Was ist ein Smart Grid?
Zur Reduktion des Energieverbrauchs und der Einbindung erneuerbarer Energien bedarf es intelligenter Zähler, sogenannter Smart Meter. Sie sind die Grundlage für Smart Grids, das heißt intelligente Netze, die Verbräuche optimieren und regenerative Energien sinnvoll einbinden können.
Die EU-Kommission fordert dabei, fernablesbare Messgeräte zu installieren, damit sich Verbraucher häufig über ihren Verbrauch informieren und so ihren Energieverbrauch senken können.
Dank Funktechnologien können Messwerte von Strom-, Gas-, Wasser- oder Wärmezählern aus der Ferne empfangen werden. Das vereinfacht nicht nur die Ablesung, sondern auch die Abnehmer selbst haben so ihre Verbräuche jederzeit im Blick.
Zähler im Vorbeigehen auslesen
Fernablesbare Strom-, Gas-, Wärme- oder Wasserzähler haben nicht nur den Vorteil, dass der Abnehmer selbst jederzeit seine Verbrauchszahlen zum Beispiel per Smartphone-App im Blick hat.
Auch die Energieversorger profitieren direkt davon: Denn der Ableser kann die Verbrauchsdaten im sogenannten Walk-by-Verfahren per Funk empfangen; er muss dann noch nicht einmal die Wohnung des Mieters betreten.
Was ist eSIM?
Ein offener, interoperabler Standard
Damit der Ablesedienst die Daten von Geräten verschiedener Hersteller auslesen kann, ist ein interoperabler Standard für die Datenübertragung erforderlich. Der Messgeräte-Hersteller Zenner setzt daher bei seinem Fernauslesesystem auf den Wireless M-Bus nach dem OMS-Standard.
„Die OMS-Spezifikation für die Kommunikation von Verbrauchszählern aller Energiesparten trifft nicht nur in Europa auf ein starkes Interesse“, sagt Dr. Werner Domschke, Vorstandssprecher der OMS-Group. „OMS-Geräte werden zurzeit auch in Nahost und Lateinamerika verkauft.“
Der Standard nutzt als Kommunikationstechnik den M-Bus und den Wireless M-Bus: Vor über 20 Jahren entwickelt, ist M-Bus heute als robustes Feldbussystem für drahtgebundene und drahtlose Zählerkommunikation anerkannt.
Seine Anwendung bietet Investitionssicherheit, gilt als zukunftssicher und ist energiesparend: So betragen die Batterielaufzeiten bei dem Kommunikationssystem von Zenner zum Beispiel bis zu 15 Jahre.
Schnittstelle zwischen Messgerät und Versorger
Bei größeren Gebäuden, in denen schnell einige hundert Strom-, Wasser- oder Wärmezähler installiert sind, werden die Verbrauchsdaten nicht mehr von jedem Zähler direkt abgelesen, sondern zunächst an eine zentrale Datensammel- und Kommunikationseinheit, dem Smart Meter Gateway, gesendet, die sie dann an den Energieversorger oder Messdienstleister weiterüberträgt.
Die intelligenten Messsysteme eröffnen Kunden völlig neue Möglichkeiten: „Heute lesen wir unseren Stromverbrauch einmal im Jahr direkt am Zähler ab.
Morgen macht es das Smart Meter Gateway möglich, dass wir jederzeit bequem per App informiert sind, wie viel Strom beispielsweise der Kühlschrank oder die Waschmaschine verbraucht“, sagt Paul-Vincent Abs, Geschäftsführer von E.ON Metering.
E-ON hat bereits mit der Installation begonnen und Anfang 2018 rund 16.000 dieser Smart Meter Gateways bei der Mannheimer Power Plus Communications bestellt. Die Geräte nutzen dabei das LTE-Mobilfunknetz zur Anbindung an das Wide Area Network.
Aufgrund der hohen Übertragungsraten ist LTE (Long Term Evolution) der 4. Generation gut für die Datenübertragung im intelligenten Messsystem geeignet, z. B. für zeitkritische Steuerbefehle.
Sind in die Smart Metering Lösungen dann noch sogenannte eSIM (embedded SIM) integriert, ist die Inbetriebnahme besonders wirtschaftlich: Denn mit ihnen kann ein Providerwechsel ohne Eingriff am Gerät „remote“ per Funk erfolgen. Dadurch reduzieren sich die Kosten für den technischen Außendienst und das Abo-Management.
Da sich mit der eSIM die Profile von verschiedenen Netzbetreibern auf einem Gerät speichern lassen, kann zudem schnell zwischen verschiedenen Mobilfunknetzen gewechselt werden, falls zum Beispiel die Netzabdeckung unzureichend ist.
Das Smart Grid über 5G steuern
Noch mehr Möglichkeiten verspricht man sich von 5G – der zukünftige Mobilfunkstandard könnte erheblichen Einfluss auf die Energiebranche haben.
Zu diesem Schluss kommen zumindest der Verteilungsnetzbetreiber Stromnetz Berlin, die Deutsche Telekom und Ericsson. Mit dem Projekt „5Grid“ haben die Partner in einem der größten Technologieparks Europas – in Berlin-Adlershof – Anwendungsfälle für die neue Technik im Stromnetz untersucht.
Dazu Dr. Erik Landeck, Geschäftsführer von Stromnetz Berlin:
Low-Power-Lösungen für eine flexible Datenübertragung
Reicht eine niedrige Bandbreite und ist eine hohe Latenz akzeptabel, wie beim einfachen Auslesen der Messdaten von Smart Metern, sind Low-Power-Funknetze eine kostengünstige Alternative zum Mobilfunk.
Der indische Messgeräte-Hersteller Hanbit hat zum Beispiel die LoRa-Technologie in seine Smart-Metering-Lösungen integriert. LoRaWAN steht für „Long Range Wide Area Network“ und ist ein internationaler offener LPWAN-Übertragungsstandard für die drahtlose Kommunikation von batteriebetriebenen Objekten.
Er zeichnet sich bei marginalem Energieverbrauch der Endgeräte durch hohe Reichweiten und sehr gute Gebäudedurchdringung aus. „Unsere LoRa-basierten Lösungen ermöglichen maximale Genauigkeit im Versorgungsmanagement mit Echtzeit-Tracking“, so Phani Varanasi, CEO von Hanbit.
„Die LoRa-Technologie ermöglicht eine flexible Installation sowohl im gewerblichen als auch im privaten Bereich mit einer Reichweite von bis zu 30 Meilen (Anm. d. Red.: 48,3 km), um die Energieeffizienz in einer ganzen Stadt zu erhöhen.“