Aus Ideen entsteht Zukunft - Innovationsbericht 2021 - Westnetz GmbH
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Aus Ideen entsteht Zukunft. Innovationsbericht 2021
Aus Ideen entsteht Zukunft. _ Westnetz-Innovationsbericht 2021 01
Hallo und ein herzliches Willkommen
in unserer Welt der Netzinnovationen!
Auch in Zeiten, in denen privat, beruflich und weltweit durch die Pandemie vieles anders ist,
möchten wir Sie informieren und begeistern, mit unseren Fortschritten bei der Digitalisierung,
für Nachhaltigkeit und für ein neues Wachstum.
Konkret zeigen wir Ihnen im diesjährigen Bericht Ergebnisse aus über 70 Forschungs- und
Innovationsprojekten. Wir berichten über einsatzbereite, zukunftsfähige Technologien,
die aus unseren internen Innovationsprogrammen in Kooperationen mit Herstellenden und
Netzdienstleistenden entstanden sind. Diese neuen Technologien sind bei Westnetz im Ein-
satz, bringen den Klimaschutz voran und machen unseren Systembetrieb effizient und sicher.
Sie sind herzlich eingeladen, auf den folgenden Seiten Neues für Ihr Geschäft zu entdecken
oder in einem inspirierenden Diskurs mit den genannten Ansprechpartner*innen Details zu
diskutieren. Nehmen Sie gerne durch diese Vernetzung Vorteile für sich mit in Ihren Alltag.
Auch wir profitieren sehr vom Austausch mit Ihnen. Überall dort, wo wir gemeinsam mit
großen Schritten innovative Energienetze für die Zukunft entstehen lassen: in den Westnetz-
Regionen, in den Nachbarregionen in Kooperation mit anderen Verteilnetzbetreibenden und
auch sehr gerne darüber hinaus.
Bitte bleiben Sie gesund.
Herzliche Grüße
Die Geschäftsführung
der Westnetz GmbH
Dr. Jürgen Grönner Diddo Diddens Dr. Stefan Küppers
Regionaltechnik und Energiewirtschaft/ Spezialtechnik und
Assetmanagement Finanzen und Personal D igitalisierung
02 Inhalt Aus Ideen entsteht Zukunft. _ Westnetz-Innovationsbericht 2021 03
12 43 Inhalt
Digitalisierung Energiezukunft fängt am Anfang
Digital. Intelligent. Vernetzt. an – Aus- und Weiterbildung bei
04
Aktive Netze für eine energie Westnetz
Impulsgeber, Technologievorreiter,
geladene Zukunft.
Verteilnetzbetreiber der Zukunft.
Wir sind Westnetz!
06
Forschung & Entwicklung,
Innovationen & Technologien –
gut fürs Klima, gut für die Energie-
welt von morgen, gut für Region
und Mensch.
08
24 Kooperationen – gemeinsam
innovativ, gemeinsam besser.
Nachhaltigkeit
12
Nachhaltig. Umweltbewusst.
Digitalisierung
Klimaneutral. – Grüne Netze
für nachfolgende Generationen.
54 19
Neue Technologien im Einsatz
Forschung & Entwicklung
Projekte
24
Nachhaltigkeit
36
GEMEINSAM gesund & sicher
40
Ideen&Innovationen.fördern.
fordern@Westnetz
40 43
Energiezukunft fängt am Anfang
an – Aus- und Weiterbildung bei
Ideen&Innovationen.fördern.
Westnetz
fordern@Westnetz
Ideen made by Westnetz –
50
ausgezeichnet, innovativ und
Gesamtüberblick Innovationen
zukunftsfähig
54
66 Forschung & Entwicklung –
Projekte
Innovationen
66
Projekte
Innovationen – Projekte
36 84
Abschlussarbeiten 2020
GEMEINSAM gesund & sicher Hinweis für die Leserschaft
Gesund kommen, gesund gehen – Wir verwenden in diesem Bericht gendergerechte Sprache. Sollten wir das bei einer Formulie- 86
Arbeitssicherheit ist Unternehmenskultur rung vernachlässigt haben, ist dennoch jederzeit die Ansprache aller Geschlechter gemeint. Ansprechpartner*innen
04 Aus Ideen entsteht Zukunft. Aus Ideen entsteht Zukunft. _ Westnetz-Innovationsbericht 2021 05
Impulsgeber, Technologievorreiter, Wir schützen die Umwelt, entwickeln besonders
nachhaltige Verfahren und streben bis 2040
Verteilnetzbetreiber der Zukunft. absolute Klimaneutralität an. An erster Stelle
schützen wir aber die Gesundheit unserer Mit-
Wir sind Westnetz! arbeiter*innen und arbeiten mit Hochdruck an
unserer internen Arbeitssicherheit. So erreichen wir
Unfallfreiheit im Betrieb und auch darüber hinaus.
Wir sind der größte Verteilnetzbetreiber in
Deutschland und versorgen ca. 7,5 Millionen
Menschen auf 51.000 km2 Fläche mit Strom
und Gas – ein Gebiet größer als die Schweiz.
Wir verantworten die Planung, den Ausbau und die Wartung
von rund 180.000 Kilometern Stromnetz und rund 24.000
Kilometern Gasnetz – eine Strecke, die einer fünffachen Erd-
umrundung entspricht. Rund 5.800 Fachkräfte arbeiten mit
hoher technischer Kompetenz 24 Stunden am Tag und 365
Tage im Jahr für eine zuverlässige und sichere Versorgung.
Wir schätzen das immense Potenzial unserer frei- und mit- Daraus entwickeln sich durchschnittlich 2,5 innovative Ideen
denkenden Mitarbeiter*innen und fördern dieses in unseren pro Werktag für zukunftsfähige Netztechnologien.
hochmodernen Schulungs- und Ausbildungszentren verteilt im
gesamten Netzgebiet – ein Grund mehr, warum wir einer der
besten Ausbildungsbetriebe Deutschlands sind. Wir setzen
aber auch auf künstliche Intelligenz, um den Zustand von über Wir gehen unter die Erde und verlegen Kabel besonders schnell,
200.000 Holzmasten mithilfe eines fortschrittlichen Machine- effizient und mit modernster Pflugverlegetechnik. Und wir heben
Learning-Prozesses in Echtzeit zu überprüfen, zu kategorisieren ab und setzen Drohnen für die nachhaltige, flexible und sichere
und zum idealen Zeitpunkt instand zu setzen – mit mehr als Inspektion unserer Freileitungen ein – kombiniert mit spezialisier-
90 Prozent Genauigkeit. ter Bildanalysesoftware zur automatisierten Fehlererkennung.
Wir legen Wert auf jedes Detail, werten alle r elevanten Daten
mit modernster Technologie und künstlicher Intelligenz aus.
Wir behalten aber auch das große Ganze im Blick und arbeiten
zukunftsorientiert, gemeinsam mit weiteren Verteilnetzbetrei
benden, am Thema Datensicherheit und -speicherung in einer
absolut sicheren Datenumgebung.
Wir haben 2020 4,7 Millionen Euro in das beste Innovationspro-
gramm unserer Unternehmensgeschichte investiert und jeden
Euro aus der damit verbundenen Patentvermarktung wiederum
Wir kümmern uns um jeden einzelnen Netzanschluss und bringen in neue Zukunftstechnologien gesteckt. Mit Erfolg, denn seit 2015
jährlich neue Kund*innen ans Netz. 2020 haben wir mit dem hat sich die Anzahl der Patentanmeldungen im Unternehmen fast
SmartQuart auch das erste Reallabor der Energiewende an den verfünffacht.
Start gebracht. Hier sind drei Stadtquartiere miteinander ver-
netzt und erzeugen, speichern, tauschen und verbrauchen Energie
auf lokaler Ebene – intelligent, nachhaltig und zukunftsfähig.
06 Aus Ideen entsteht Zukunft. Aus Ideen entsteht Zukunft. _ Westnetz-Innovationsbericht 2021 07
Forschung & Entwicklung,
Innovationen & Technologien –
gut fürs Klima, gut für die Energiewelt
von morgen, gut für Region und Mensch.
Marktreif und Nachhaltigkeit und Innovativ und Technologischer Versorgungs- und Gesundheit und
zukunftsfähig Digitalisierung hochspezialisiert Fortschritt Datensicherheit Arbeitssicherheit
Aus Ideen entsteht Zukunft – ein Allen voran bestimmen heutzutage Wenn wir in innovative und hochspe- Klimaschutz und technologischer Automatisierte Instandhaltungs Über allem steht jederzeit die Sicher-
Titel, der bei Westnetz mehr denn Nachhaltigkeit und Digitalisierung zialisierte Erfindungen investieren, Fortschritt können und sollen sich prozesse, digitale Netzzustandser heit unserer Mitarbeiter*innen.
je Programm ist. Unser Innovations- das Denken und Handeln innerhalb denken wir mögliche Auswirkungen unbedingt gegenseitig stärken. fassungen in Echtzeit, dezentrale Arbeitssicherheit ist folglich ein un-
management macht jedes Jahr aufs der Energiebranche – und werden auf Klima und Umwelt – und somit Steuermöglichkeiten – technolo verzichtbarer Bestandteil unseres
Neue spannende und ambitionierte sicherlich auch noch morgen und auf unsere und Ihre Gesundheit – Mit den neuen SF6-freien Schalt gischer Fortschritt bringt wiederum Unternehmenserfolgs. Ein Aspekt,
Ideen sichtbar, die die Mitarbeiter*in übermorgen das Maß aller Dinge sein. jederzeit mit. Auch innerhalb unseres anlagen bringt Westnetz die klima neue Herausforderungen mit sich. den wir, ebenso wie unsere technolo-
nen in allen Regionen und Bereichen Wir bei Westnetz stellen uns gerne Unternehmens gilt es Eigenverbräu- freundlichste Schaltanlagentechno- gischen Fortschritte, gerne an unsere
der Westnetz erarbeiten. Sie alle der doppelten Herausforderung. che, Emissionen und Energieverluste logie in den operativen Betrieb und Wir legen bei Westnetz großen Kooperationspartner weitergeben.
haben jedoch eins gemeinsam: Es sind zu reduzieren. legt somit einen wichtigen Grund- Wert darauf, dass die Versorgungs-
clevere Ideen, die zu marktreifen und Das erklärte Ziel der Bundesregie- stein für vollkommene Klimaneutra und Datensicherheit für unsere
zukunftsfähigen Netztechnologien rung, Klimaneutralität zu erreichen, Als Paradebeispiel für nachhaltiges lität. Kund*innen jederzeit gewährleistet
weiterentwickelt und allen Verteilnetz geht einher mit steigenden Anforde- Innovationsmanagement dienen ist.
betreibenden zur Verfügung gestellt rungen an die Energieverteilnetze. unsere Odorierdüsen-Wechselein- Neuste Sensorentechnik findet
werden können. Westnetz-Ideen ge Wir antworten mit vielfältigen, hoch heiten (OWE), die Erdgasemissionen Anwendung bei der Forschung nach Machen Sie sich auf den folgenden
stalten die Zukunft der Energiewelt automatisierten Innovationen, um beim Düsenwechsel schon jetzt von einer dezentralen Gasbeschaffen- Seiten doch gerne selbst ein Bild
mit – klimaneutral, hochautomatisiert, die Leistungsfähigkeit der Netze zu rund 15 m3 auf 0,1 m3 reduzieren und heitsmessung mit Mengenumwertung von unseren neuen Ideen und
sicher und gesund. steigern und die Erwartungen unserer künftig z. B. auch grünen Wasserstoff oder für die Leistungssteigerung vor- Ergebnissen für eine neue, energie-
Anschlusskund*innen nach dezentra- dezentral in Gasnetze einspeisen handener Transformatoren um rund geladene und konsequent kunden
lem Energiemanagement zu erfüllen. sollen. 20 %. orientierte Zukunft.
08 Kooperationen Aus Ideen entsteht Zukunft. _ Westnetz-Innovationsbericht 2021 09
Wirtschaftlich, fortschrittlich und zukunftsorientiert –
Kooperationen mit Industrie und Wirtschaft
Gemeinsam innovativ, gemeinsam besser.
Digitalisierungssystem für Niederspannungs- einsatzbereit & verfügbar
Erfolgreiche Kooperationen beschleunigen das Wachs- netze in Kompaktbauweise
tum und bringen Westnetz-Ideen in die Energiewelt • Bei Westnetz erfunden, um Niederspannungsnetze
von morgen – und bis zu unseren Netzkund*innen. messen und steuern zu können.
• 40 Geräte bei Westnetz im Einsatz – und für gut
befunden.
• Herstellung und Vermarktung werden mit namhaften
Netztechnologie-Spezialisten vorbereitet, um den
Als einer der führenden Verteilnetzbetreibenden in Deutschland versorgt Westnetz täglich rund Markt zuverlässig zu bedienen, eine große Kundschaft
6 Mio. Kund*innen zuverlässig mit Strom und Gas. Expertise und Erfahrung für das Gestalten einer zu erreichen und somit Kosten zu reduzieren.
zukunftsfähigen Energiebranche sind entsprechend ausreichend vorhanden. Innovationskraft auch – Link zum Artikel auf S. 18
das beweist die jährlich steigende Anzahl an Patentanmeldungen für vielversprechende neue Techno-
logien. Ebenso sind wir gut aufgestellt, wenn es um den Bau von Prototypen geht. Bei der serienmäßigen
Produktion und Vermarktung von Erfindungen zeigt sich jedoch der unumstrittene Wert markt
erprobter Kooperationspartner. Was wir alleine nicht schaffen, schaffen wir zusammen – Wachstum
selbst zu initiieren und Menschen weltweit an den Vorteilen emissionsarmer und nachhaltiger Verteil-
netztechnologien teilhaben zu lassen. Statt den einfachen Weg eines kostspieligen Netzausbaus zu
gehen, entwickeln wir unsere innovativen Ideen gemeinsam mit unseren Gegenübern aus Wirtschaft, SF6-freie Technologien einsatzbereit & verfügbar
Wissenschaft und Netzbetrieb zu marktreifen, günstigen und nachhaltigen Lösungen.
• Von Schneider Electric Automation GmbH erfunden
und für die Markteinführung vorbereitet.
• Im Detail von Westnetz gemeinsam mit Schneider
Electric während des Probebetriebs in unseren Netz
anlagen weiterentwickelt.
• Serienfertigung wiederum durch Schneider Electric.
Link zum Artikel auf S. 29
Odoriertechnologien einsatzbereit & verfügbar
• Von Westnetz erfunden.
• Von DBI-GUT GmbH wissenschaftlich perfektioniert.
• Von Böhmer GmbH zur Serienreife geführt.
• Inspektion in 5 Minuten (600-mal schneller als vorher).
• Düsenwechsel in 15 Minuten (200-mal schneller als
vorher).
• Vermeidung von Methanemissionen beim Odorierdüsen-
wechsel; das Ziel absoluter Emissionsfreiheit ist fast
erreicht.
• Über 20 Odorierdüsen und rund 10 Odorierdüsen-
Wechseleinheiten (OWE) sorgen bei Westnetz für einen
guten Return on Investment.
Link zur Projektbeschreibung auf S. 75
10 Kooperationen Aus Ideen entsteht Zukunft. _ Westnetz-Innovationsbericht 2021 11
Unverbraucht, frei und wissenschaftlich –
Kooperationen mit Forschung und Entwicklung
Dezentrale Weitbereichsregelung einsatzbereit & verfügbar Forschende sind oftmals frei von Branchenerfahrungen
und bringen somit frisches und freies Denken in Innova
• Westnetz-Erfindung für die weitgehend autonome, tionsprozesse ein. Außerdem sind sie auf dem neusten
flexible und dezentrale Steuerung regelbarer Transfor- Stand von Forschung und Technik – das ist hilfreich für
matoren bei massiver Überspeisung durch erneuerbare den Bau zukunftsfähiger Prototypen.
Energien.
• Optimierung in Kooperation mit der Technischen
Universität Dortmund. Wasserstoffversorgung Digitale Innovation 2021
• Prototyp seit 3 Jahren im Betrieb, bei Westnetz
getestet und verbessert. • Derzeit erarbeitet Westnetz u. a. mit der Fachhoch-
• Herstellung einer ersten Kleinserie wird mit WAGO schule Münster (Standort Steinfurt) neue Lösungen für
Kontakttechnik GmbH vorbereitet. die Wasserstoffversorgung der Zukunft.
• In erweiterter Kooperation mit Schütz GmbH Mess-
technik wird an einer dezentralen Gasbeschaffenheits-
messung mit Mengenumwertung und idealerweise mit
einem Anschluss an den Smart Meter Gas geforscht –
basierend auf neuster Sensorentechnik.
Gasentspannungsturbine einsatzbereit & verfügbar
• Erfunden von der Westenergie Technologie & Infra-
struktur.
• Perfektioniert von der Technischen Universität Dort-
mund.
• Getestet bei Westnetz und seit 4 Jahren im absolut
störungsfreien Probebetrieb. Reallabore – SmartQuart Digitale Innovation 2021
• Hergestellt von W2 Armaturen GmbH und bereits bei
zwei innovativen Verteilnetzbetreibenden in Betrieb Ausgleichenergie
• In Reallaboren wie dem SmartQuart forscht und ent
genommen. wickelt Westnetz gemeinsam mit Wissenschaftler*innen,
Speicheranlage
Ausgleichenergie Ausgleichenergie
Klimaneutral.
Neubauquartier
Speicheranlage Speicheranlage
Photovoltaik
Dachanlagen Zentrale Schnell-Ladesäulen
Geothermie
Lokal. Digital.
Klimaneutral. Kommunen und Herstellenden nachhaltige, Klimaneutral.
digitale und
Neubauquartier Neubauquartier
Photovoltaik Photovoltaik
Dachanlagen Zentrale Schnell-Ladesäulen Dachanlagen Zentrale Schnell-Ladesäulen
1
Smart Poles
Geothermie Vision: 0 % CO2 Geothermie
Intelligente
Quartierssteuerung
100 % erneuerbare Energien
Lokal. Digital. intelligent vernetzte Energielösungen fürLokal. Digital.
Quartiere und
3 Quartiere in
Deutschland
10 Partner
601 1
Smart Poles Smart Poles
Vision: 0 % CO2 Vision: 0 % CO2
Regionen.
Essen
Intelligente Bedburg 100
Millionen Euro % erneuerbare Energien Intelligente 100 % erneuerbare Energien
Was heißt das konkret?
Quartierssteuerung Kaisersesch Gesamtinvestitionen Quartierssteuerung
Beispiel 1:
Energie der Zukunſt
3 10 3 10
DAS URBANE Das SmartQuart-Projekt
QUARTIER Quartiere in
An drei Standorten in Deutschland
Partner Quartiere in Partner
Deutschland
entstehen smarte Quartiere, die sich fast Deutschland
Link zum Artikel auf S. 32
Dicht besiedelte Regionen werden auch vollständig klimaneutral mit Energie
zukünſtig auf den Import von erneuerbarer
Energie angewiesen sein, um möglichst versorgen. Zentrales Element des Projekts
ist die intelligente Vernetzung der
Essen Essen
unabhängig von konventionellen Energieformen
60 60
zu sein. In Essen werden deshalb beispielsweise
ein Quartiersspeicher, energetisch optimierte Energiesysteme innerhalb und zwischen
den Quartieren. SmartQuart ist Teil des
Bedburg Millionen Euro Bedburg Millionen Euro
Gebäude und eine vernetzte Infrastruktur
umgesetzt.
Programms „Reallabore der
Energiewende“ und wird im Rahmen des
Kaisersesch Gesamtinvestitionen Kaisersesch Gesamtinvestitione
Link zur Projektbeschreibung auf S. 64
Was heißt das konkret? Energieforschungsprogramms der Was heißt das konkret?
Bundesregierung gefördert.
Beispiel 1: Beispiel 1:
Energie der Zukunſt Energie der Zukunſt
Überschussenergie
Speicheranlage
Neubauquartier
130 Wohneinheiten DAS URBANE Wasserstoffbasierte
Microgrids
Überschussenergie
LOHC Wasserstoffspeicheranlage
Das SmartQuart-Projekt DAS URBANE Das SmartQuart-P
QUARTIER QUARTIER
+ Waldkindergarten
Windkraſtanlage H2-Nutzer
Industriegebäude
An drei Standorten in Deutschland An drei Standorten in Deutsch
Zentrale Schnell-Ladesäulen
Zentrale Wärmepumpe
Smart Poles
Wärmenutzung entstehen smarte Quartiere, die sich fast entstehen smarte Quartiere, d
Wasserstoffmobilität
Abwasserwärmetauscher Dicht besiedelte Regionen werden auch Windkraſtanlage
H2-Blockheiz-
vollständig klimaneutral
Dicht besiedelte Regionen mit Energie
werden auch vollständig klimaneutral mit E
zukünſtig auf den Import von erneuerbarer Photovoltaikanlagen zukünſtig auf den Import von erneuerbarer
kraſtwerk
versorgen. Zentrales Element des Projekts versorgen. Zentrales Element
Hochleistungskabelpflug
Energie angewiesen sein, um möglichst Elektrolyseur Energie angewiesen sein, um möglichst
unabhängig von konventionellen Energieformen ist die intelligente
unabhängig Vernetzung
von konventionellen Energieformen der ist die intelligente Vernetzung
einsatzbereit & verfügbar
zu sein. In Essen werden deshalb beispielsweise zu sein. In Essen werden deshalb beispielsweise
ein Quartiersspeicher, energetisch optimierte Energiesysteme innerhalb
ein Quartiersspeicher, energetisch und zwischen
optimierte Energiesysteme innerhalb und
Gebäude und eine vernetzte Infrastruktur
Intelligente
Quartierssteuerung den Quartieren.
Gebäude SmartQuart
und eine vernetzte Infrastruktur ist Teil des den Quartieren. SmartQuart is
umgesetzt. Stromnetz umgesetzt.
Gasnetz Programms „Reallabore der Programms „Reallabore der
Intelligente
Wasserstoffnetz
Datennetz
Quartierssteuerung Energiewende“ und wird im Rahmen des Energiewende“ und wird im R
Wärme- & Kältenetz Energieforschungsprogramms der Energieforschungsprogramms
Was heißt das konkret? Bundesregierung gefördert. Bundesregierung gefördert.
Beispiel 2: Was heißt das konkret?
Energiebedarf intelligent decken heißt:
Die Überschussenergie Überschüssige Energie muss problemlos aus Beispiel 3: Intelligente Vernetzung heißt auch, dass die
einem Netz ins andere gespeist werden. Die
Die Wasserstoffnutzer Strom-, Wärme- und Gasnetze miteinander
DAS ELEKTRISCHE erzeugte regenerative Energie aus Bedburg gekoppelt werden. So wird Strom in einer
• Westnetz-Mitarbeiter Gregor Schuck hat gemeinsam
kann deshalb vor Ort genutzt, gespeichert oder
H2
Power-to-Gas-Anlage in grünen Wasserstoff
Gefördert durch: QUARTIER den anderen Quartieren übertragen werden.
ÜberschussenergieWärme kann durch das innovative DAS WASSERSTOFF- umgewandelt und von Unternehmen in
der Gegend für Wasserstoff-Busse im Überschussenergie
Speicheranlage Niedertemperatur-Netz verteilt werden.
Neubauquartier
QUARTIER öffentlichen Nahverkehr oder für die
Erzeugung von Wärme genutzt.
Speicheranlage
Neubauquartier
130 Wohneinheiten Wasserstoffbasierte Überschussenergie 130 Wohneinheiten Wasserstoffbasierte Überschussenergie
+ Waldkindergarten Microgrids LOHC Wasserstoffspeicheranlage + Waldkindergarten Microgrids LOHC Wasserstoffspeicheranlage
mit Thomas Nüsse (Nüsse Kabel- und Rohrleitungsbau
AufgrundWindkraſtanlage
eines Beschlusses Windkraſtanlage H2-Nutzer H2-Nutzer
des Deutschen Bundestages
Zentrale Schnell-Ladesäulen
Partner Assoziierte Partner: Industriegebäude Zentrale Schnell-Ladesäulen Industriegebäude
Zentrale Wärmepumpe Zentrale Wärmepumpe Wärmenutzung Wärmenutzung
Smart Poles Smart Poles
Windkraſtanlage Wasserstoffmobilität Windkraſtanlage Wasserstoffmobilität
Abwasserwärmetauscher Abwasserwärmetauscher
H2-Blockheiz- H2-Blockheiz-
GmbH) die Verlegegeschwindigkeit mittels Hochleis-
Photovoltaikanlagen Photovoltaikanlagen
kraſtwerk kraſtwerk
Elektrolyseur Elektrolyseur
tungskabelpflug verdreifacht.
Intelligente Intelligente
Quartierssteuerung Quartierssteuerung
Stromnetz Stromnetz
Gasnetz Gasnetz
Intelligente Intelligente
Wasserstoffnetz Wasserstoffnetz
Quartierssteuerung Quartierssteuerung
• Das spart 20 % Kosten ein. Auch die Verlegetiefe von
Datennetz Datennetz
Wärme- & Kältenetz Wärme- & Kältenetz
Was heißt das konkret? Was heißt das konkret?
Beispiel 2: Was heißt das konkret? Beispiel 2: Was heißt das konkret?
Energiebedarf intelligent decken heißt: Energiebedarf intelligent decken heißt:
Die Überschussenergie Die Überschussenergie
1,2 Meter ist ein neuer Rekord.
Überschüssige Energie muss problemlos aus Beispiel 3: Intelligente Vernetzung heißt auch, dass die Überschüssige Energie muss problemlos aus Beispiel 3: Intelligente Vernetzung he
einem Netz ins andere gespeist werden. Die einem Netz ins andere gespeist werden. Die
Die Wasserstoffnutzer Strom-, Wärme- und Gasnetze miteinander Die Wasserstoffnutzer Strom-, Wärme- und Gasn
DAS ELEKTRISCHE erzeugte regenerative Energie aus Bedburg
kann deshalb vor Ort genutzt, gespeichert oder
DAS ELEKTRISCHE
gekoppelt werden. So wird Strom in einer erzeugte regenerative Energie aus Bedburg
kann deshalb vor Ort genutzt, gespeichert oder
gekoppelt werden. So wird
H2 H2
Power-to-Gas-Anlage in grünen Wasserstoff Power-to-Gas-Anlage in gr
Gefördert durch: QUARTIER den anderen Quartieren übertragen werden.
Wärme kann durch das innovative
DAS Gefördert
WASSERSTOFF-
durch: QUARTIER
umgewandelt und von Unternehmen in
der Gegend für Wasserstoff-Busse im
den anderen Quartieren übertragen werden.
Wärme kann durch das innovative
DAS WASSERSTOFF- umgewandelt und von Unt
der Gegend für Wasserstoff
QUARTIER QUARTIER
• Der Kabelpflug steht auch für Aufträge von Externen
Niedertemperatur-Netz verteilt werden. öffentlichen Nahverkehr oder für die Niedertemperatur-Netz verteilt werden. öffentlichen Nahverkehr od
Erzeugung von Wärme genutzt. Erzeugung von Wärme gen
jederzeit bereit.
Aufgrund eines Beschlusses Aufgrund eines Beschlusses
des Deutschen Bundestages des Deutschen Bundestages
Partner Assoziierte Partner: Partner Assoziierte Pa
Kurzfilm zum Hochleistungskabelpflug siehe:
www.nuesse-kabel.de
12 Digitalisierung Aus Ideen entsteht Zukunft. _ Westnetz-Innovationsbericht 2021 13
Digital. Intelligent. Vernetzt.
Aktive Netze für eine energiegeladene Zukunft.
Weiterhin bestimmen die Ziele Dekarbonisierung und Dezentralisierung das Denken und Handeln in
der Energiebranche. Westnetz setzt sich aktiv für die Entwicklung fortschrittlicher Technologien ein,
die einen hochautomatisierten und digital unterstützten Netzbetrieb der Zukunft ermöglichen.
Individualität, Flexibilität und Leistungsfähigkeit für alle Beteiligten sind dabei wichtige Schlüssel
begriffe. Denn die klassische Rollenverteilung von Einspeisenden und Nutzenden wird sich zunehmend
verändern. Strom und Gas sollen jederzeit und überall, kostengünstig und idealerweise nachhaltig zur
Verfügung stehen. Anforderungen, denen sich Westnetz ambitioniert und versiert stellt.
Gas/Wärme Elektrizität
Gasnetze Stromnetze Kommunikation künstliche
(Erd- und Biogas, der Netze Intelligenz
Wasserstoff) (z. B. Glasfaser)
Wir bringen Netze
dezentrale Versorgung von industrielle zum Denken –
Digitalisierung
Versorgung Ballungsräumen Versorgung
Windkraft Photovoltaik Biomasse Wasserkraft Brennstoff- Kraftwerke Blockheiz- Power-to-Gas
zellen kraftwerk
Nachhaltigkeit/
Umweltschutz
intelligente AR-/VR- Energie- smarte Wartung/ Ladeinfra- Speicher- Digitalisierung
Netz- und Workflow- management Steuerung Instandhaltung struktur für technik
Kabeltechnik unterstützung z. B. mit Drohnen E-Mobilität
Ladeinfrastruktur
für E-Bikes
14 Digitalisierung Aus Ideen entsteht Zukunft. _ Westnetz-Innovationsbericht 2021 15
Netzbetrieb 4.0 – wir machen das Netz intelligent und aktiv
Die Dekarbonisierung und Dezentralisierung bringen hier- Die Technologie von NB 4.0 wird dazu beitragen, die Prozesse, eine steuerbare Niederspannungsseite, eine Meilensteine
zulande drastische Veränderungen für die Energiewirt- Volatilität der regenerativen Erzeugung und Speicherung vereinfachte Planung durch Messwerte anstelle von Be- Westnetz hat das Projektziel „Roll-out 100“ erreicht:
schaft mit sich. 2022 geht in Deutschland zudem das von Strom sowie die Integration der E-Mobilität besser rechnungen, fernsteuerbare Ortsnetzstationen sowie 100 Niederspannungsnetze in unserem Verteilnetz sind
letzte Atomkraftwerk vom Netz. Im Jahr 2038 das letzte beobachtbar und anschließend steuer- und regelbar zu Erd- und Kurzschlussanzeiger. Smart Grids und Digitali- mithilfe von NB-4.0-Technik digitalisiert. Smart-Grid-
deutsche Kohlekraftwerk. Ferner sagen Expert*innen gestalten. Das Smart Grid erlaubt erstmals einen detail- sierung schaffen so die Grundlage für neue innovative Komponenten überwachen Prozesse und machen die
einen Anstieg des Bruttostromverbrauchs – verursacht lierten Blick hinter den Vorhang. Plötzlich sind Eingriffe Prozesse für Planung und Betrieb von Niederspannungs- Netze transparent, steuern Flexibilitäten und managen
etwa durch E-Mobilität und die Digitalisierung – um mehr wie Optimierung und Digitalisierung im Verteilnetz auf netzen. so ständig wechselnde Be- und Entlastungen der Nieder-
als ein Viertel bis 2030 voraus. Die entstehende Versor- allen Ebenen möglich. spannungsnetze. Smart-Grid-Komponenten kommen zur
gungslücke muss mithilfe regenerativer, dezentraler Von Leuchtstellen, Kundenanlagen, Ortsnetzstationen Überwachung, Steuerung und Flexibilitätsnutzung zum
Energiequellen kompensiert werden. Smart und kreativ – das Verteilnetz von morgen und Verteilerschränken werden mittels Sensoren und Einsatz. Darüber hinaus wurden das Zielsystem inklusive
Aktiv gesteuerte Netze mit einem hohen Automatisie- Smart Metern aussagekräftige Daten (Strom, Spannung, 25 iMSys (intelligente Messsysteme) realisiert und Basis-
Im Zuge der Energiewende, durch die Integration von rungsgrad können vorhandene Kapazitäten von vorn Phasenwinkel und Erdschlussströme) erhoben. Diese werden anwendungen umgesetzt. Mit einem umfangreichen
Windkraft- und PV-Anlagen, Batteriespeicher, die Elektro- herein effizienter nutzen. Auf dem Weg zum Smart Grid via Mobilfunk oder Glasfaser an die NB-4.0-Plattform Betriebskonzept ist NB 4.0 für den Start im operativen
mobilität und Wärmepumpen, werden die Niederspan- werden intelligente Messsysteme (iMSys) für die Netz- übertragen. Dynamische Daten aus der Niederspannung Regelbetrieb vorbereitet. Erste Auswertungen der ge-
nungsnetze vor neue, immense Herausforderungen ge- transparenz genutzt. Mit dem Smart-Meter-Gateway werden in Echtzeit (60 Sekunden) auf dieser zentralen messenen Daten brachten Erkenntnisgewinne, was das
stellt. Daher arbeitet Westnetz aufgrund des zu erwarten- wird eine Steuerbox über die NB-4.0-Plattform für die Plattform visualisiert, Monteur*innen auch mobil auf Tablets Arbeiten mit Echtzeitdaten, Datenumfänge, Live-Last-
den stetig steigenden Bedarfs an Netzkapazität seit netzdienliche Steuerung eingesetzt. bereitgestellt und für Netztransparenz und -steuerung gangmessungen und Netzbelastungen angeht.
2018 auf Hochtouren daran, die Niederspannungsnetze genutzt. Netzbetrieb, -planung und Systemführung können
intelligent zu machen. Smarte Netze sind mit Blick auf eine optimale Nutzung somit erstmals mit echten Livedaten arbeiten.
vorhandener Netzkapazität bei Weitem günstiger als
Flexibel denkende, aktive Netze von morgen – Smart klassischer Neubau in Kupfer und Aluminium. Zudem sind
Grids – werden in der Lage sein, vorhandene Systeme sie in der Lage – Stichwort Netzplanung –, auf Schwan-
und Kapazitäten besser und effizienter zu nutzen. kungen, was die Einspeisung, Lasten und Netzspannung Sektorenkopplung – ideale Vernetzung für ein zukunftsfähiges Gesamtsystem
angeht, schneller und besser zu reagieren. Auch die Netz-
Zukunftsprojekt Netzbetrieb 4.0 sicherheit profitiert. Denn Fehler können in transparenten Versorgungssicherheit ist seit jeher einer der größten
Das Zukunftsprojekt namens Netzbetrieb 4.0 (NB 4.0) Netzen schneller und präziser festgestellt und lokalisiert Ansprüche an uns selbst als flexibel und fortschrittlich
verfolgt das Ziel, eine skalierbare Standardlösung für werden. arbeitender Verteilnetzbetrieb. Um diese Sicherheit
Smart Grids zu entwickeln, die dazu erforderlichen, be- gewährleisten zu können, wird das Konzept der Sektoren-
reits vorhandenen Module zu definieren und geschickt Weil die Anforderungen an die Technik in den Netzstatio- kopplung immer wichtiger. Denn es verbindet die Sektoren
zu kombinieren. An den Regionalzentren Osnabrück, nen steigen, werden verschiedene Konzepte erprobt. Und Strom, Gas, Wärme und Verkehr so miteinander, dass
Rauschermühle und Wesel arbeitet Westnetz daher an die robuste, einfach zu installierende Sensorik, modular überschüssige Energie jederzeit bei Bedarf an die anderen
digitalen Technologien, die die Netze zunächst transpa- aufgebaut aus zwei, drei steckbaren Bauteilen, funktio- Sektoren abgegeben werden kann.
renter machen. niert bereits. Sie ermöglicht transparente, automatisierte
Wird an sonnigen Tagen beispielsweise viel Solarstrom
produziert, kann dieser umgehend und vollautomatisiert
im Verkehrssektor zur Ladung von Elektrofahrzeugen
genutzt werden. Im Gegenzug sorgen Kraft-Wärme-
Kopplungsanlagen mit Anschlüssen an das Strom-, Gas-
und Wärmenetz dafür, dass für eine ausreichende Leis-
tungsfähigkeit im Stromnetz zusätzliche Leistung durch bei starken Einspeiseschwankungen der Wind- und
Gas bereitgestellt wird – und, falls möglich: zeitgleich die Sonnenenergie gewährleisten. Dahinter steht ein kom
Wärmespeicher aufgefüllt werden. Auch die Umwandlung plexes, aber für das Erreichen der Energiewende notwen
von Strom in Gas mit dezentraler Speicherung ist dabei diges Steuerungssystem.
eine wichtige Komponente.
Entsprechend befinden sich die überregionalen Strom-
Verteilnetzbetreibende wie Westnetz sorgen dabei und Gasverteilnetze längst auf dem Weg ins digitale
jederzeit für die notwendigen Netzkapazitäten, um Zeitalter. Erzeugung, Speicherung und Nutzung von
Betreibenden von Sektorkopplungsanlagen einen zuver- Energieflüssen werden durch moderne Technologien
lässigen und wirtschaftlichen Betrieb zu ermöglichen. beobachtbar, steuerbar und individuell regelbar. Der
erhöhte Bedarf an Speicherkapazität wird durch aktive
Die dezentralen und funktionalen Lösungen der Sek- und gekoppelte Energieverteilnetze aufgefangen, die
torenkopplung werden künftig dringend gebraucht. Nur eigenständig Einspeisung und Entnahme im Sinne des
so können Stromnetze ihre hohe Zuverlässigkeit selbst Netzbetriebs 4.0 steuern können.
16 Digitalisierung Aus Ideen entsteht Zukunft. _ Westnetz-Innovationsbericht 2021 17
Von Einspeisenden und Nutzenden – neue Technologien für wachsende Anforderungen Smart Meter Strom – Messeinrichtung der Zukunft
Der Bedarf nach mehr und leistungsfähigeren Netzan- Angebot und Nachfrage von erneuerbaren Energien sollen Die Digitalisierung der Energiewende geht mit großen Photovoltaik, Biomasse, Wasserkraft, Blockheizkraftwerke
schlüssen wächst stetig, denn immer mehr Marktteilneh- künftig minutengenau berechnet und gehandelt werden Schritten voran – damit auch die Anforderungen an oder Power-to-Gas durch die Verteilnetzbetreibenden
mende wollen selbst grünen Strom herstellen und ver- können. Ein Überangebot an Sonnen- und Windenergie Unternehmen und Verteilnetzbetreibende sowie deren bereitgestellt werden muss.
brauchen. Die Statistiken zeigen das deutliche Wachstum führt dann zu einem sinkenden Strompreis und folglich Verpflichtungen. Das Messstellenbetriebsgesetz (MsbG)
bei Photovoltaik-, Windkraft- und Gas-Kraft-Wärmekopp- zu einer gesteigerten Nachfrage, weil man den Strom zu schreibt den Austausch aller analogen Stromzähler vor. Smart Meter machen somit alle Energie- und Leistungs-
lungsanlagen, Wärmepumpen sowie Elektrofahrzeugen. diesen günstigen Konditionen nutzen oder speichern Alternativen sind zum Beispiel moderne Messeinrichtungen, flüsse mess- und überhaupt erst steuerbar. Private Haus-
Der Sektor Strom profitiert also beispielsweise vom möchte. Ebenso führen eine Unterproduktion und ein digitale Zähler also, mit denen eine detaillierte Erfassung halte können ihre Kosten individuell beeinflussen, indem
nachhaltig umweltfreundlichen Wachstum dezentraler steigender Preis automatisch zu einer gedämpften Nach- des eigenen Verbrauchs möglich ist. Westnetz setzt zudem sie beispielsweise Strom dann zukaufen, wenn er auf-
Grünstromerzeugung – ob industriell im großen Stil oder frage. Um diesen Marktmechanismus zu ermöglichen bzw. auf die zukunftsfähigen Smart Meter. Darunter versteht grund von Überproduktion niedrigpreisig ist. Betreibende
im privaten Haushalt. Wir bei Westnetz profitieren ebenso den Ausgleich von Angebot und Nachfrage über den Preis man digitale Messsysteme, die nicht nur den Stromver- von KWK-Anlagen produzieren überwiegend Strom für
und freuen uns sehr, dass immer mehr Kund*innen in unser zu realisieren, werden intelligente Messeinrichtungen und brauch messen, sondern die Messwerte auch mithilfe einer den Eigenbedarf, speichern und geben ihn dann ins Netz,
Verteilnetz grünen Strom einspeisen oder über eine Lade- eine ganz neue Datenverarbeitung aufgebaut. integrierten Kommunikationseinheit (Smart-Meter-Gate- wenn Bedarf und Preis steigen.
box ihr E-Fahrzeug aufladen. Die dafür notwendige Netz- way) an den Messstellenbetreibenden senden.
kapazität stellen wir bedarfsorientiert bereit. Dies entspricht dem „Gesetz zur Digitalisierung der Das intelligente Messsystem wird vom Verteilnetzbetrei-
Energiewende“. Es sieht vor, dass Energieverbrauch und Smart Meter sind somit keine lästige Pflicht, sondern benden betrieben und spielt eine entscheidende Rolle in
Wachstum bedeutet jedoch auch immer wachsende Anfor- -erzeugung digital zusammenwachsen. Mit dem Ziel einer bieten vielmehr weitreichende Chancen für alle Beteiligten der Energiewende, weil es die Sicherung der Netzstabili-
derungen an uns als Verteilnetzbetreiber – und an unser höheren Transparenz für Verbrauchende und eines ver- auf dem Energiemarkt. Mit steigenden Datenmengen tät auch bei Engpässen unterstützt. Ziel ist die optimale
Netz. Alle Beteiligten benötigen Leistungsfähigkeit, manch- besserten Last- und Erzeugungsmanagements auf Seiten steigt auch die Kundenorientierung. Der eigene Strom- Verknüpfung von Erzeugung, Verbrauch und Speicherung –
mal mehr, manchmal weniger, aber auf jeden Fall anders der Verteilnetze – und natürlich mit absolutem Schutz der verbrauch kann einfach, von überall und in Echtzeit via on demand und in Echtzeit. Wie wir heute bereits einen
als bisher. personenbezogenen Daten. App eingesehen werden. Die automatisierte Datenüber- Mobilfunkvertrag mit minutengenauer Abrechnung und
mittlung schafft Transparenz, beschleunigt Abrech- bedarfsgerechten Zusatzpaketen mit verschiedenen
nungsprozesse und ermöglicht eine neue Flexibilität für Lieferanten abschließen können, wird zukünftig durch
individuelle Stromverträge der Kund*innen mit ihren intelligente Messsysteme auch die einzelne Kilowattstunde
Energielieferanten. Denn nicht nur Verbrauchsdaten Strom von Verbrauchenden, Liefernden und Produzieren-
werden übermittelt, sondern auch der aktuelle Leistungs- den individuell, einfach und automatisiert gehandhabt
bedarf, der durch erneuerbare Energien wie Windkraft, werden können.
Key facts
• Seit Anfang 2020 gibt
es eine gesetzliche Ver-
pflichtung zur Installation
eines intelligenten Mess-
systems bei einem Strom-
verbrauch von mehr als
6.000 kWh pro Jahr oder
über 7 kW installierter
Erzeugungsleistung.
• Bis 2032 müssen knapp
4,5 Mio. Westnetz-
Stromzähler ersetzt
werden, rund 530.000
davon durch Smart Meter.
Abgerundet wird das Messstellenangebot der Westnetz
• Bis Ende 2021 möchte durch den digitalen, mobilen Baustromverteiler. Gewohnt
Westnetz bereits 27.000 robust, zuverlässig und flexibel einsetzbar. Jetzt aber auch
Smart Meter verbaut mit kundenorientiertem GPS-Tracking, digitaler Daten-
haben. fernübertragung und intelligenter Vernetzung.
Link zur Projektbeschreibung auf S. 7718 Digitalisierung Neue Technologien im Einsatz Aus Ideen entsteht Zukunft. _ Westnetz-Innovationsbericht 2021 19
Digitale Innovation 2021
Digitalisierungssystem für Niederspannungsnetze – Drohnen als zukunftsfähige Unterstützung bei Inspektionsprozessen
pausenlos für die Energiewende im Einsatz
Digital, sicher und nachhaltig Startschuss für teilautomatisierte Freileitungsinspektion
Westnetz bringt die Digitalisierung auf die nächste Ebene steuerbar macht. Zwei Patentanmeldungen unterstreichen Bereits im vergangenen Jahr ging Westnetz, in Zusammen- Unsere Vision wird bereits jetzt Schritt für Schritt in die
und überträgt die Vorteile des Smart Meters auf die Ebene die Neuartigkeit dieser Westnetz-Innovation, die künftig arbeit mit den weiteren Verteilnetzbetreibenden der E.ON, Realität umgesetzt. 2020 wurden eine Vielzahl von
der Verteilnetzbetreibenden. allen Verteilnetzbetreibenden zur Verfügung gestellt neue Wege und kombinierte zwei zukunftsweisende Monteur*innen zu sogenannten Drohnensteurer*innen
werden soll. Technologien: die Hardware Drohne mit einer Bildanalyse ausgebildet. Nun soll die Drohne als Werkzeug noch um-
Das Digitalisierungssystem für Niederspannungsnetze ist software, welche mittels künstlicher Intelligenz (KI) fassender in die Inspektionsprozesse integriert werden.
ein Messsystem in Industriestandardbauweise und kann in Auffälligkeiten an Freileitungen erkennt und einordnet.
nur 15 Minuten in die Kabelverteilerschränke in Ortsnetz- Mit der Vision, eine vollautomatisierte Inspektion von Erfolgte der Einsatz bisher manuell, indem die Monteur*
stationen integriert werden. Dort erfasst und übermittelt Freileitungen mit Drohnen umzusetzen und somit bishe innen jeden Mast einzeln mit der Drohne untersuchten,
es pausenlos gebündelte Niederspannungs-Netzdaten, die rige Prozesse zu vereinfachen, zu beschleunigen und zu soll der zukünftig vorgesehene teilautomatisierte Prozess
ein detailliertes Bild über den Netzleistungsbedarf für die digitalisieren. einen vielfachen Mehrwert erbringen. Ein besonderer Vor
Ein- und Ausspeisung von Strom im Ortsgebiet liefern. teil ist beispielsweise, dass sich die Mitarbeitenden kom-
Ein notwendiger Zwischenschritt ist die teilautomatisierte plett auf die Inspektion konzentrieren können, während
Das Digitalisierungssystem für Niederspannungsnetze Inspektion, an der wir aktuell eng mit den anderen VNB die Drohne selbständig eine vordefinierte Flugroute ab-
fungiert also als dringend benötigte Informationsbrücke, arbeiten. Der offene Austausch und das Nutzen von fliegt. Dabei werden zahlreiche Bilddaten erzeugt, die
die die Niederspannungsnetze transparent und dadurch Synergien stehen dabei an erster Stelle. Die entwickelte aufgrund der hohen Anzahl nicht mehr manuell ausge-
Applikation für das Tablet der Monteur*innen bildet schon wertet werden können, sondern mittels KI klassif iziert
jetzt die Grundlage für diese Vision. Sobald die Genehmi- und bewertet werden. Bereits heute sind wir sehr inten-
gungen für den Flug außerhalb der Sichtweite zum*zur siv damit beschäftigt, Bilder zusammenzutragen, um die
Digitale Innovation 2021 Drohnensteurer*in eingeholt worden sind, sind wir bei Bildanalysesoftware für die teilautomatisierte Inspektion
Westnetz startbereit für diesen Meilenstein. Erste Erfah- zu trainieren.
rungen in diesem Bereich konnten bereits bei dem Projekt
Kommunikationsadapter zur Einbindung von Gaszählern WAFI (s. S. 21) gesammelt werden. Die Flugdistanz betrug Einmalige vorbereitende Maßnahmen
in intelligente Messsysteme/Smart Meter dabei ungefähr 50 km. • Planung der Flugrouten (via LIDAR 1 oder Geodaten)
• Verlinkung der Flugrouten mit den Mastprofilen
Was im Strombereich mit dem Aufbau einer sicheren Zählwerterfassung sowie einer langen Verweildauer von • Aufbau einer Plattform zur Speicherung der Flugrouten
Smart-Meter-Gateway-Infrastruktur begonnen wurde, SLP-Bestandszählern im Gasnetz, überzeugt mit geringen je Mastprofil
kann künftig mit der Einbindung von SLP-Gaszählern in Kosten. • Zentraler Upload und Benennung der Bilddaten aus
intelligente Messsysteme weitergeführt werden. Durch dem Inspektionsprozess
die gemeinsame Nutzung dieser hochsicheren Kommuni- Mit dem erfolgreichen Abschluss der Erprobungsphase
kationsinfrastruktur kann die Wirtschaftlichkeit verbes- und der Fertigstellung eines von der PTB zugelassenen 1
Light Detection and Ranging; eine dem Radar verwandte M
ethode zur
sert werden. Analog zum Stromsektor wird zudem auch Kommunikationsadapters wäre ein wichtiger Baustein optischen Abstands- und Geschwindigkeitsmessung mittels Laser-
im Gasbereich Transparenz für die Endkund*innen im Hin- gelegt, um den Start der Systemintegration im Hause bzw. strahlen
blick auf ihr Verbrauchsverhalten angestrebt. der Digitalisierung des kompletten Geschäftsprozesses
zur Erfassung von Gasmesswerten erstmalig zu ermög
In diesem Kontext hat die Westnetz einen Kommunika lichen.
tionsadapter entwickelt, mit dem ein üblicher SLP-Be-
standsgaszähler in ein intelligentes Messsystem einge- Parallel zahlt der Kommunikationsadapter auch auf das
bunden werden kann. Ein wichtiger Schritt zu dem Ziel, Unternehmensziel Nachhaltigkeit ein, weil zum einen die
zukünftig Zählwerte digital und in Echtzeit über das Bestandsgaszähler nicht ausgebaut und entsorgt werden
Smart-Meter-Gateway an den Messstellenbetreibenden müssen und zum anderen die neue Technologie in der Zu-
zu übermitteln. kunft zu einer erheblichen Reduktion der Fahrt- und Wege-
zeiten zur manuellen Ablesung führen wird. Eine deutliche
In Recklinghausen, Bereich Technologie für Gasmesstech- Reduktion der CO2-Emissionen ist die Folge.
nik, wurde ein umfangreiches Laborumfeld für die Proto-
typen der Kommunikationsadapter aufgebaut. Hier werden Während wir beim Smart Meter Strom keinen Einfluss
weiterhin umfangreiche Tests durchgeführt, in intensiver auf die technische Entwicklung hatten, ist der Adapter
Abstimmung mit den Kolleg*innen von der Gateway-Ad- für Gaszähler eine eigene, sehr betriebsnahe Entwicklung.
ministration und dem Datenmanagement sowie dem her- Dies erlaubt uns, die Weiterentwicklung des Gaszählers
stellenden Unternehmen. umfassend zu gestalten. Zusätzlich ist eine Erweiterung
des Leistungsumfangs des Kommunikationsadapters um
Noch in der Erprobungsstufe, aber jetzt schon eine Er- die Medien Wasser und Wärme geplant, durch die für wei-
folgsgeschichte: Der Kommunikationsadapter, als ein we- tere Messstellenbetreibende neue und vor allem günstige
sentlicher Schritt zu einer digitalen und automatisierten Lösungen für die Digitalisierung entstehen.20 Neue Technologien im Einsatz Aus Ideen entsteht Zukunft. _ Westnetz-Innovationsbericht 2021 21
Jederzeit startbereit – dank Drohnengarage
Beispielhafter teilautomatisierter Prozessablauf In der Umspannanlage Mettmann wurde einen Monat
lang eine Drohnengarage getestet. Das Produkt aus
Mögliche Schritte des teilautomatisierten Inspektions- • Vorteil: Monteur*in kann Flug live über das Tablet verfol- Großbritannien dient nicht nur als Parkplatz, sondern
prozesses: Monteur*in möchte mehrere Masten inspizie- gen, sich komplett auf die Inspektion konzentrieren, ggf. gleichzeitig auch als Ladestation. Somit ist die Drohne
ren, Bilder für KI erstellen, Fehler dokumentieren eingreifen oder den Flug pausieren, um Auffälligkeiten jederzeit einsatzbereit und kann bei Bedarf vollautoma
• Positionierung der Drohne an einem sicheren Startplatz genauer zu betrachten tisiert aus der Garage gestartet werden, um z. B. auf
innerhalb der Sichtweite des ersten Mastes und Prüfung • Automatische Rückkehr der Drohne zum Startpunkt einem Inspektionsflug relevante Aufnahmen zu tätigen.
der Umgebung auf Hindernisse/Flugobjekte • Bilddaten werden automatisiert in Analysesoftware Die Bilder werden anschließend über WLAN an den
• Öffnung der Applikation für das Laden der Flugrouten geladen und je nach Masttyp benannt Leitstand übertragen. Fazit: Ein wichtiger Baustein für
auf dem Tablet • Dauer der Inspektion pro Mast inkl. Freileitung: unsere Gesamtvision der vollautomatisierten Freileitungs
• Prüfung, ob Flugroute unter aktuellen Aspekten plau wenige Minuten inspektion.
sibel ist (Änderung in Vegetation, neue Hindernisse/
Häuser etc.); ggf. Anpassung der Route
• Aktivierung des teilautomatisierten Flugs (Drohne fliegt
programmierte Route ab, inspiziert die ausgewählten WAFI – gezielte Fehlersuche mittels Wanderwellen
Masten innerhalb weniger Minuten, erstellt Bildmaterial
zur Dokumentation) Drohnen sind nicht nur effiziente Werkzeuge, wenn es um Perspektivisch soll der*die Drohnensteurer*in bei der Arbeit
die routinemäßige Inspektion von Freileitungen geht, son- auch von einer automatisierten Bildverarbeitung mit Ob-
dern verfügen auch über großes Potenzial bei der gezielten jekterkennung und -klassifikation unterstützt werden.
Suche nach Schäden. Mithilfe der eingesetzten Wander- Dabei handelt es sich um eine Westnetz-eigene Lösung
wellentechnologie lassen sich Fehlerstellen mittlerweile nach der Methode des Deep Learnings 1, die ebenfalls an
auf bis zu 150 m genau lokalisieren. Das spart Zeit, Geld zentraler Stelle im Inspektionsprozess integriert wird.
und Ressourcen.
Erste Flüge außerhalb der Sichtweite konnten bereits
Bisher konnte bei einem Leitungsfehler lediglich der be- (mit Genehmigung der Landesluftfahrtbehörde) durchge-
troffene Stromkreis anhand der Erdschlussrichtungsan- führt werden. Die Drohne flog dabei eine Gesamtdistanz
zeiger in den Umspannanlagen konkret benannt werden. von 50 km entlang einer definierten Teststrecke. Fazit:
Das hatte oftmals eine aufwendige Inspektion unter Zeit- Der vollautomatisierte ereignisorientierte Inspektions
druck zur Folge, wobei Ort und Ursache des Schadens prozess funktioniert.
nicht immer gefunden werden konnten. Mithilfe der neuen
patentierten wanderwellenbasierten ereignisorientierten 1
Spezielle Methode des maschinellen Lernens/der Informations
Freileitungsinspektion (WAFI) können wir zukünftig jedoch verarbeitung
unmittelbar auf das Auftreten des Fehlers reagieren, die
Schadenstelle gezielt per Drohne ansteuern und anhand der Vorteile der WAFI
Live-Aufnahmen weitere notwendige Schritte einleiten – • Schnelle und effiziente Ortung des Leitungsfehlers auf
eine enorme Verbesserung. bis zu 150 m
• Minimaler Personalaufwand für Inspektion und Beurtei-
Prozessablauf lung des Schadens
Kommt es zu einem Leitungsschaden werden elektro • Live-Aufnahmen ermöglichen gleichzeitige Überprüfung
magnetische Wanderwellen erzeugt, die sich entlang der der gesamten Trasse
Leitung ausbreiten und mit der vorhandenen Technik ge- • Erstellen von Bilddaten für das Einlernen von Bildanalyse-
messen werden können. Die aufgezeichneten Messdaten verfahren (KI)
Vorteile der teilautomatisierten Inspektion werden an zentraler Stelle verarbeitet, die Schaltleitung
• Zeitersparnis im Vergleich zur manuellen Inspektion • Einheitliches Bildmaterial als Grundlage für das Einlernen und ein*e Drohnensteurer*in werden per E-Mail über die
mittels Drohne der KI-Analysesoftware genau lokalisierte Fehlerstelle informiert. Parallel erfolgt
• Erhöhte Arbeitssicherheit durch Minimierung der • Erfahrungen im Hinblick auf vollautomatisierten Prozess eine automatisierte Übertragung der Missionskonfigura-
Mastbesteigungen • Erweiterung des externen Geschäfts durch Drohnenbe- tionsdatei an die Drohne im Einsatzbereich. Nach Prüfung
• Nachhaltigkeit hinsichtlich reduzierter Fahrzeiten fliegung als Dienstleitung der geplanten Route erteilt der*die Steurer*in die Freigabe
aufgrund längerer Inspektionsintervalle des vollautomatisierten Drohnenflugs zur berechneten
Position des Schadens. Nun kann anhand der Live-Auf-
nahmen eine Einschätzung der Situation und die Einlei-
Ihre Ansprechpartner Carsten Hermanns Frederik Puhe tung weiterer Maßnahmen erfolgen.
zum Thema: carsten.hermanns@westnetz.de frederik.puhe@westnetz.de22 Neue Technologien im Einsatz Aus Ideen entsteht Zukunft. _ Westnetz-Innovationsbericht 2021 23
Zukunft von morgen fängt schon heute an – Technologiefrüherkennung
Der Einsatz neuer, vor allem digitaler Technologien im Stoßen wir bei unseren Recherchen auf eine vielverspre- Erste Tests sind mehr als vielversprechend In den nächsten Monaten wird die Zuverlässigkeit des
Verteilnetz ist essentiell, um es auch zukünftig so effi- chende Idee, bewerten wir diese gemeinsam mit verschie- Schon während der aktuellen Betatest-Phase hat West- Systems bei verschiedenen Wetterlagen weiter getestet.
zient, sicher und intelligent betreiben zu können. Tech- denen Expert*innen und Fachabteilungen hinsichtlich ihrer netz eines der Systeme in der Umspannanlage in Münster Fest steht aber schon jetzt: Die Leistungsfähigkeit von
nologie- und Innovationsmanagement haben daher bei Anwendbarkeit im Unternehmen. Auch der „Technology in Betrieb genommen. Gemeinsam mit der Abteilung Tele- Starlink wird mit jedem weiteren Satelliten im Orbit weiter
Westnetz höchste Priorität. Readiness Level“ (TRL) fließt in die Entscheidung ein: Ist kommunikation der Westenergie prüft die Technologie- erhöht. Wenn die Projektergebnisse weiterhin so positiv
der TRL hoch, die Technologie also bald marktreif, ver- abteilung der Westnetz aktuell, wie gut sich die Techno- ausfallen, kann ein neues Produkt in das Kommunikations-
Wir nutzen Methoden der Technologiefrüherkennung, um spricht eine positive Testphase schnelle E
insatz- und Um- logie im laufenden Betrieb bewährt. portfolio aufgenommen werden, sobald die Nutzung für
uns über aktuelle Trends und Entwicklungen zu informieren setzungsmöglichkeiten. Im Anschluss an diese ersten kommerzielle Zwecke freigegeben ist.
und heute schon die relevanten Erfindungen für die Zukunft Tests wird eine abschließende Bewertung angestellt und Die ersten Ergebnisse sind vielversprechend: Datenüber-
der Energiebranche zu entdecken, zu testen und für unser das folgende Vorgehen empfohlen: Dies kann eine weitere tragungsraten von über 200 Mbit/s, Latenzen von meist Dann profitieren insbesondere Monteur*innen, wenn sie
Unternehmen zu sichern. Beobachtung der Technologieentwicklung, aber auch ein unter 50 ms und eine Verfügbarkeit von weit über 95 % – in schlecht angebundenen Gebieten arbeiten. Denn viele
Roll-out im Unternehmen sein. und das, obwohl sich das System noch im Aufbau befin- neue und innovative Applikationen, die für Arbeiten an
Sowohl das Technologie-Scouting, bei dem man zu kon- det. Mit diesen Eigenschaften ist die Verwendung als Umspannanlagen oder Ortsnetzstationen hilfreich sind,
kreten Problemen eine technologische Lösung sucht, als Ein Beispiel für eine Kommunikationstechnologie, die wir Krisenkommunikation oder als Alternative zu DSL-An- sind nur mit einer guten Kommunikationsanbindung ideal
auch das Technologie-Scanning, das eine breite und nicht mit unserer Methodik der Technologiefrüherkennung ent- schlüssen in entlegenen Gebieten tatsächlich denkbar. verwendbar.
themenbezogene Suche beschreibt, findet bei uns An- deckt und bewertet haben, ist Starlink (siehe Artikel unten).
wendung.
Ihre Ansprechpartnerin Hanna Kammering
zum Thema: hanna.kammering@westnetz.de Key fact
• Die aktuell über 1.000
Satelliten von SpaceX
kreisen in einer Höhe von
etwa 550 km um die Erde.
Erfolgsgeschichte Starlink – Kommunikationstechnologie von einem anderen Stern Jeder Satellit verfügt über
vier Phased-Array-Anten-
Westnetz testet mit Starlink aktuell ein komplett neu kation ist für die Anbindung einiger Windparks bereits nen und einen Hallantrieb
artiges Kommunikationssystem, das mit den bisherigen lange im Einsatz. Bisher brachte diese jedoch auch einige mit Kryptongas, der den
Technologien nicht zu vergleichen ist. technisch bedingte Nachteile mit sich, wie eine hohe Zeit- Satelliten über fünf Jahre
verzögerung und geringe Datenübertragungsraten. in seinem Orbit halten soll.
Mit diesem neuartigen Satellitennetzwerk ist SpaceX,
das von Elon Musk gegründete Raumfahrtunternehmen, Starlink ist da anders. Der größte Unterschied ist, dass
bereits heute der größte Satellitenbetreiber auf der Welt sich die mehr als 1.000 Satelliten nicht in geostationären
und hat sich zum Ziel gesetzt, einen weltweiten Internet- Kreisbahnen über 35.000 km entfernt von der Erde be-
zugang per Satellit zu bieten. wegen, sondern in deutlich geringeren Umlaufbahnen mit
einer Entfernung von etwa 550 km kreisen. Dadurch er-
Wir haben die zukunftsfähige Technologie bereits vor geben sich Vorteile wie eine geringere Zeitverzögerung
Jahren im Rahmen unserer Früherkennungsprozesse ent- und konkurrenzfähige Datenraten von mehr als einem
deckt und in unseren Themenspeicher aufgenommen. Gbit/s (vergleichbar mit heutigen DSL-Anschlüssen). Des
Starlink wurde damals als eine potentielle Kommunikati- Weiteren ist keine Kabelverbindung nötig, sodass lokale
onstechnologie für eine Vielzahl Anwendungsfälle iden Störungen und großflächige Stromausfälle die Kommuni-
tifiziert. Heute ist das System reif genug, um es zu pilo- kation nicht beeinflussen – und auch für schlecht an das
tieren. Die Satellitentechnologie macht aktuell große Kommunikationsnetz angebundene Gebiete bietet es eine
Fortschritte und es ist absehbar, dass sie eine große Rolle Lösung.
für die Zukunft der Kommunikation spielt.
Die Technologie ist langfristig darauf ausgelegt, weltweit
Natürlich kommen bei Westnetz und Westenergie bereits und flächendeckend auf allen Ozeanen und in jeder Wüste
zahlreiche Kommunikationstechnologien zum Einsatz: verfügbar zu sein. Das kommt Westnetz zugute, da die Ihre Ansprechpartner Dr.-Ing. Daniel Hölker Stefan Kreutz
Mobilfunk, DSL, Glasfaser, Richtfunk, Powerline Commu- Umspannanlagen und Windparks teilweise an so entlege- zum Thema: daniel.hoelker@westnetz.de s.kreutz@westnetz.de
nication und weitere sorgen für eine stabile Datenüber- nen Orten stehen, dass eine kabelgebundene Anbindung
tragung in unserem Netzgebiet. Auch Satellitenkommuni- nicht wirtschaftlich ist.Sie können auch lesen
