Was ist ein Sankey-Diagramm?

Sankey-Diagramme sind Flussdiagramme mit mengenproportional breiten Pfeilen. Sie werden zur Visualisierung von Energieflüssen und Mengenströmen genutzt.

Sankey-Diagramme - Definition:

Bei einem Sankey-Diagramm handelt es sich um eine speziellen Art von Flussdiagramm, bei dem die Flussmengen durch mengenproportionale Pfeile angezeigt werden: Die Breite des Pfeils repräsentiert maßstabsgerecht die Menge.

Zudem verlaufen in einem Sankey-Diagramm gerichtete Flüsse stets zwischen zwei Knoten (Prozessen), sie transportieren folglich neben den Mengen noch weitere Informationen, wie z.B. die Aufteilung oder Struktur von Systemen.

Sankey-Diagramme sind somit eine wirkungsvolle Alternative zu herkömmlichen Flussdiagrammen oder Balken- und Kreisdiagrammen, insbesondere wenn es um die Darstellung von Energieflüssen und Mengenströmen in Produktionsanlagen geht.

Sie kommen u.a. im Energiemanagement, im Facility Management (Gebäudetechnik), in der Verfahrenstechnik oder in der Anlagentechnik zum Einsatz.

Warum sollte ich Sankey-Diagramme verwenden?

Sankey-Diagramme bieten im Vergleich zu herkömmlichen Diagrammtypen einige Vorteile, wenn es um die Darstellung von Flüssen geht:

  • Sie zeigen Flüsse mit mengenproportional breiten Pfeilen: je breiter der Pfeil, desto größer die Flussmenge. Dadurch lenken sie den Blick des Betrachters sofort auf die wesentlichen Mengenströme.
  • Sie haben gerichtete Pfeile: Sankey-Diagramme zeigen Flüsse die von einem Knoten (Quelle, Lager, Prozess, Maschine) zu einem anderen Knoten fließen. Damit sind sie ideal zur Abbildung von Flüssen in Produktionssystemen oder entlang der Wertschöpfungskette.
  • Mit einem Sankey Diagramm kommunizieren Sie Ihre Botschaft in ansprechender Weise: sowohl im Projektteam als auch nach außen an Kunden oder Partner.

Sankey-Diagramme sind benannt nach dem irischen Ingenieur Captain Matthew H.R. Sankey (1853-1925)

Geschichte der Sankey-Diagramme

Die erste Darstellung von Energieflüssen mit mengenproportionalen Pfeilen wurde von dem irischen Ingenieur Captain Matthew Henry Phineas Riall Sankey 1898 erstellt. Er verglich damit die Energieeffizienz verschiedener Dampfmaschinen. Zuvor wurde diese Diagrammform bereits für die Darstellung der Truppenverluste der französischen Armee während Napoleons Russlandfeldzug durch den französischen Bauingenieur Charles Joseph Minard gewählt.

Captain Sankey zeichnete nur das eine Sankey-Diagramm und somit geriet diese Darstellungsform schnell wieder in Vergessenheit bis der österreichische Maschinenbau-Ingenieur Alois Riedler (1850-1936) Sankey-Diagramme nutzte, um die Leistung und die Energieverluste von damaligen PKWs zu untersuchen.

In Zuge dessen wurden Sankey-Diagramme besonders in Deutschland immer beliebter, u.a. da auf Grund der Reparationszahlungen nach dem ersten Weltkrieg in der deutschen Wirtschaft ein Fokus auf Material- und Energieeffizienz gelegt wurde.

Nach einem erneuten Rückgang in der Verwendung gewannen Sankey-Diagramme in jüngster Zeit erneut an Popularität und werden heute flächendeckend z.B. für Stoffstromanalysen oder im Energiemanagement eingesetzt.

Beispieldiagramme:

Im Folgenden finden Sie einige Beispiele unterschiedlicher Sankey-Diagramme. Alle Diagramme wurden mit unserer Software e!Sankey erstellt.

Beispiel 1: Energienutzung im PKW

In diesem Sankey-Diagramm werden die Anteile am Energieeinsatz in einem PKW gezeigt. Neben der tatsächlich genutzten Energie (mechanische Energie am Rad, Antrieb) geht ein Großteil der Energie als Verluste (insbesondere Wäremeverluste) ab. Ebenso gezeigt werden weitere Verbraucher im Fahrzeug.

Die Zahlenwerte werden sowohl prozentual, als auch in absoluten Zahlen (bezogen auf einen Benzinverbrauch von 6,57 Liter/100 km) angezeigt. Die Flüsse auf den Pfeilen werden farblich unterschieden und sind - wie bei Sankey-Diagrammen üblich - in ihren Breiten genau proportional zu den Flussmengen.

(Quelle: Prof. Mario Schmidt, INEC, Hochschule Pforzheim)

Beispiel 2: Lebensmittelverluste

In diesem Diagramm werden die mengenmäßigen Verluste entlang der Prozesskette von Lebensmitteln visualisiert. Es zeigt in jeder Stufe die prozentualen Verluste als Pfeil der nach unten abzweigt. Man erkennt eine "Effizienz" der Erzeugung und Nutzung von Lebensmitteln.

Hier werden also keine absoluten Mengen genannt, sondern lediglich Proportionen aufgezeigt.

Quelle: David Lisle, Know The Flow Blog, basierend auf Daten einer Studie der FAO.

Beispiel 3: Batterie im Elektrofahrzeug

Häufig, aber nicht immer sind Sankey-Diagramme von links nach rechts (entlang der Leserichtung vieler Schriften) orientiert. Insbesondere wenn Rückführungen (Loops) dargestellt werden sollen.

In diesem Beispiel laufen die Pfeile von oben nach unten und von unten nach oben bzw. gegen den Uhrzeigersinn: Es zeigt den Batteriezyklus in einem Elektroauto, mit abzweigenden Verlusten.

Quelle: sankey-diagrams.com

Beispiel 4: Energiebilanz

Häufig werden Sankey-Diagramme auch genutzt, um die Energie-Bilanz einer Region oder eines Landes zu visualisieren. Anstelle von unübersichtlichen Tabellen mit statistischen Daten, werden hier die Anteile der verschiedenen Energieträger, Importe und Exporte, und schließlich die Nutzung der Energie in unterschiedlichen Sektoren gezeigt.

In diesem konkreten Beispiel handelt es sich um die Energiebilanz von Malaysia für das Jahr 2011. Die Flüsse sind in der Einheit 'Mtoe'.

Quelle: Chong, C.; Ni, W.; Ma, L.; Liu, P.; Li, Z. The Use of Energy in Malaysia: Tracing Energy Flows from Primary Source to End Use. Energies 2015, 8, 2828-2866.

ifu Expert News

Monatlich Whitepaper, Best Practice Beispiele u.v.m. zu nachhaltiger Produktion

Zusammenfassung:

  • Sankey-Diagramme werden zur Visualisierung von Stoff- und Energieflüssen eingesetzt.
  • Sie zeigen Energie- oder Materialströme mit mengenproportional breiten Pfeilen
  • Sie haben gerichtete Pfeile
  • Sankey-Diagramme lenken den Blick des Betrachter auf die größten Flüsse bzw. die größten Verbraucher. 
  • Sie kommunizieren Sie Ihre Botschaft in ansprechender Weise, sowohl im Projektteam als auch nach außen.
  • Es gibt keine einheitliche Form oder Vorgabe, wie Sankey-Diagramme auzusehen haben. Es existiert eine Vielzahl von Layout- und Gestaltungsmöglichkeiten.

Unsere Software e!Sankey ist spezialisiert auf die Erstellung von Sankey-Diagrammen. Das Programm ist besonders gut geeignet, um damit Energieflüsse (Energieflussdiagramme, Energiebilanzen) und Mengenströme (Masse-/Güter-, Wertströme) zu visualisieren.