Smart Meter: Intelligente Zähler für Gas, Wasser, Strom und Co.

Digitale Vorreiter

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Datum 13.04.2021
Lesezeit 7 Min.

Smart Meter: Intelligente Zähler für Gas, Wasser, Strom und Co.

Was sind eigentlich Smart Meter? Die „Intelligenz” solcher digitalen Messgeräte besteht unter anderem darin, dass ein händisches (visuelles) Ablesen grundsätzlich entfällt. Die Verbrauchsmessgeräte sind an das Internet angebunden und melden ihre aktuellen Werte fortlaufend oder bei Bedarf an eine zentrale Stelle. Die möglichen Anwendungszwecke sind vorwiegend im Bereich von Gas-, Wasser-, Fernwärme- und Stromverbrauchsmessgeräten zu finden – sind aber grundsätzlich für alle Verbrauchsmeßstellen denkbar. Ihr Einsatz ist dank Narrowband-IoT-Anbindung auch in besonders schlecht zugänglichen Umgebungen möglich.

Egal, ob abgeschirmt in feuchten Betonschächten unter der Erde oder in tief liegenden Kellerräumen: Funkbasierte und wartungsfreie IoT-Lösungen reduzieren bisherige Wartungsaufwände um ein Vielfaches. Während früher Messungen an solchen Orten entweder unmöglich oder nur unter großem Aufwand möglich waren, gelingt sogenanntes „Smart Metering” inzwischen nach der Erstinstallation häufig vollautomatisch. Wir zeigen Ihnen anhand zweier Praxisbeispiele, wie diese wichtige Komponente eines „Smart Building” oder „Smart Grid” funktioniert. Natürlich hat Vodafone auch dazu passende Lösungen im Angebot.


Smart Metering: Mit einem Klick alles im Blick

Ein Smart Meter (auch als EDL21/EDL40-Zähler bekannt) kann weit mehr als ein herkömmlicher, analoger Verbrauchszähler. Der Einsatz solcher Geräte kann im Rahmen von Neubauten oder Modernisierungsmaßnahmen zu einer Reduzierung der EEG-Energiekostenumlage für Sie führen. Näheres hierzu regelt die ISO-Norm 50001, über die wir bereits berichteten. Die wesentlichen Vorteile solcher digitalen Erfassungs- und Übertragungsgeräte sind:

  • Smart Meter sind in der Lage, erfasste Daten in regelmäßigen Abständen oder auf Anforderung über ein sogenanntes Gateway an eine zentrale Stelle zu übertragen.
  • Die Messung erfolgt nicht wie früher mit Hilfe sich drehender Zahnräder, sondern über Speicherbausteine und intelligente Elektronik.
  • Sie erfassen die ermittelten Verbrauchswerte digital und speichern sie bis zur nächsten erfolgreichen Datenübertragung in einem Zwischenspeicher.
  • Smart Meter arbeiten normalerweise bidirektional, was bedeutet, dass sie auch Daten entgegennehmen können – beispielsweise bei Tarifänderungen.
  • Die Kommunikation solcher Geräte mit einer zentralen Stelle kann auf beinahe beliebige Weise erfolgen – also auch über das Mobilfunknetz.
  • Mehrere Smart Meter in Verbindung mit Regelungssystemen werden häufig auch als „Smart Grid”-Bestandteile eingesetzt.

 




Video: YouTube / Bundesministerium für Wirtschaft und Energie

 

Händisches Ablesen war gestern: Techem als Pionier der automatischen Datenerfassung

Bei der Effizienzsteigerung und Erfassung des Energieverbrauchs in Immobilien ist Techem einer der Marktführer. Bewährte und zuverlässige Verfahren wie die Verbrauchs-Erfassung per mobilem Ablesegerät wurden um eine stationäre Funklösung erweitert. Erst kürzlich haben Techem und Vodafone nachgelegt und treiben den Digitalisierungsprozess weiter voran: Mit Narrowband-IoT.

 

Vom Walk-by-Verfahren hin zur vollautomatischen Erfassung

Das Walk-by-Verfahren ist nichts anderes als die elektronische Erfassung der Verbrauchsstände durch ein mobiles Ablesegerät. Dieses Verfahren stellt bereits einigen Jahren eine erhebliche Erleichterung für Energieversorger und Immobilienverwalter dar: Das Ablesepersonal musste sich lediglich in der Nähe des Zählers aufhalten, um dessen Daten zu erfassen. Ein Betreten vermieteter Wohnungen oder ein einzelnes Aufsuchen der Messstellen ist hierbei nicht nötig.


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In vielen Fällen setzt Techem zusätzlich auf eine stationäre Funklösung mit im Gebäude fest installierten Datensammlern, die die Verbrauchswerte an einen Master-Datensammler weiterleiten, der seinerseits die Werte per GPRS (General Packet Radio Service) über das Mobilfunknetz von Vodafone an die Techem-Server sendet.

Das alles funktioniert bestens, ist aber in beiden Fällen mit vermeidbarem Aufwand verbunden: Zur Verbrauchsermittlung per Walk-by müssen Mitarbeiter jede Immobilie gezielt aufsuchen. Bei der stationären Erfassung braucht jeder Master-Datensammler eine 230-Volt-Spannungsversorgung, einen Standort mit gutem Mobilfunkempfang und einen Funkstandart, der durch dicksten Beton und in tiefste Keller reicht.

 

Technisches Rückgrat der neuen Lösung: Vodafone Narrowband-IoT

Gemeinsam entwickelten die Experten von Techem und Vodafone Geräte und Anwendungen für den Betrieb im Vodafone-Livenetz weiter. Die stationären Datensammler wurden im Rahmen eines gemeinsamen Forschungsprojekts gegen Geräte mit integriertem Narrowband-IoT ausgewechselt und die Master-Datensammler damit überflüssig – jeder Datensammler konnte nun die Verbrauchsstände direkt an Techem melden.

„Langfristig sehen wir Chancen, NB-IoT sogar in jedem Endgerät einsetzen zu können, sodass wir dann auf die zwischengeschalteten Datensammler verzichten könnten.“

Dr. Arne Kähler, Head of Research & Development bei Techem

Die Digitalisierung schaffe darüber hinaus auch die Basis für weitere Optimierungen und die Entwicklung neuer Anwendungen und Geschäftsmodelle. Die bessere Kenntnis der Energieflüsse und -verbräuche ermögliche im Bereich von Smart Building und Smart Home erhebliche energetische Effizienzverbesserungen und zudem einen verbesserten, schlankeren und effizienten hochautomatisierten Ablese- und Abrechnungsprozess.

 




Video: YouTube / Vodafone Deutschland

 

Intelligente Meßgeräte liefern einen wertvollen Beitrag zum Umweltschutz

Neben der Erfassung und Abrechnung von Verbrauchswerten bietet Techem seinen Kunden fundiertes Energiemanagement zur Senkung der Energieverbräuche an. So können nicht nur Kosten, sondern auch CO2-Emissionen reduziert werden. Als Mitglied der „Wirtschaftsinitiative Smart Living“, die das Bundeswirtschaftsministerium gemeinsam mit vielen deutschen Unternehmen und Verbänden gegründet hat, trägt Techem dazu bei, dass intelligente vernetzte Systeme das Wohnen und Arbeiten in Zukunft komfortabler, sicherer und effizienter machen.

 

Smarte Fernüberwachung für die Wasserversorgung: Das Beispiel Wikon

Der Hersteller Wikon und Vodafone ermöglichen gemeinsam Wasserversorgern mit speziellen „Waterboxen“ die smarte Fernüberwachung ihrer unterirdischen Rohrnetze. Und das mittels M2M-Kommunikation.

Eine regelmäßige Überprüfung der Zählerstände und Rohrnetze beziehungsweise Leitungsnetze ist für Wasser- und Energieversorger unverzichtbar, bislang allerdings eine aufwändige Angelegenheit. Statt die schwer zugänglichen Messgeräte manuell zu kontrollieren, bietet der Spezialist für intelligente Kommunikationstechnik Wikon eine komfortable Alternative: Seine „Waterbox“ ermöglicht mittels integrierter SIM-Karte von Vodafone die drahtlose Fernauslesung der Zählerwerte.

 

Remote Viewing für mehr Komfort, Transparenz und Sicherheit

Die erfassten Daten der Telematik-Boxen werden via Machine-to-Machine-Kommunikation (M2M) an den Zentralserver von Wikon gesendet, dort ausgewertet und grafisch oder tabellarisch aufbereitet. Wie beim Fernmanagement durch IoT-Technologie üblich, können Kunden die aktuellen Daten ihrer Geräte jederzeit über die entsprechende Plattform einsehen. Über das Wikon-DataCenter haben aber nicht nur Wasserversorger detaillierte Verbrauchswerte und eventuelle Unregelmäßigkeiten im Blick, sie können auch ihren Endkunden mit einem eigenen Zugang mehr Transparenz und Übersicht bieten.

Zudem erkennt das System mögliche Rohrbrüche oder Leitungsstörungen, wenn der Verbrauch einen definierten Schwellenwert übersteigt. In diesem Fall wird der Wasseranbieter direkt per E-Mail oder SMS alarmiert und kann gezielt Gegenmaßnahmen einleiten.

 

Zuverlässige Datenübertragung trotz schwieriger Bedingungen

Die M2M-Lösung ermöglicht bereits vielen Unternehmen das smarte Fernmanagement von Anlagen und Fahrzeugen – In den unterirdischen Betonschächten jedoch sind die Voraussetzungen für eine zuverlässige Funkverbindung um einiges anspruchsvoller. Zur besseren Erreichbarkeit verfügen die besonders robusten SIM-Karten über einen National Roaming Service, so dass die Daten neben dem hochleistungsfähigen Vodafone-Netz im Ausnahmefall auch über andere Anbieter-Netze übertragen werden können. Zudem lassen sich die Zählerwerte über eine spezielle Software so codieren, dass sie als SMS verschickt wer­den können. Auf diesem Kommunikationsweg werden die Daten selbst bei sehr geringem Empfang übermittelt. Zur zusätzlichen Optimierung kann die SIM-Karte um eine Antenne außerhalb des Rohrschachts erweitert werden.

 

Besonders robuste Smart-Meter-Einheiten: Wasserdicht und stromautark

Auch die vernetzten Zählergeräte müssen den rauen Bedingungen der extrem feuchten Umgebung langfristig standhalten. Dafür hat Wikon seine Waterbox mit einer wasserdichten Verbundmasse ausgestattet. Mangelnde Spannungsleitungen für die Energieversorgung unter der Erde kompensiert der Hersteller durch den Batteriebetrieb seiner Geräte. Diese sollen bei einer stündlichen Zählerstand-Erfassung und täglicher Datenübertragung eine Laufzeit von sechs Jahren haben. Danach kann die Batterie unkompliziert über Wikon ausgetauscht werden.

Aktuell sind bereits 8.000 Vodafone-SIM-Karten für die M2M-Verbindung in den smarten Wasserzählern im Einsatz. Mit mehreren tausend Waterboxen überwacht beispielsweise der Frankfurter Energieversorger Mainova sein Wassernetz und nutzt das komfortable System für die exakte Verbrauchs-Abrechnung.

Die nächste Generation der Telematik-Boxen soll außerdem mittels Sensoren den ph-Wert, die Trübung und Leitfähigkeit des Wassers ermitteln und Versorgungsanbietern somit eine einfachere Kontrolle der Wasserqualität ermöglichen.

 




Video: YouTube / WIKON Kommunikationstechnik GmbH

 

Intelligente Stromzähler schonen auch bei Vodafone Klima und Budget

Auch Vodafone beteiligt sich nicht nur an der jährlich stattfindenden Earth Hour des WWF, bei der eine Stunde lang in fast allen Vodafone-Standorten für eine Stunde das Licht ausgeht. Gerade der Netzbetrieb verursacht mit seinen etwa 25.000 Mobilfunkmasten allein in Deutschland erhebliche Kosten, die es allein schon aus betriebswirtschaftlicher Sicht zu reduzieren gilt. Innerhalb von nur sechs Jahren konnten mit Hilfe von inzwischen mehr als 20.000 intelligenten Stromzählern ganze 35 Millionen Euro, sowie 40.000 Tonnen CO2 eingespart werden. Das entspricht etwa 170 Millionen Kilowattstunden an elektrischer Leistung oder so viel, wie 4.000 Deutsche jedes Jahr in etwa an Strom verbrauchen.

Wie das Beispiel eindrucksvoll zeigt, schließen sich Umweltschutz und Kosteneffizienz keineswegs aus – im Gegenteil. Neben intelligenten Stromzählern setzt Vodafone zudem auf Technologieveränderungen hin zum Schmalbandbereich und zu 5G, was wiederum bis zu 80 Prozent an Energie gegenüber dem 4G-Netz einzusparen helfen soll. Seit 2020 setzt Vodafone obendrein zu 100 Prozent auf „Grünstrom”.

Wenn Sie ebenfalls Ihre Kosten reduzieren und die Umwelt schonen möchten, sollten Sie mit uns sprechen: In Zusammenarbeit mit den Magna-Werken, einem weltweit führenden Automobilzulieferer, haben wir beispielsweise eine Smart-Grid-Lösung etabliert, die ebenfalls (unnötige) Stromfresser identifiziert und zu eliminieren hilft. Die IoT-Zähler-Daten werden live über ein vernetztes Gateway an ein Energiemanagement-Portal übermittelt und dort analysiert und ausgewertet. Allein in 2019 haben Kunden der Vodafone Group auf diese Art und mit unseren Smart-Metering-Lösungen fast sieben Millionen Tonnen CO2 eingespart.

Sie wollen mehr zur Fernwartung oder Verbesserung von Prozessen durch das Internet of Things erfahren? Schauen Sie sich unsere IoT-Lösungen für Unternehmen an.

 


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