherheit.

</div>
</div>

{{BR}}
== Diagnose-Fall: Ein Messwert fällt aus ==

'''09:00 Uhr:''' Die letzte Gebäudelastmessung bleibt bei 22 kW stehen. Das Simulationsmodell meldet inzwischen 30 kW feste Last.

'''Welche Reaktion ist sinnvoll?'''

<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
'''Diagnose und Feedback anzeigen'''
<div class="mw-collapsible-content">

'''Fehlerbild:''' Die Messung kann veraltet sein oder die Kommunikation ist gestört.

'''Sichere Modellreaktion:'''
# Messwert als ungültig kennzeichnen.
# Flexible Ladepunkte im Lernmodell vorsorglich pausieren.
# Notwendige Gebäudefunktionen unverändert erhalten.
# Eine lokale Störmeldung erzeugen und die Ursache dokumentieren.
# Erst nach plausibler Messung eine erneute Freigabe berechnen.

'''Begründung:''' Ein veralteter Messwert ist keine verlässliche Grundlage für zusätzliche Leistungsfreigaben.

Die konkrete Rückfallstrategie realer Anlagen muss fachgerecht projektiert und geprüft werden.

</div>
</div>

{{BR}}
== Technische Grenzen der Simulation ==

Ein echtes Lastmanagement benötigt zusätzliche Prüfungen:

# [[Drehstrom]]: Strombelastung jedes Außenleiters und mögliche Unsymmetrien.
# [[Schutztechnik]]: Zulässige Leitungs- und Schutzgerätebelastung.
# [[Regelungstechnik]]: Messintervalle, Verzögerungen und Schalthäufigkeit.
# [[Gebäudeautomation]]: Kommunikationsfehler und definierter sicherer Rückfall.
# [[Raumlufttechnik]]: Mindestanforderungen an Luftqualität und Betrieb.
# [[Elektromobilität]]: Mindest- und Höchstladeleistung sowie Ladebedarf.

'''Merke:''' Die Addition von kW-Werten ist eine Rechenübung, aber kein vollständiger elektrotechnischer Sicherheitsnachweis.

{{BR}}
= Lerneinheit 5: Ergebnisse bewerten =

'''Lernzeit: 7 Minuten'''

{{BR}}
== Leistungsbudget oder Energieverbrauch? ==

Ein Ladepunkt wird 15 Minuten lang mit 7,5 kW betrieben.

Energie = 7,5 kW × 0,25 h = '''1,875 kWh'''

Eine zeitliche Verschiebung kann eine Leistungsspitze reduzieren, ohne die benötigte Lademenge zwangsläufig zu verringern.

{| class="wikitable"
! Prüffrage !! Erfolgskriterium
|-
| Anschlussgrenze eingehalten? || Gesamtleistung maximal 37 kW
|-
| Wichtige Funktionen erhalten? || Notwendige Versorgung bleibt bestehen
|-
| Flexibilität genutzt? || Reinigung und Laden werden angepasst
|-
| Fehler sicher behandelt? || Keine unkontrollierte Leistungsfreigabe
|-
| Entscheidung nachvollziehbar? || Rechenweg und Begründung dokumentiert
|}

{{BR}}
= Interaktive Aufgaben =

{{BR}}
== Quiz: Teste Dein Wissen ==

{{MC}}

'''Wie groß ist das Leistungsbudget des fiktiven Gebäudes?'''
(37 kW)
(!40 kW)
(!43 kW)
(!50 kW)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Was beschreibt elektrische Leistung?'''
(Den momentanen Energieumsatz pro Zeit)
(!Die gesamte Energiemenge eines Monats)
(!Die Dauer eines Ladevorgangs)
(!Die Anzahl der angeschlossenen Geräte)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Welche Größe ist typisch für einen Lastgang?'''
(Leistung über der Zeit)
(!Raumhöhe über der Zeit)
(!Kabellänge über der Zeit)
(!Geräteanzahl über der Raumfläche)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Was ist für dynamisches Lastmanagement besonders wichtig?'''
(Die Erfassung der aktuellen Gebäudelast)
(!Eine unveränderliche Ladeleistung)
(!Das Abschalten aller Verbraucher)
(!Ein fester Energiepreis)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Welche Anlage erhält bei notwendigem Lüftungsbedarf Vorrang?'''
(Raumlufttechnik)
(!Fahrzeugladung)
(!Verschiebbare Reinigung)
(!Dekorationsbeleuchtung)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Wie viel flexible Leistung ist bei 22 kW fester Gebäudelast verfügbar?'''
(15 kW)
(!18 kW)
(!22 kW)
(!40 kW)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Welche Lösung passt zum Simulationsfall um 08:00 Uhr?'''
(Beide Ladepunkte mit je 7,5 kW und Reinigung verschieben)
(!Beide Ladepunkte mit je 11 kW und Reinigung einschalten)
(!Lüftung abschalten und beide Ladepunkte voll betreiben)
(!Alle Verbraucher ohne Begrenzung einschalten)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Was ist bei 30 kW fester Gebäudelast im Modell möglich?'''
(Einen Ladepunkt mit 7 kW betreiben)
(!Beide Ladepunkte mit je 11 kW betreiben)
(!Die Reinigung mit 11 kW betreiben)
(!Beide Ladepunkte und die Reinigung voll betreiben)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Wie soll das Lernmodell bei einem ungültigen Lastmesswert reagieren?'''
(Flexible Ladeleistung vorsorglich pausieren)
(!Alle Ladepunkte auf volle Leistung setzen)
(!Den Messwert ungeprüft weiterverwenden)
(!Die Luftversorgung zur Fehlerbehebung ausschalten)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Was muss bei einem realen Drehstromanschluss zusätzlich zur Gesamtleistung beachtet werden?'''
(Die Strombelastung jedes Außenleiters)
(!Ausschließlich die Farbe der Ladestation)
(!Nur die Raumtemperatur am Ladepunkt)
(!Allein die Anzahl der Fenster)

{{E}}
<br>

{{BR}}
== Memory ==

<div class="memo-quiz">
{|
|-
| Anschlussgrenze || Maximal zulässige Anschlussleistung
|-
| Leistungsreserve || Bewusst freigehaltener Leistungsanteil
|-
| Lastgang || Zeitlicher Verlauf der Leistungsaufnahme
|-
| Freigabebudget || Verteilbare Leistung für flexible Verbraucher
|-
| Prioritätsstufe || Rangfolge bei der Leistungszuteilung
|-
| Rückfallstrategie || Vordefinierte Reaktion auf eine Störung
|-
| Lastverschiebung || Zeitliche Verlagerung eines Verbrauchsvorgangs
|}
{{E}}
<br>

{{BR}}
== Drag and Drop ==

<div class="lueckentext-quiz">

{| class="wikitable"
! Ordne die richtigen Maßnahmen zu.
! Situation
|-
| '''Ladeleistung reduzieren'''
| Die feste Gebäudelast steigt deutlich.
|-
| '''Raumlufttechnik erhalten'''
| Die notwendige Luftversorgung muss sichergestellt bleiben.
|-
| '''Reinigung verschieben'''
| Ein flexibler Vorgang würde eine Leistungsspitze verursachen.
|-
| '''Messwert prüfen'''
| Die angezeigte Gebäudelast ist nicht plausibel.
|-
| '''Störmeldung anzeigen'''
| Die Kommunikation zum Modellzähler fällt aus.
|-
| '''Ladepunkte fair abwechseln'''
| Mehrere Fahrzeuge teilen ein knappes Leistungsbudget.
|}

{{E}}

<br>

{{BR}}
== Kreuzworträtsel ==

<div class="kreuzwort-quiz">
{|
|-
| Lastgang || Wie heißt der zeitliche Verlauf der elektrischen Leistungsaufnahme?
|-
| Sensor || Welches Bauteil erfasst eine physikalische Messgröße?
|-
| Reserve || Was wird im Leistungsbudget bewusst freigehalten?
|-
| Regelung || Welcher Prozess passt eine Stellgröße an einen Sollwert an?
|-
| Vorrang || Welcher Begriff bezeichnet die Bevorzugung eines wichtigen Verbrauchers?
|-
| Lüftung || Welche Gebäudefunktion führt einem Raum Außenluft zu?
|}
{{E}}
<br>

{{BR}}
== LearningApps ==

<iframe> https://learningapps.org/index.php?s=Geb%C3%A4udeautomation+und+Energiemanagement+%E2%80%93+Lastmanagement+im+Geb%C3%A4ude+simulieren </iframe>

{{BR}}
== Lückentext ==

<quiz display=simple>
{'''Vervollständige den Text zum Lastmanagement.'''<br>
|type="{}"}
Die maximal zulässige elektrische Leistung am Gebäudeanschluss wird durch die { Anschlussleistung } begrenzt.

Ein bewusst nicht verplanter Leistungsanteil heißt { Reserve }.

Der aktuelle Leistungsbedarf der fest eingeplanten Verbraucher bildet im Ausbildungsfall die { Gebäudelast }.

Die physikalische Einheit der elektrischen Leistung heißt { Kilowatt }.

Der zeitliche Verlauf der Leistungsaufnahme wird als { Lastgang } bezeichnet.

Die geregelte Verteilung begrenzter Leistung übernimmt das { Lastmanagement }.

Die Raumluftanlage ist bei notwendigem Betrieb auch aus Gründen der { Hygiene } zu berücksichtigen.

Die Rangfolge konkurrierender Verbraucher wird durch ihre { Prioritäten } festgelegt.

Für Störungen der Messung benötigt das System eine sichere { Rückfallstrategie }.

Die aufgenommene elektrische Energie wird üblicherweise in { Kilowattstunden } angegeben.
</quiz>

<br>

{{BR}}
= Offene Aufgaben =

{{BR}}
=== Leicht – Basisaufgaben ===

# [[Elektrische Leistung]]: Gestalte eine Lernkarte, die kW und kWh anhand eines selbst gewählten Beispiels unterscheidet.
# [[Anlagenschema]]: Zeichne den fiktiven Gebäudeanschluss mit Grundlast, Reinigung und beiden Ladepunkten.
# [[Lastmanagement]]: Berechne die verfügbare flexible Leistung bei einer festen Gebäudelast von 20 kW.
# [[Priorität]]: Ordne die Verbraucher des Ausbildungsfalls nach Wichtigkeit und begründe Deine Rangfolge.

'''Feedbackkriterien:''' Deine Ergebnisse sind nachvollziehbar, wenn Einheiten stimmen, das Leistungsbudget korrekt berechnet wird und Du notwendige von verschiebbaren Funktionen unterscheidest.

{{BR}}
=== Standard – Anwendungsaufgaben ===

# [[Lastprofil]]: Erstelle aus den drei Simulationszeitpunkten eine eigene Tabelle und zeichne ein Leistungsdiagramm.
# [[Elektromobilität]]: Entwickle eine faire Ladeverteilung bei 15 kW verfügbarem Budget und begründe sie.
# [[Raumluftqualität]]: Entwirf einen Entscheidungsablauf für hohe CO₂-Werte bei gleichzeitigem Leistungsmangel.
# [[Fehlerdiagnose]]: Verfasse einen fiktiven Diagnosebericht für einen ausgefallenen Messwert einschließlich sicherer Rückfallmaßnahme.

'''Feedbackkriterien:''' Gute Lösungen halten das Budget ein, beachten die Modellgrenzen und erläutern, warum andere Entscheidungen ungeeignet sein können.

{{BR}}
=== Schwer – Transferaufgaben ===

# [[Energiemanagement]]: Entwickle ein Lastmanagementkonzept für ein weiteres fiktives Gebäude mit begrenzter Anschlussleistung.
# [[Regelungstechnik]]: Entwirf einen Ablaufplan mit Priorisierung, Messwertprüfung, Leistungszuteilung und sicherem Rückfall.
# [[Energieeffizienz]]: Vergleiche die Auswirkungen von statischem und dynamischem Lastmanagement anhand selbst erstellter fiktiver Lastprofile.
# [[Gebäudeautomation]]: Produziere ein Erklärvideo oder eine Präsentation, in der Du eine sichere, hygienegerechte und faire Leistungszuteilung begründest.

'''Feedbackkriterien:''' Eine überzeugende Transferlösung benennt Annahmen, Zielkonflikte, Betriebsgrenzen und Grenzen der Simulation. Sie darf keine ungesicherte Freigabe für reale Anlagen enthalten.

{{:Offene Aufgabe - MOOC erstellen}}

{{BR}}
= Lernkontrolle =

Bearbeite die Aufgaben mit eigenen Begründungen. Im Mittelpunkt steht die Anwendung des Gelernten.

# [[Priorisierung]]: In einem belegten Seminarraum steigt der CO₂-Wert, während die verfügbare elektrische Leistung sinkt. Erkläre, wie Du die Ziele Energieeinsparung und Luftqualität miteinander vereinbarst.
# [[Lastverschiebung]]: Ein verschiebbarer Verbraucher kann seine Arbeit am Vormittag oder Nachmittag erledigen. Entwickle Kriterien für den günstigeren Betriebszeitpunkt.
# [[Fehleranalyse]]: Ein Energiezähler zeigt einen unveränderten Messwert, obwohl weitere Verbraucher zugeschaltet werden. Beschreibe die Risiken und eine geeignete Reaktion in der Simulation.
# [[Elektromobilität]]: Zwei Fahrzeuge haben unterschiedliche Abfahrtszeiten. Entwickle eine faire Priorisierung, ohne das verfügbare Leistungsbudget zu überschreiten.
# [[Energiesystem]]: Erkläre, warum eine geringere Lastspitze nicht automatisch einen geringeren Gesamtenergieverbrauch bedeutet.
# [[Automatisierungstechnik]]: Begründe, warum ein vereinfachtes kW-Modell keine Prüfung der Belastung einzelner Außenleiter oder elektrischer Schutzmaßnahmen ersetzt.

{{BR}}
= Lernnachweis =

Für einen erfolgreichen Lernnachweis erstellst Du ein '''Simulationsprotokoll''' mit folgenden Bestandteilen:

# '''Gebäudemodell''': Vereinfachtes Anlagenschema und benannte fiktive Verbraucher.
# '''Leistungsberechnung''': Anschlussgrenze, Reserve und verfügbare Leistung mit korrekten Einheiten.
# '''Simulation''': Nachvollziehbare Leistungszuteilung für 08:00, 09:00 und 10:00 Uhr.
# '''Prioritätenentscheidung''': Begründung für notwendige und verschiebbare Gebäudefunktionen.
# '''Hygienebewertung''': Nachweis, dass notwendige Raumluftanforderungen berücksichtigt werden.
# '''Diagnose''': Sichere Modellreaktion auf ungültige oder fehlende Messwerte.
# '''Reflexion''': Grenzen der Simulation und erforderliche zusätzliche Prüfungen für reale Anlagen.

'''Bewertungsraster:'''

{| class="wikitable"
! Kriterium !! Punkte
|-
| Fachlich richtige Berechnungen || 0–4
|-
| Schlüssige Leistungszuteilung || 0–4
|-
| Beachtung von Betriebs- und Hygieneanforderungen || 0–4
|-
| Plausible Diagnose und sichere Rückfallstrategie || 0–4
|-
| Dokumentation und begründete Entscheidungen || 0–4
|-
| '''Gesamt''' || '''20'''
|}

'''Orientierung für das Feedback:''' Eine rechnerisch korrekte Lösung erhält nur dann eine hohe Bewertung, wenn auch Prioritäten, Modellgrenzen und Störfälle fachlich begründet berücksichtigt sind.

<br>
<br>

{{BR}}
= OERs zum Thema =

{{BR}}
== Wikipedia ==

'''Grundlagen der Gebäudeautomation'''

<iframe> https://de.m.wikipedia.org/wiki/Geb%C3%A4udeautomation </iframe>

Weiterführende Artikel: [[Energiemanagement]], [[Laststeuerung]], [[Intelligentes Stromnetz]], [[Energieeffizienz]], [[Smart Building]] und [[Elektromobilität]].

{{BR}}
== Fachlich geprüfte Quellen ==

# [https://www.dinmedia.de/de/norm/din-en-iso-52120-1/345026735 DIN EN ISO 52120-1:2025-02]: Energieeffizienz von Gebäuden – Beitrag von Gebäudeautomation und Gebäudemanagement.
# [https://www.dinmedia.de/de/normen-produkte/normen-regelwerke/vdi/richtlinienreihe-vdi-3814 VDI 3814]: Richtlinienreihe zur Gebäudeautomation und deren Planung.
# [https://www.umweltbundesamt.de/energiemanagementsysteme-iso-50001 Umweltbundesamt – ISO 50001]: Grundlagen zum betrieblichen Energiemanagement.
# [https://www.umweltbundesamt.de/richtig-lueften-in-schulen Umweltbundesamt – Richtig Lüften in Schulen]: CO₂ und Anforderungen an die Raumluftqualität.
# [https://www.adac.de/rund-ums-fahrzeug/elektromobilitaet/laden/wallbox-lastmanagement/ ADAC – Lastmanagement]: Grundlagen zur Verteilung von Ladeleistung.
# [https://hager.com/de/loesungen/ladeinfrastruktur/lastmanager Hager – Lastmanagement]: Herstellerinformation zu statischer und dynamischer Ladeleistungsverteilung.

''Die Normen und Richtlinien sind Fachquellen und nicht automatisch frei lizenzierte OER. Die Modellwerte und Simulationslösungen dieses Kurses wurden eigens für den Ausbildungsfall festgelegt.''

{{BR}}
== Mediennachweise und Nutzungsrechte ==

Die nachfolgend verwendeten Wikimedia-Commons-Dateien wurden mit ihren jeweils angegebenen Lizenzinformationen ausgewählt:

# [https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Smart_Building_Komponenten.svg Smart Building Komponenten.svg] – canva / Upload SiSchweizer, CC BY-SA 4.0.
# [https://commons.wikimedia.org/wiki/File:HVAC_operating_at_full_load.png HVAC operating at full load.png] – C Capucine, CC BY-SA 3.0.
# [https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Energieflexibler_Lastgang.svg Energieflexibler Lastgang.svg] – Nina Strobel, CC BY-SA 4.0.
# [https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Air_handling_unit.JPG Air handling unit.JPG] – P199, Public Domain.
# [https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Heat_pump_system.jpg Heat pump system.jpg] – KVDP, Public Domain.
# [https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Electric_car_charging.svg Electric car charging.svg] – Mliu92, CC BY-SA 4.0.

'''Lizenzhinweis:''' Beachte bei einer Weiterverwendung die Namensnennung und gegebenenfalls die Weitergabe unter gleichen Bedingungen gemäß der jeweiligen Bildlizenz. Die Dateien wurden hier unverändert eingebunden.

'''Videonachweise:'''

# [https://www.youtube.com/watch?v=cadh_tqeeb8 ADAC – E-Autos zuhause laden? Lastmanagement!]
# [https://www.youtube.com/watch?v=jUHrV96IGHQ EigenWatt – Intelligentes Laden mit Wallbox, PV und Lastmanagement]

Die YouTube-Videos sind externe Bildungsmedien. Ihre Einbettung bedeutet nicht, dass sie frei lizenziert oder zur Bearbeitung freigegeben sind. Die jeweiligen Urheberrechte bleiben bestehen.

{{BR}}
= Verknüpfte Lernbereiche =

{| align=center
{{:D-Tab}}
'''[[Gebäudeautomation und Energiemanagement]]'''
# [[Gebäudeautomation]]
# [[Energiemanagement]]
# [[Lastmanagement]]
# [[Elektrische Leistung]]
# [[Lastprofil]]
# [[Lastverschiebung]]
# [[Lastspitzenmanagement]]
# [[Elektromobilität]]
# [[Raumlufttechnik]]
# [[Regelungstechnik]]
# [[Fehlerdiagnose]]
# [[Energieeffizienz]]
# [[Anlagenschema]]
# [[Arbeitssicherheit]]
|}

[[Kategorie:Gebäudeautomation]]
[[Kategorie:Energiemanagement]]
[[Kategorie:Elektrotechnik]]
[[Kategorie:Automatisierungstechnik]]
[[Kategorie:Gebäudetechnik]]
[[Kategorie:Berufliche Bildung]]
[[Kategorie:Ausbildung]]
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Gebäudeautomation und Energiemanagement – Lastmanagement im Gebäude simulieren - Versionsgeschichte

Glanz: aiMOOC über GPT aiMOOC Action erstellt