Sankey Diagramm: Transparente Energieflüsse – so geht’s
Es gibt nicht viel zu beachten, wenn Sie ein Sankey-Diagramm erstellen wollen. Wenn Sie eins interpretieren, schon. Generell nehmen Sankey-Diagramme gerade im Energiemanagementsystem und der Veranschaulichung von wesentlichen Energieeinsatzbereichen an Bedeutung zu. Alles Wichtige und zwei Beispiele zum Sankey-Diagramm lesen Sie hier!
Was ist ein Sankey Diagramm?
Sie treffen bestimmt immer wieder auf die grafische Darstellungsform des Sankey-Diagramms, wenn es darum geht, Energie- und Materialbilanzen innerhalb von komplexen Systemen zu veranschaulichen. Im Grunde genommen sind Sankey-Diagramme Energieflussbilder, welche im Wesentlichen die Aufteilung eines Energieflusses nach den verschiedenen Quellen oder Senken darstellen. Die Energie- oder Wärmeflüsse werden dabei als Pfeile dargestellt, deren Breite die Energiemenge angibt, die pro Zeiteinheit einer Maschine zugeführt wird bzw. sie wieder verlässt. Durch die Abzweigungen werden die jeweiligen Energie- bzw. Wärmeverluste verdeutlicht.
Daher ist das Sankey-Diagramm äußerst geeignet, um ineffiziente Ressourcenplanungen, Schwerpunkte und Potenziale zur Verbesserung erkennen zu können.
Historie des Sankey Diagramms
Das bereits um 1898 von dem irischen Ingenieur Captain Riall Sankey veröffentlichte und nach ihm benannte Sankey-Diagramm ist in seinem ursprünglichen Verständnis eine bildliche Darstellung der Energiebilanz einer Maschine. Die auch als Wärmebilanzdiagramm oder Energieschaubild bezeichnete Darstellung nutzte Sankey zunächst, um die thermische Effizienz einer Dampfmaschine visuell darzustellen, und so ihren Wirkungsgrad zu verdeutlichen und vergleichbar zu machen.
Sankey Diagramm erstellen: Diese Regeln gelten
Die folgenden Regeln werden bei Sankey-Diagrammen implizit angenommen. Ihre Kenntnis ist insofern relevant, da sonst Fehlinterpretationen von Sankey-Diagrammen auftreten können.
- In Sankey-Diagrammen werden Mengengrößen auf eine Zeitperiode
- Die Mengengrößen sind extensive Größen. Das bedeutet, sie können aufsummiert
- Die Breite der Pfeile ist proportional zur Menge. Das bedeutet nichts anderes, als dass die doppelte Menge mit einem doppelt so breiten Pfeil dargestellt wird.
- Gerade für Materialflüsse wichtig: Es werden keine Bestandsgrößen berücksichtigt, was wiederum bedeutet, dass keine Lagerbildung angenommen wird. Bei Energiegrößen (Dampf, Strom, Gas etc.) ist dies leichter nachzuvollziehen, da hier sowieso nur mit Stromgrößen und nicht mit Beständen agiert wird.
- Stillschweigend werden Energie- und Massenerhaltung vorausgesetzt.
Ansonsten existieren keine festen Regeln zum Erstellen von Sankey-Diagrammen. Vielmehr bilden Anschaulichkeit und Intuition die Grundlage für die Nutzung dieser Visualisierungsmöglichkeit.
Vorgehen zur Erstellung eines Sankey Diagramms
Schritt 1: Prozessdefinition
Definieren Sie den Prozess, den Sie darstellen möchten, mit Eingangs- und Ausgangspunkt und den dazugehörigen Mengenströmen.
Schritt 2: Bestimmen der Energieströme
Ermitteln Sie durch Messung die Daten für die einzelnen Energieströme bzw. Energieverluste und legen Sie die Skalierung für die Breite der Mengenpfeile fest.
Schritt 3: Erstellen des Diagramms
Erstellen Sie mit einem Tool wie Excel oder einem Editor (z.B. https://sankeymatic.com/) das Sankey-Diagramm.
Beispiele für Sankey Diagramme
Wiederum begründet durch die fehlende einheitliche Methodik existiert nicht die „eine“ typische Darstellungsform für Sankey-Diagramme. Im Verlauf der Entwicklungen der vergangenen 100 Jahre wurden verschiedenste Darstellungsformen genutzt. Es liegt nahe, anzunehmen, dass gerade diese Anwendungsvielseitigkeit ein Grund dafür ist, warum Sankey-Diagramme so erfolgreich verwendet werden.
Die bekannteste Darstellung sind knotenlose Strom- oder Pfeildiagramme, die sich dann entsprechend aufteilen. Die quantitativen Angaben können absolut (z.B. in kWh, Euro …) oder relativ (in Prozent) sein.
Eine andere Darstellung ergibt sich, wenn Sie sich an herkömmlichen Verfahrensbildern orientieren, welche vorrangig einzelne Bereiche oder Anlagen und ihre Verbindung untereinander darstellen. So eine Darstellung lässt die Ströme zwischen Knoten fließen. Diese Knoten stehen eben für die verschiedenen Anlagen, Prozesse, Unternehmensbereiche etc.
Lediglich die Schnittstellen zur Außenwelt sind durch die im Diagramm veranschaulichten In- und Outputströme bekannt.
Sankey Diagramm: Mögliche Probleme
Zu beobachten ist in der Praxis, dass das Hauptaugenmerk bei der Verwendung von Energieflussdiagrammen häufig nicht auf der exakten Mengenbilanz, sondern vielmehr auf der Darstellung von ökologisch relevanten Zusammenhängen liegt. So wird im Rahmen des Umweltmanagements teilweise in Kauf genommen, dass die Massenbilanz verletzt wird, da in den Sankey-Diagrammen unter Umständen auf die Darstellung von irrelevanten Stoffströmen verzichtet wird.
Ein anderes Problem tut sich auf, wenn die Mengen so groß oder klein werden, dass eine maßstabsgerechte Darstellung nicht mehr möglich ist. Auch hier behilft man sich unter Umständen damit, auf eine exakte Darstellung der Pfeilbreiten zu verzichten und begnügt sich damit, dass die an den Pfeilen aufgezeigten absoluten oder relativen Anteile korrekt sind.
Fazit zum Sankey Diagramm
Sankey-Diagramme werden häufig verwendet, um komplexe technische Zusammenhänge so aufzubereiten, dass auch Nichtexperten in die Lage versetzt werden, diese nachzuvollziehen. So sprechen sie also nicht primär die Fachwelt, sondern eher die Menschen an, denen entscheidende Zusammenhänge vermittelt werden sollen.
Die Bedeutung der Sankey-Diagramme nimmt gerade in den letzten Jahren wieder zu. Auch im Rahmen der Energiemanagementsysteme bedient man sich mehr und mehr dieser Visualisierungsform. Denn die ISO 50001 fordert, dass Sie sich der Energieflüsse in Ihrem Unternehmen bewusst werden sollen und dass Sie im Rahmen der energetischen Bewertung wichtige von unwichtigen Energieeinsatzbereichen abgrenzen. Doch gerade deswegen ist es notwendig, auf die Besonderheiten dieser Darstellung nochmals hinzuweisen und sich dieser bei Betrachtung der Diagramme bewusst zu sein.
Ein wichtiger Punkt in dem Zusammenhang ist die Frage der Bilanzierung und der Addition der Mengen. Wird von diesen intuitiv angenommenen Regeln abgewichen, sollte dies deutlich erkennbar sein, da sonst Fehlinterpretationen die Folge sein können.
Werden diese Besonderheiten beachtet, so sind Sankey-Diagramme ein mächtiges Hilfsmittel, um komplexe Zusammenhänge greifbar und nachvollziehbar darzustellen.
