Stromzähler müssen in die Cloud
Mehr Transparenz, geringere Energiekosten
Die Energiepreise steigen, nicht nur für Gas. Auch für Strom müssen Liegenschaftsbetreiber immer höhere Preise zahlen. Energiesparen ist das Gebot der Stunde. Um zu erkennen, wo man sparen kann, spielen Verbrauchszähler für Strom, Gas, Wasser und Wärme eine wichtige Rolle. M-Bus-Gateways bringen diese Zähler direkt in die Cloud - und können so dabei helfen, den Energieverbrauch zu senken.
Bild: STV Electronic GmbH & Co. KGDas letzte Jahr hat uns nochmals vor Augen geführt, dass Energiesparen wichtig ist. Der Gaspreis stieg im ersten Halbjahr 2021 um 38,9% für Nichthaushalte gegenüber dem 2. Halbjahr 2021. Nun hat er zwar für Privathaushalte einen Deckel erhalten und normalisiert sich weiter. Doch eigentlich wissen wir schon seit langem, dass die Energiekosten steigen. Schaut man auf die Statistik der Gaspreiserlöse der letzten drei Jahrzehnte, kann man es ablesen: Über alle Abnehmergruppen hinweg stieg der Gaspreis um 117% während sich die allgemeine Preisentwicklung der Verbraucherpreise lediglich um 51% erhöhte. Der Energieverbrauch wird damit mehr und mehr zu einem entscheidenden Faktor für den Ertragswert von Immobilien. Energieeffiziente Gebäude sind beliebter als Altbestände mit schlechter Energiebilanz. Alles neu bauen kann man jedoch nicht. Wie kann man also im Bestand Energiekosten sparen und vor allem wo? Schlussendlich ist Transparenz bei den jeweiligen Verbräuchen entscheidend. Das gilt sowohl für Vermieter als auch Mieter.
Bild: STV Electronic GmbH & Co. KGErfassung aller Verbräuche im Detail
Um Entscheidungsgrundlagen zu gebäude- und steuerungstechnischen Optimierungsmaßnahmen sowie Verhaltensänderungen zu schaffen, sind vor allem die Verbraucher und ihre Verbräuche exakt und engmaschig zu erfassen. Neben der zentralen Energieverbrauchsmessung am Übergabepunkt der Energieversorgungsunternehmen müssen auch die Strom-, Gas- und Wärmeverbräuche jedes Gebäudeteiles erfasst werden. Das passiert in der Regel sowieso über sogenannte Submeter, sofern einzelne Einheiten vermietet werden oder sonstige Kostenstellen und technische Lastgänge erfasst werden sollen. Submeter sind jedoch verstreut in den Gebäudeteilen oder an großen Anlagen verbaut, um dort den Energieverbrauch in der Regel nur für jeden Abrechnungszeitraum abzulesen. Um den Energieverbrauch jedoch exakt analysieren zu können, müssen die Messgeräte kontinuierlich in engen Zeitintervallen abgelesen werden. Nur mit Fernauslesemöglichkeiten ist eine situative und verhaltensorientierte Erfassung der Daten möglich. Diese ist Voraussetzung für ein smarteres Energiemanagement. Eine Lösung für diese Ansprüche bieten Zähler mit M-Bus-Schnittstelle. Sie wurden bereits für die Erfassung der jeweiligen Abrechnungsperioden installiert und haben derzeit den größten Marktanteil im Submeter-Bereich.
Bild: STV Electronic GmbH & Co. KGLösung auf der Feldebene
M-Bus-Zähler ermöglichen es, Zählerdaten in kurzen Zeitintervallen über eine Zweidrahtleitung abzufragen. Die Installation des Busses mit zwei Klingeldrähten ist kostengünstig und der Anschluss verpolungssicher, was die Installation vereinfacht. Der Strom für die Elektronik im Zähler wird über den Bus mitgeliefert. Zähler mit einer M-Bus-Anbindung sind aber noch keine digitalisierten Zähler mit Ethernetanschluss oder Webserver. Eine Anbindung an die Cloud ist nicht ohne weiteres möglich. Bei M-Bus handelt es sich um eine Lösung auf Feldebene, die Messgeräte sind also in ein Konstrukt der hauseigenen Automatisierungsebene eingebunden. Auch der M-Bus folgt der Logik anderer Bussysteme wie Bacnet, Modbus und KNX: Jeder Submeter ist über die Leitung an einen Master angeschlossen, der wiederum mittels serieller Schnittstelle an ein Fernwirkgerät angeschlossen wird. Über ein Fernwirkprotokoll wird das Fernwirksystem an die Leitebene angeschlossen, sodass dort die Daten ausgelesen werden können. Eine ziemlich lange Kette, die in großen Liegenschaften noch komplexer wird.
Cloudanbindung und Visualisierung
Deshalb ist eine direkte Cloudanbindung der Zähler sinnvoll. Energiemanager wollen die Verbrauchswerte der einzelnen Anlagen und Gebäudeteile bedarfsgerecht in einer App visualisiert bekommen, Analysen fahren, Berichte automatisch erstellen und in Echtzeit Alerts erhalten. Visualisierungen über den Energieverbrauch könnten aus der Cloud heraus Mietern auf Dashboards in Echtzeit bereitgestellt werden und Pushnachrichten zu Verhaltensänderungen führen. Die Bereitstellung der Daten in einer Cloud eröffnet neue Möglichkeiten: Big Data Analytics, KI und die Verknüpfung der Zählerdaten mit Daten aus der Belegungsplanung sind Optionen, um das Energiemanagement durch Digitalisierung zukunftssicher zu machen. Um Submeter an Zählerclouds anzubinden, hat die Industrie mittlerweile verschiedene Varianten entwickelt: Sowohl M-Bus-Pegelwandler, Splitter als auch Gateways machen es möglich, Daten aus den Messgeräten zu erfassen und IP-basiert zu verarbeiten. Pegelwandler setzen M-Bus-Signale in Ethernet-Signale um. Der M-Bus-Master kann dann auf jedem Server gehostet werden. Splitter greifen die Daten ab und können an jeder Stelle des M-Busses eingeschleift werden und mit Master und Slave kommunizieren. Der lokale Master bleibt erhalten. Die Gateways fungieren nicht nur als Brücke vom Submeter in die Cloud, sondern auch als Schnittstelle zu den anderen Gebäude-Bussystemen. STV Electronic bietet Produkte an, die bereits einen integrierten Webserver zur Parametrierung mitbringen, was die Inbetriebnahme erleichtert. Beim Splitter und Gateway können dann auch einzelne Daten des M-Bus separat weiter verknüpft werden, was die Verwaltung angebundener Zähler ermöglicht. Bindet man nun Cloud- und Edge-basierte Dienste an, kommen die Messdaten von der Feldebene direkt in die Managementebene, ohne, dass die Automatisierungspyramide Stück für Stück hochgeklettert werden muss. Die Daten können von den einzelnen Slaves in einem Intervall ab einer Sekunde abgelesen werden. Das bietet eine konstante Überwachung der Verbrauchsdaten. Liegenschaftsbetreiber erhalten so eine transparente Aufstellung ihrer Verbräuche und können sie steuern. Gleichzeitig erleichtern solche die Pegelwandler, Splitter und Gateways die Instandhaltung: Keine dedizierte Software ist notwendig. Installateure können per Device webbasiert mit jedem Browser auf die Gateways zugreifen.
Die IP-Technologie hält Einzug
Die Nutzung der IP-Technologie hebt das Energiemanagement großer Liegenschaften auf die nächste Stufe. Mit einem einzigen M-Bus-Gateway können bis zu 128 Standardlasten in die Cloud gebracht werden. Zudem bieten sie einen flexiblen Einsatz bei Übertragungsraten von 300 bis 38.400 Baud und einer M-Bus-Spannung von 38V. Das ermöglicht die sichere Anbindung von M-Bus-Infrastrukturen auch über lange Strecken und mehrere Gebäude hinweg. Ein reines Warten auf die Strom- und Gasrechnung gehört damit der Vergangenheit an: Schwachstellen im Energiemanagement werden in Echtzeit aufgezeigt, der Verbrauch durchgehend erfasst. Auf Basis dieser Daten können Betreiber Energieverbrauch ihrer Gebäude analysieren und mit daraus gezogenen Erkenntnissen senken, um ihre Kosten und ihren CO2-Fußabdruck zu reduzieren.
Die Energiepreise steigen, nicht nur für Gas. Auch für Strom müssen Liegenschaftsbetreiber immer höhere Preise zahlen. Energiesparen ist das Gebot der Stunde. Um zu erkennen, wo man sparen kann, spielen Verbrauchszähler für Strom, Gas, Wasser und Wärme eine wichtige Rolle. M-Bus-Gateways bringen diese Zähler direkt in die Cloud - und können so dabei helfen, den Energieverbrauch zu senken.
Bild: STV Electronic GmbH & Co. KGDas letzte Jahr hat uns nochmals vor Augen geführt, dass Energiesparen wichtig ist. Der Gaspreis stieg im ersten Halbjahr 2021 um 38,9% für Nichthaushalte gegenüber dem 2. Halbjahr 2021. Nun hat er zwar für Privathaushalte einen Deckel erhalten und normalisiert sich weiter. Doch eigentlich wissen wir schon seit langem, dass die Energiekosten steigen. Schaut man auf die Statistik der Gaspreiserlöse der letzten drei Jahrzehnte, kann man es ablesen: Über alle Abnehmergruppen hinweg stieg der Gaspreis um 117% während sich die allgemeine Preisentwicklung der Verbraucherpreise lediglich um 51% erhöhte. Der Energieverbrauch wird damit mehr und mehr zu einem entscheidenden Faktor für den Ertragswert von Immobilien. Energieeffiziente Gebäude sind beliebter als Altbestände mit schlechter Energiebilanz. Alles neu bauen kann man jedoch nicht. Wie kann man also im Bestand Energiekosten sparen und vor allem wo? Schlussendlich ist Transparenz bei den jeweiligen Verbräuchen entscheidend. Das gilt sowohl für Vermieter als auch Mieter.
STV Electronic GmbH
Dieser Artikel erschien in GEBÄUDEDIGITAL 3 (Mai) 2023 - 07.06.23.Für weitere Artikel besuchen Sie www.gebaeudedigital.de
