Fahrplan zur Smart City

Foto: metamorworks (shutterstock)

In Deutschland sehen sich rund 11.000 Städte und Gemeinden mit den Anforderungen der Digitalisierung konfrontiert. Doch Berührungsängste sind unbegründet.

Unter Smart City versteht man eine Stadt, in der Lebens- und Wirtschaftsbereiche wie Energieversorgung, Umweltschutz, Mobilität, Infrastrukturmanagement, Stadtplanung und Verwaltung digital, beispielsweise mittels Internet of Things (IoT)-Technologien, vernetzt werden. Die Verfügbarkeit vielfältiger Echtzeitinformationen und darauf basierender Prozesssteuerung soll die Lebensqualität der Bewohner steigern und Städte nachhaltiger werden lassen. Vielerorts machen sich Kommunen und Stadtwerke auf den Weg in die urbane Zukunft. Doch wie sieht der Fahrplan dorthin aus?

Lange Jahre war Smart City eher theoretisches Konstrukt denn reales Szenario. „Seit sich auch hierzulande die Erkenntnis durchsetzt, dass die Long Range Wide Area Network (LoRaWAN)-Funktechnologie ideale Voraussetzungen für den Datentransfer bietet, ändert sich dies“, sagt René Claussen, Director Business Unit IoT & Digital Solutions von ZENNER. „Der Niedrigenergie-Funkstandard überzeugt mit Reichweiten-, Penetrations-, Sicherheits-, Zuverlässigkeits- und Wirtschaftlichkeitseigenschaften, die in dieser Kombination heute einzigartig sind“, erläutert er. Das macht offenbar neugierig. Vielerorts wagt man sich an kleine Testprojekte, um zu lernen.

Vom Pilot- zum Großprojekt

Verbauchszähler mehrerer Sparten lassen sich per LoRaWAN-Indoor-Gateway einfach fernablesen. Foto: ZENNER

Die digitalen Vorreiter sind schon einen Schritt weiter. Sie haben bereits erste Anwendungsfälle in Form von Proof of Concepts erprobt und validiert. Auf dieser Basis sind Stadtwerke wie etwa in Saarbrücken oder Karlsruhe in die nächste Phase der Digitalisierung eingetreten, entwickeln weitreichende Strategien und setzen umfangreiche digitale Projekte um. Die Saarbrücker Stadtwerke werden bis Ende 2018 gemeinsam mit der co.met GmbH ein flächendeckendes LoRaWAN-Funknetz über die Landeshauptstadt des Saarlandes aufgespannt haben. Und es geht dort mittlerweile auch nicht mehr nur um einzelne Anwendungsfälle, sondern um eine große Bandbreite an Prozessen, die etappenweise realisiert werden sollen. Das Spektrum erstreckt sich von der Auslesung schwer zugänglicher Zähler über Submetering, Luftqualitätsüberwachung und Zutrittsschutz bis hin zur Überwachung von Trafostationen und vielem mehr.

René Claussen ist überzeugt: „Die Smart City- und Digitalisierungsinitiativen sind dabei weit mehr als Imageprojekte.“ Primär gehe es darum, Prozesse zu automatisieren, Synergieeffekte zu heben, Kosten zu senken und durch die Erschließung von Mehrwertleistungen neue Geschäftsmodelle zu etablieren.

Das Beispiel Saarbrücken

Das schaffen die Stadtwerke in aller Regel nicht allein. Idealerweise vertrauen sie sich einem Partner an, der nicht nur umfassendes IoT-Know-how mitbringt, sondern auch als Systemanbieter und Umsetzungspartner entlang der gesamten Prozess- und Wertschöpfungskette unterstützen kann. Saarbrücken beispielsweise setzt auf ZENNER. Dort wurde die Stadtwerke-Tochter co.met GmbH beauftragt, LoRaWAN im Stadtgebiet einzurichten, verschiedene Anwendungsfälle zu testen und bei Erfolg zu implementieren. Der Messdienstleister co.met arbeitet im Bereich konventioneller Zählertechnologie bereits seit langer Zeit mit der ZENNER International GmbH und Co. KG zusammen.

Im ersten Schritt wurde das Netz geplant und konzipiert: Welche Liegenschaften des Stadtwerke-Konzerns eigenen sich für die LoRaWAN-Antennenmontage? In Frage kommende Objekte wurden in Augenschein genommen und bei Eignung ausgewählt. Für die Netzplanung wurden die theoretischen Empfangsradien der einzelnen Empfänger in einem Geoinformationssystem übereinandergelegt, um die erreichte Netzabdeckung darzustellen und eine Vervollständigung zu ermöglichen.

Die zweite Phase besteht darin, ausgewählte Pilotanwendungen umzusetzen. Dabei greifen die Saarbrücker zunächst auf jene Anwendungsfälle zurück, mit denen schon andernorts Erfahrungen gesammelt wurden: Mehrsparten-Zählerauslesung, Zutrittskontrolle, Fernüberwachung von Trafostationen, Smart-Waste-Anwendungen etc. Im dritten Schritt ist vorgesehen, die bei co.met und den Stadtwerken bestehenden IT-Systeme (Netzleitsystem, SAP-Systeme, MDM etc.) mit der ZENNER IoT-Plattform „ELEMENT“ zu verbinden, um die mittels LoRaWAN erfassten Daten einer automatisierten Nutzung zuzuführen.

Existieren die LoRaWAN- und IT-Basis-Infrastrukturen, sind einer Ausweitung der Anwendungsfälle und auch des Nutzerspektrums etwa in die Bereiche Industrie, Handel und Gewerbe, öffentliche Einrichtungen bis hin zu Privatanwendern im Grunde keine Grenzen gesetzt. Die LoRaWAN-Technologie kann dazu flexibel erweitert und skaliert werden.

Rechtzeitiger Einstieg sinnvoll

„Natürlich ist es erforderlich, eine durchgängige IoT-Strategie zu entwickeln. Wer LoRa- WAN aber unbefangen ausprobieren möchte, begeht auch keinen Fehler“, sagt René Claussen. Mit verschiedenen Starterpaketen ermöglicht ZENNER seinen Kunden einen Einstieg im kleinen Maßstab mit überschaubarem Investment. Die co.met unterstützt interessierte Stadtwerke an dieser Stelle mit entsprechenden Beratungspaketen und Workshops, im Rahmen derer die gemachten Erfahrungen und sinnvolle Zukunftsstrategien nachvollziehbar vorgestellt und vermittelt werden.

Der ZENNER IoT-Experte rät davon ab, Projekte auf die lange Bank zu schieben. In Bereichen wie dem Submetering, wo sich intensiver Wettbewerb entwickeln dürfte, kann ein verspäteter Einstieg Marktanteile kosten. In der Tat gibt es keine objektive Notwendigkeit, mit LoRaWAN-Projekten bis zum Rollout intelligenter Messsysteme zu warten. René Claussen erläutert: „Mancher Versorger plant, das darin verbaute Smart Meter Gateway (SMGW) über die Controllable Local Systems (CLS)-Schnittstelle mit einem CLS-fähigen LoRaWAN-Gateway zu koppeln und Daten aus Inhouse-Anwendungen wie Mehrsparten-Auslesung und Submetering über den besonders sicheren SMGW-Kanal zu übermitteln.“ Starten kann man jedoch schon mit der herkömmlichen Datenübertragung via LoRaWAN-Funknetz. Die Kommunikation später gegebenenfalls auf das SMGW umzubetten, ist mit geringem Aufwand möglich.

Starterpakete minimieren Risiko

Um Risiken zu minimieren, hat ZENNER schlanke IoT-Starterpakete entwickelt – beispielsweise für die Überwachung von Ortsnetz- Trafostationen: Durch den Einbau von Sensoren und LoRaWAN-Übertragungstechnik können Trafos aus der Ferne laufend kontrolliert werden. Drohende Netzausfälle lassen sich so frühzeitig erkennen und vermeiden.

Ein anderes Starterpaket hält ZENNER für die Mehrspartenauslesung von Verbrauchszählern bereit. Per LoRaWAN-Indoor- Gateway lassen sich Wasser-, Wärme- und Gaszählerstände problemlos aus der Ferne ablesen – mit Option auf spätere Anbindung des Datentransfers an das SMGW. Weitere Starterpakete bietet ZENNER für die Anwendungsfälle Schachtzählerauslesung, Smart Waste und Submetering an. In allen Fällen enthalten die Einsteigersets die benötigte Mess- und Sensortechnik, die gesamte Lo- RaWAN-Kommunikationsinfrastruktur sowie die Anbindung an die jeweiligen Backendsysteme durch die ZENNER-IoT-Plattform ELEMENT.

Kontakt: ZENNER International GmbH & Co. KG, René Claussen, 66121 Saarbrücken, Tel. +49 (0) 681-99676-0, info@zenner.com

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