Smarte Gaszähler in Wien

Management

Feldtest - Welche Übertragungstechnik ist für den Einsatz smarter Wasser- und Gaszähler geeignet und wie sollte ein möglicher Roll-out-Plan aussehen? Nur zwei Fragen, die Wien Energie Gasnetz in ihrem Projekt beantworten möchte.

04. Oktober 2011

>In Österreich laufen schon seit einiger Zeit mehrere Smart Meter-Projekte und Untersuchungen, die technischen und wirtschaftlichen Fragen auf den Grund gehen.

Ein Beispiel ist der Feldtest der Wien Energie Gasnetz GmbH, die in ihrem Versorgungsgebiet den Einsatz smarter Gaszähler prüft. Dabei sollen Planungsgrundlagen und Basisdaten für eine Kostenplanung ermittelt sowie ein möglicher Roll-out-Plan erstellt werden. Ein zweiter Punkt ist das Austesten der Praxistauglichkeit verschiedener Übertragungsmethoden unter realen Bedingungen. Daneben geht es darum, neue Geschäftsmodelle zu entwickeln.

Noch gibt es in Österreich keine direkten gesetzlichen Vorgaben hinsichtlich der Einführung von Smart Metern. Derzeit steht ein Entwurf der Regulierungsbehörde e-control zur Diskussion. In wichtigen Anwendungsgebieten des Smart Metering wie Lieferantenwechsel, Mengenbilanzierung und Verrechnung liegen Regelungen vor.

Die Ende Dezember 2010 beschlossene ElWOG-Novelle 2010 enthält außerdem in den §§83f erstmals Rahmenbedingungen über eine österreichweite Einführung von Smart Metering. Damit soll die Umsetzung der Vorgaben aus dem 3. Richtlinienpaket der EU erreicht werden.

So sind die EU-Vorgaben als ein Treiber des Themas zu sehen. Der politische Wille zur Durchsetzung zeigt sich neben dem 3. Energiebinnenmarktpaket (RL/2009/73/EG) auch in der Energieeffizienzrichtlinie (RL/2006/32/EG). Einerseits wird hier im Falle positiver wirtschaftlicher Effekte die Umsetzung verlangt, andererseits soll die verbesserte Datenqualität einen wichtigen Beitrag zur Umsetzung von Energieeffizienzmaßnahmen liefern.

PLC-Übertragung nicht möglich

Um für diese Herausforderungen besser gerüstet zu sein, begann der Wiener Versorger seinen Feldtest. Das Versorgungsgebiet beinhaltet rund 700.000 Gaszähler und umfasst Topologien innerstädtischer bis ländlicher Prägung. In der Endausbaustufe sollen alle Zähler auf automatisierter Basis fernabgelesen und die übermittelten Daten zeitnah weiterverarbeitet werden können.

In den Versuchsgebieten kamen unter anderem Balgengaszähler mit Encoderschnittstelle sowie Funkmodule Hydrometer IZAR Radio Extern W-MBus im T1-Mode mit acht Sekunden Sendemodus zum Einsatz, um eine höchstmögliche Funkdichte zu erhalten. Die Wiener testeten unterschiedliche Empfangsmodule, Antennen, Filter und Verstärker so wie Antennenkabeltypen. Mit einem Messbus überprüften sie zum Beispiel unter anderem verschiedene Antennenkonfigurationen. Die Höhe der Antennenposition konnte über einen Kurbelmast am Fahrzeug variiert werden.

Das Fahrzeug ermöglichte eine einfache Beurteilung von in Frage kommenden Aufstellorten für Konzentratoren, aber auch über die Eignung verschiedener Bauformen von Antennen, Verstärkern und Filtern, so Peter Deschkan von Wien Energie Gasnetz. Auch war der Test verschiedener Empfänger unter gleichen Bedingungen möglich. Ein zweites Aufgabengebiet des Messbusses liegt in der Störungssuche und als Überbrückungsstandort für Datenkonzentratoren.

Die nicht vorhandene Stromversorgung der Zähler erzwang den konsequenten Einsatz energiesparender Technologien bei der Zählerinfrastruktur. Daher nutzen die Wiener keine PLC-Datenübertragung (Power Line Communication), sondern verwendeten funk- oder drahtbasierte Datenanbindungen nach den Vorgaben aus dem EU- Mandat M/441.

Erste Ergebnisse der Messungen für den innerstädtischen Bereich zeigen, dass in einer Distanz von 50m vom Empfänger je nach Typ und Ausführung des Empfängers 75 bis 92% der Sender empfangen werden, bei 100m sind es 62 bis 87%. Somit ist selbst im unmittelbaren Nahbereich ein lückenloser Empfang nicht möglich. Einen wesentlichen Grund dafür sehen die Wiener in der Einbausituation mancher Zähler, die bis zwei Stockwerke unterhalb der Erde liegen und somit zu stark gedämpft werden.

Gröbere Sendeintervalle

Auch falsch gepflegte Zählerdaten und Probleme bei der Montage der Funkmodule auf die Gaszähler führten zu Empfangsschwierigkeiten. Außerdem kommt es wegen hoher Zählerzahl durch Kollisionen zum Verlust von Datenpakten. Entlang von Straßenzügen sind auch deutlich bessere Reichweiten möglich als im Falle von Häuserblöcken.

»Im städtischen Umfeld stellen nicht die Reichweiten der primären Kommunikation das eigentlich limitierende Element dar, sondern die hohen Datendichten«, sagt Deschkan. Entscheidende Bedeutung für die erfolgreiche Durchführung hätten eine saubere Stammdatenstruktur und -pflege im Vorfeld gehabt, sowie automatisierte Logistik- und einfache Montageprozesse.

Es hätten sich folgende Ansätze zur Verbesserung der Empfangsqualität herauskristallisiert, so das EVU: Erstens sei eine Vergrößerung der Sendeintervalle von 8 auf 30sec und so eine Verringerung der Kollisionseffekte sinnvoll gewesen. Auch bringe eine Veränderung der Antennenhöhe und der Einbau von Filtern, Antennenverstärkern und Repeatern einen besseren Empfang.

Die geeignete Wahl des Konzentratorstandorts sei außerdem von besonderer Wichtigkeit. Dabei sind Kriterien wie Genehmigung, Miet-, Betriebs- und Errichtungskosten sowie Zugänglichkeit ebenso eine Rolle wie Kosten und Zuverlässigkeit der Energieversorgung. Zudem seien Kosten und Qualität des Datentransportes sowie auf der Zählerseite etwa der Datenempfang zu beachten.

Unterschiede beim Empfang

Bei den verschiedenen Übertragungsvarianten zeigte sich, dass sich die aus der Standardisierung TC294/OMS/MBus (868MHz) hervorgegangene Übertragungstechnik bewährt hat. Es gebe noch große Unterschiede bei den Empfangseigenschaften – sowohl in Hinblick auf erzielbare Reichweiten als auch bei der Anzahl der empfangenen Zähler unter gleichen Bedingungen zwischen den Produkten unterschiedlicher Hersteller, so Deschkan. Die Datenkompatibilität sei aufgrund Standardisierung kein wirkliches Problem mehr. Die Datenweiterleitung von den Datenkonzentratoren zur IT könne bereits von den bestehenden Telekom-Infrastrukturen abgedeckt werden.

Mit den Feldversuchen im ländlichen Gebiet hat der Versorger vor kurzem begonnen. Geplant sind außerdem weitere Tests mit neuen oder weiterentwickelten Empfängern und das Ausrollen von rund 800 Wasserzählern im Testgebiet und deren Übertragung.Auch ein erweiterter Einsatz von Zählern aller Sparten mit der Funktechnik nach TC294 als Sub Meter für Energiemonitoring im gewerblichen Umfeld wollen die Wiener realisieren sowie den Datentransport in das nachgelagerte IT-System verbessern und automatisieren.

Erschienen in Ausgabe: 08/2011