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Umfeldanalyse Smart Energy Zeitz – „Hybride Funktechnologien“

Die intelligente Energieversorgung (Smart Energy) ist ein wichtiges Zukunftsthema, besonders vor dem Hintergrund der aktuellen Energiewende. Smart Energy unter Verwendung von hybrider Funktechnologie kann hier einen entscheidenden Beitrag für eine sektorenübergreifende und ressourcenschonende digitale Transformation leisten. 

Das Digitalisierungszentrum Zeitz hat im Rahmen des Schwerpunktes Smart City die Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur (HTWK) Leipzig, Professur Smart Diagnostik und Online Monitoring, beauftragt, eine Umfeldanalyse zu Hybriden Funktechnologien zu erstellen.

Die Ergebnisse der Studie wurden am 04.03.2022 in einem Online-Strategieworkshop mit knapp 30 Teilnehmerinnen und Teilnehmern präsentiert und diskutiert.

Der Teilnehmerkreis bestand aus Vertreterinnen und Vertretern der Infrastrukturbetriebe, der Kommune und des Landes sowie Entscheiderinnen und Entscheidern aus der Wirtschaft, insbesondere der Wohnungswirtschaft. 

Als Ergebnis dieses Workshops soll eine Arbeitsgemeinschaft zum Thema intelligente Energieversorgung (Smart Energy) entstehen. Ziel ist die Bündelung der Aktivitäten sowie das Sammeln und Strukturieren der für die Region Zeitz wichtigen Anwendungsfälle und des Datenübertragungsbedarfs.


Umfeldanalyse Smart Energy Zeitz

Ziel der Studie war eine systematische Analyse des technischen Bedarfs für eine Funknetzabdeckung im Stadtgebiet Zeitz. Dabei sollten die regionalen Gegebenheiten und Besonderheiten beachtet werden. Der Fokus lag auf Anwendungen zu Energie- und Wasserdaten. (Strom, Wasser, Wärme, Abwasser, Betriebskostenabrechnung und Vertrieb) 

Die Studie gibt außerdem einen Überblick über unterschiedliche Ausführungen von Funktechnik und deren jeweilige Vor- und Nachteile sowie über die geltenden gesetzlichen Vorgaben und Datenschutzregelungen. 

Download Umfeldanalyse

Download Kurzpräsentation der Umfeldanalys


Intelligente Energieversorgung

 

ERGEBNISSE


Parameter zur Auswahl der Funktechnologie

Bei der Auswahl der Funktechnologie ist es wichtig, verschiedene Parameter zu berücksichtigen, um diese digitale Technik erfolgreich und reibungslos nutzen zu können: vor allem ist dies natürlich die Reichweite und Empfindlichkeit des Funknetzwerks. Entscheidend sind aber auch die Sendedauer, die Anzahl der gesendeten Datenpakete, das Datenvolumen pro Datenpaket, die Anzahl der möglichen Teilnehmerinnen und Teilnehmer im Funknetz sowie die topologischen Eigenheiten und baulichen Gegebenheiten vor Ort. Diese Parameter wurden am Standort Zeitz durch Vor-Ort-Messungen analysiert.


Vor-Ort Messungen in Zeitz

Für Zeitz und sein Umland im Speziellen zeigen die Messungen über FSK (Frequency Shift Keying, eine herkömmliche Art, Datenpakete zu versenden) und LoRa® (Long Range), dass die topologischen Eigenschaften eine bessere Netzwerkabdeckung in nördliche Richtung (bergab, Richtung Flussbett der Weißen Elster) und eine eingeschränkte Abdeckung in südliche Richtung (bergauf) ergeben.


Reichweiten

Die Reichweiten bei LoRa® sind dabei deutlich höher: Mit LoRa®, so zeigen die Messungen, kann ungefähr doppelt so weit gesendet werden als mit herkömmlicher (FSK) Technik, nämlich maximal circa 1,9 km weit (0,9 km sind es mit herkömmlicher Funktechnik).

Allerdings sind mit LoRa® deutlich weniger Netzwerkteilnehmer und -teilnehmerinnen möglich – es besteht also ein trade-off zwischen Reichweite und Anzahl der Sendungen. Dies spielt bei kleinen Datenmengen, wie z.B. dem Auslesen von Zählerständen, keine Rolle. Bei anderen Anwendungen hingegen schon.


Installationsorte der Messtationen

Ein wichtiger Punkt für einen optimalen Empfang der Daten von den Messstationen ist die Höhe des Installationsortes des Gateways, hier vor allem die Höhe der Antenne. Das Gateway sollte so hoch wie möglich installiert werden, um einen guten Empfang zu gewährleisten. Dies gilt im ländlichen vor allem aber im meist stärker bebauten städtischen Raum. Auf Grundlage der gemessenen Daten in Zeitz und Umgebung ist es ratsam, ein übergreifendes Funknetz aufzubauen, welches deutliche Redundanzen hat und so alle möglichen Sensor-Standorte umfassen kann.

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Messergebnisse

 

Intelligente Messsysteme

Die Entwicklung intelligenter Messsysteme, d.h. digitale Zähler für die Fernauslese von Energiedaten (Smart Metering) auf Basis der LoRa®-Technologie, befindet sich noch relativ am Anfang, was auch mit der Diskussion über gesetzliche Vorgaben zusammenhängt. Da diese Technologie jedoch eine Vielzahl von Vorteilen für Unternehmen und Privatpersonen bietet, könnte sie für die Zukunft wichtig werden. 

Im (energie-)wirtschaftlichen Sektor könnte der Einsatz einer hybriden Funktechnologie die Grundlage für ein modernes Energiemanagement sein. Beispielsweise könnten Messwerte über Apps gebündelt sichtbar gemacht und bequem aus der Ferne abgelesen werden. Außerdem werden Energiesparpotentiale leichter identifiziert. 

Für Privatpersonen könnte das bedeuten: Transparenz durch detaillierte Daten, eine automatische Steuerung z.B. von Ladesäulen, dezentrale Stromversorgung bzw. Erzeugung über beispielsweise Photovoltaik, Kosteneinsparungen durch flexible Stromtarife sowie eine gesicherte Kommunikationsplattform für Smart-Home-Anwendungen.

 

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