Smart& easy NACHHALTIG ETWAS BEWEGEN - Das Kundenmagazin von ZENNER International
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smart & easy Das Kundenmagazin von ZENNER International 02 2021 NACHHALTIG ETWAS BEWEGEN Wie Kommunen und Stadtwerke mit der Digitalisierung Smart City-Projekte realisieren und Nachhaltigkeit erzeugen.
INHALT
TITELTHEMA
Smarte Lösungen für mehr
Nachhaltigkeit 3–5
SMART CITY
Stadtwerke Bernau und ZENNER
machen Quartiere smart 6–9
Mit Smart Waste gegen die
NO2-Belastung 10 – 11
Liebe Leserinnen und Leser, Smarte Sensoren für gutes Klima
im Klassenzimmer 12 – 13
wir brauchen Lösungen, die das Leben in Städten und
Gemeinden nachhaltiger machen und unsere Lebens- Wetterstationen mit LoRaWAN 14 – 15
qualität erhöhen. Unsere große Chance und zugleich
der „Enabler“ ist die Digitalisierung. Schwimmbäder effizienter betreiben 16 – 17
In dieser Ausgabe der smart & easy stellen wir Ihnen ZENNER entwickelt neues
ausgewählte Smart City-Projekte vor. Diese reichen Smart City-Dashboard 18 – 19
von Anwendungsbeispielen wie Smart Water, Smart
Waste, einer CO2-Ampel oder intelligenten Wetter- MESSTECHNIK
stationen bis hin zu smarten Quartieren. Auch in Digitaler Rollout in der Wasserwirtschaft 20 – 23
Sachen Elektromobilität gibt es einige Neuigkeiten,
über die wir Sie informieren. E-MOBILITÄT
ieMETaS: Gemeinsam für die
Die vorgestellten Lösungen sind allesamt sehr indi- Zukunft der Elektromobilität 24 – 25
viduell und passgenau auf die jeweilige Stadt zuge-
schnitten. Gleichzeitig könnten sie weltweit umge- BSI-konforme Ladesäulensteuerung
setzt werden und haben eines gemeinsam: Sie zah- mit dem aktiven EMT 26 – 27
len auf viele der 17 Ziele ein, mit denen die Vereinten
Nationen mehr Nachhaltigkeit erreichen möchten.
Die ersten Schritte sind in vielen Kommunen gemacht.
Lassen Sie uns den Weg weitergehen und gemeinsam
etwas bewegen.
Viel Spaß beim Lesen wünscht Ihnen
Alexander Lehmann
Geschäftsführer der ZENNER International
GmbH & Co. KG
2
Digitalisierung und Nachhaltigkeit
SMARTE LÖSUNGEN
FÜR MEHR NACHHALTIGKEIT
Eine nachhaltige Entwicklung zu ermöglichen, gilt als der Mobilität, der öffentlichen Beleuchtung oder
die große Herausforderung unserer Zeit. Auch wenn der Entsorgung viel bewegen. Sie sind gefordert, die
Probleme wie der Klimawandel alle Länder und Regi- Lösungen zu erarbeiten, die für die jeweilige Gemein-
onen betreffen, müssen die Lösungen lokal erarbeitet de oder Stadt am besten passen.
werden. Kommunen, Stadtwerke und Technologie
anbieter müssen gemeinsam etwas bewegen. 17 Ziele für mehr Nachhaltigkeit
Ob in Australien oder Deutschland, im Ruhrgebiet Nachhaltigkeit ist ein Gemeinschaftswerk. Was genau
oder im ländlichen Bayern: Kommunen stehen welt- unter diesem Stichwort erreicht werden soll, haben
weit vor ähnlichen Herausforderungen. Als wich- die Vereinten Nationen im Rahmen der Agenda 2030
tigstes Ziel gilt Nachhaltigkeit. In den kommenden festgelegt. Die 17 Ziele für eine nachhaltige Entwick-
Jahren und Jahrzehnten gilt es, Antworten auf den lung (engl.: Sustainable Development Goals, kurz:
Klimawandel und die zunehmende Ressourcen- SDG) geben die Richtung vor. Darunter sind bei-
knappheit zu finden, ebenso auf den demographi- spielsweise „Bezahlbare und saubere Energie“ und
schen Wandel und andere Megatrends unserer Zeit. „Weltweit Klimaschutz umsetzen“, aber auch „Keine
Stadtwerke und Energieversorger spielen dabei eine Armut“, „Kein Hunger“ oder „Hochwertige Bildung“.
wichtige Rolle. Sie haben die Kompetenzen und die Diese Ziele sind nicht nur international relevant, sie
Infrastruktur, um aus Städten Smart Citys zu machen, gelten auch auf kommunaler Ebene. Wie Kommunen
die all diesen Entwicklungen gerecht werden und sie umsetzen können, zeigt das Projekt „SDG-Indika-
gleichzeitig die Lebensqualität steigern. Stadtwerke toren für Kommunen“ der Bertelsmann-Stiftung und
können in Bereichen wie der Energieversorgung, das entsprechende Portal: www.sdg-portal.de.
17 ZIELE FÜR EINE NACHHALTIGE ENTWICKLUNG
3
VIDEOS ZUM THEMA
LoRaWAN: Der Einstieg für
Kommunen in die Digitalisierung
https://youtu.be/OanHqm0XRZA
Video zum SDG-Portal
https://youtu.be/ON68kAwm6HM
www.sdg-portal.de/de/
WEBINARE ZUM THEMA
Nachhaltige IoT-Lösungen
für die smarte Stadt
1.2.2022
IoT Forum Smart City –
Best Practice Stadtwerke
Schwerte
15.2.2022
www.zenner.de/events
4
Nachhaltigkeit
Digitalisierung undElektromobilität
Digitalisierung als Treiber Einige Beispiele aus inzwischen mehr als 200
I oT-Projekten, die ZENNER mit Kunden umgesetzt
Kommunen zu nachhaltigen Smart Citys machen – hat, stellen wir in dieser Ausgabe vor. Sie zeigen,
das gelingt mit hochgradig vernetzten IT-Systemen wie vielseitig die Anwendungsmöglichkeiten und
und dem Internet of Things (IoT). „Wir müssen dafür wie individuell die Bedürfnisse, Anforderungen und
sorgen, dass die Kommunen nicht nur Akteure Ziele der Kunden sind. Die Stadtwerke in Bernau bei
der Stadtentwicklung, sondern auch Akteure der Berlin setzen LoRaWAN zum Beispiel für das Subme-
Digitalisierung werden und bleiben“, heißt es in tering oder das Monitoring des Raumklimas ein (s.
der Smart City Charta, die von Bund, Ländern und Artikel Seite 7). Die Wuppertaler Stadtwerke haben
Kommunen erarbeitet wurde. Als Basis hat sich die sich bei ihrem Smart Waste-Projekt zum Ziel gesetzt,
IoT-Technologie LoRaWAN (siehe Infokasten) vielfach die Stickoxid-Belastung zu reduzieren und so die
bewährt. Mehrere hundert Kommunen und Stadt- Luftqualität im Stadtbereich zu verbessern (s. Artikel
werke haben inzwischen eigene LoRaWAN-Netzwerke Seite 10). Agger Energie wiederum hat in diesem Jahr
aufgebaut und setzen Schritt für Schritt Smart City- alle Klassenräume der Stadt Wiehl mit CO2-Sensoren
Konzepte um. ausgestattet und so einen geregelten Schulbetrieb in
Corona-Zeiten ermöglicht (s. Artikel Seite 12).
Beispiel Hochwasserschutz
Alle vorgestellten Projekte zahlen auf eines
Wie Kommunen mit LoRaWAN lokale Lösungen für oder mehrere der 17 Ziele für eine nachhaltige
globale Probleme finden können, zeigt das Beispiel Entwicklung der Vereinten Nationen ein. Jeden
Hochwasser. Ausgelöst durch den Klimawandel, gibt Beitrag haben wir daher mit den entsprechenden
es immer mehr extreme Wetterverhältnisse. Selbst Icons gekennzeichnet.
kleinste Bäche können an Starkregentagen in kür-
zester Zeit zu reißenden Flüssen anschwellen, die
Orte – zum Beispiel Ahrweiler in Rheinland-Pfalz – in
kürzester Zeit massiv zerstören können. Mit LoRaWAN- DIE TECHNOLOGISCHE BASIS:
Sensoren können Kommunen die Pegelstände von LORAWAN
stehenden Gewässern oder Fließgewässern sowie
Grundwasser in Echtzeit messen. Sie erhalten auto- LoRaWAN steht für Long Range Wide Area
matische Status- und Warnmeldungen, bevor größere Network – ein Funk-Netzwerk, mit dem sich
Schäden entstehen. Ob ein Regenrückhaltebecken Daten über lange Strecken energieeffizient
kurz vor dem Überlaufen steht oder Hochwasser in übertragen lassen.
Geschäfts- und Wohnhäuser eindringt – all das lässt Bidirektionale Kommunikation, hohe Sicherheit
sich online überblicken. Zudem kann die Öffentlich- durch moderne Verschlüsselungstechnologien
keit – in Verbindung mit weiteren Applikationen – und der niedrige Energiebedarf machen
über diverse Kommunikationskanäle wie eine Bürger- LoRaWAN zur optimalen Technologie für
App über die aktuelle Situation informiert werden. IoT-Anwendungsfälle. Die Technologie kann in
Pilotprojekten getestet und bei Erfolg skaliert
Vielfältige Anwendungen werden. In das einmal installierte Netz können
weitere Gateways zur Erhöhung der Reichweite
Die Warnung vor Hochwasser ist nur eines von ebenso unkompliziert integriert werden wie
vielen Beispielen dafür, was das Internet of Things weitere Sensoren zur Implementierung neuer
und speziell LoRaWAN für Städte und Kommunen Anwendungsfälle. Die internationale LoRa
leisten kann. Auch in Bereichen wie Energiedaten- Alliance stellt sicher, dass die Technologie
management, Energieeffizienz oder Mobilität sind weiterentwickelt wird. In der LoRa Alliance
die digitalen Technologien im Einsatz. Stadtwerke arbeiten rund 600 Unternehmen weltweit an
und Energieversorger können damit typische neuen Geräten, Sensoren und Lösungen.
kommunale Aufgaben viel effizienter erledigen Das macht die Technologie zukunftssicher.
und neue Geschäftsmodelle ausprägen. Urbane In ihren Leitlinien verständigen sich die
Datenplattformen helfen dabei, Daten aufzufinden, Mitglieder, die 17 Ziele für eine nachhaltige
strukturiert abzurufen, sie in einen entsprechenden Entwicklung der Vereinten Nationen zu
Kontext zu bringen und in verschiedensten Anwen- unterstützen: www.lora-alliance.org
dungen zu nutzen.
5
6
Smart City
STADTWERKE BERNAU
UND ZENNER MACHEN
QUARTIERE SMART
Bernau bei Berlin ist mit seinen Stadtwerken auf entwickelt. In der ersten Bauphase sind bereits
dem Weg zur Smart City: Diese haben gleich drei vier Gebäude mit insgesamt 223 modernen Wohn-
Quartiere mit LoRaWAN-Technologie von ZENNER einheiten entstanden, die der Bauhausarchitektur
vernetzt. Das ermöglicht vielfältige IoT-Services – nachempfunden sind und sich harmonisch in die
von Smart Metering über Smart Building bis zu märkische Landschaft mit altem Baumbestand ein-
Smart Parking. fügen. Diese hochmodernen neuen Wohngebäude
wurden mit Wärme-, Kalt- und Wärmewasserzäh-
Der Weg zur Smart City beginnt im Quartier. Es ist lern sowie Rauchwarnmeldern ausgestattet, die
der ideale Ausgangspunkt, um die großen Heraus- eine Fernauslesung im Submetering mit LoRaWAN
forderungen unserer Zeit umzusetzen: Digitalisierung, ermöglichen. Zwei Indoor-Gateways leiten die Daten
Energiewende und E-Mobilität. Denn im Quartier an die Server der Stadtwerke, wo sie für die Vermieter
treffen unterschiedliche Sektoren wie Energie, Ge- aufbereitet, ausgewertet und visualisiert werden. So
bäude und Mobilität aufeinander, sodass Kommunen müssen weder die Mieter ihre Zählerstände melden
Synergien ausloten und ganzheitliche Lösungen noch Ableser die Wohnungen betreten, um Zähler-
erarbeiten können. Ein Stadtwerk, das diesen Weg stände abzulesen oder die jährliche Überprüfung
besonders engagiert geht, ist in Bernau bei Berlin an-
sässig. Mit Unterstützung von ZENNER wurden gleich
drei Quartiere intelligent vernetzt und ein umfang-
reiches Digitalisierungsprojekt gestartet. Dabei zeigte
sich nicht nur die Leistungsfähigkeit von LoRaWAN,
sondern auch die flexiblen Einsatzmöglichkeiten. Im
Rahmen des Projektes wurden bis Juni 2021 insge-
samt rund 2.100 Zähler und Sensoren des IoT-Spe-
zialisten ZENNER und seiner Partner installiert. „Bei
ZENNER haben wir die Produkte, aber auch das Know-
how gefunden, um ein leistungsfähiges LoRaWAN-
Netzwerk aufzubauen, diese Infrastruktur bestmög-
lich zu nutzen und uns künftig als IoT-Dienstleister zu
positionieren“, berichtet Sven Anders, Bereichsleiter
Kundenservice bei den Stadtwerken Bernau, und
ergänzt: „Die Digitalisierung ist dabei langfristig eine
wichtige Säule.“ Um möglichst vielfältige Anwen-
dungen erproben zu können, haben die Stadtwerke
Bernau für ihr Projekt ganz unterschiedliche Quartiere
gewählt: ein modernes Wohnquartier, ein Quartier mit
gemischter Wohn- und Gewerbenutzung sowie das
eigene Betriebsgelände samt öffentlichem Parkhaus.
Waldquartier Friedenstal
Das Waldquartier Friedenstal wird derzeit von der
Firma Ehret + Klein als modernes Wohnquartier
mit perfekter Anbindung an die Berliner Innenstadt Im StadtwerkeQuartier B45 entstand ein neues öffentliches Parkhaus.
7
Das Quartier am alten Gaskessel ist gleichzeitig Denkmalanlage.
der Rauchwarnmelder durchzuführen. „Über eine und Sensoren übermitteln ihre Daten an ein Gateway,
Schnittstelle integrieren wir die Zählerdaten direkt das auf dem alten Gaskessel montiert ist und einen
in die Abrechnungssoftware und können so die Be- zentralen Punkt in Bernau bildet.
triebskostenabrechnungen der Mehrfamilienhäuser
besonders effizient erstellen“, sagt Sven Anders. StadtwerkeQuartier B45
Quartier „Am alten Gaswerk“ Das eigene Betriebsgelände der Stadtwerke Bernau,
das StadtwerkeQuartier B45, umfasst wiederum ein
Die gemischte Nutzung aus Wohnen und Gewerbe Verwaltungsgebäude, diverse Nebengebäude für
zeichnet die Denkmalanlage der Stadtwerke, das technische Services, eine Fahrzeug- und Veranstal-
Quartier „Am alten Gaswerk“, aus. Neben einem tungshalle sowie neben Park-, Zufahrts- und Freiflä-
Wohn- und Bürogebäude gibt es hier auch einen alten chen auch das neuentstandene öffentliche Parkhaus.
Gaskessel als technisches Denkmal und ein Ofenhaus, Erste Bodensensoren an den Parkplätzen zeigen
das heute als Eventlocation und Tanzclub dient. Es ist an, ob die Parkplätze frei oder belegt sind – eine
das ideale Umfeld, um via LoRaWAN Submetering von Funktion, die auch zur Überwachung von Rettungs-
Wohn- und Gewerbeeinheiten umzusetzen und weite- wegen und Feuerwehrzufahrten genutzt werden
re Use Cases zu testen, etwa die Zugangsberechtigung kann. Durch das Monitoring dieser sensiblen Flächen
oder die Überwachung der Luftqualität. Die Zähler können falsch parkende Fahrzeuge präventiv entfernt
8
Smart City
AUF DEM WEG ZUR SMART CITY
Diese und weitere smarte und nachhaltige Anwendungen kommen in Bernau zum Einsatz
Rauchwarnmelder
Photovoltaik Monitoring der
Luftqualität
Smart City Bernau bei Berlin
Parkplatzsensoren Submetering
Elektromobilität
werden. Sensoren in den Gebäuden messen Tempe-
ratur, Luftfeuchtigkeit, Helligkeit und den CO2-Gehalt VIDEO ZUM THEMA
der Luft. Werden beispielsweise beim CO2-Gehalt der
Luft Grenzwerte überschritten, erhält der zuständige Smarte Quartiere mit LoRaWAN
Mitarbeiter automatisch eine E-Mail mit der Erinne- bei Stadtwerke Bernau
https://youtu.be/DIrB1c82pVM
rung zu lüften. Wie sehr die Strategie der Stadtwerke
auf Zukunftsfähigkeit ausgerichtet ist, zeigt sich
auch daran, dass auf dem eigenen Gelände bereits
Photovoltaikanlagen und ein Solar-Carport samt www.stadtwerke-bernau.de
Speicher installiert sind.
Aufbruch in die neue Messwelt
Mit ihren Digitalisierungsprojekten verfolgen die
Stadtwerke gleich mehrere Ziele: Sie wollen ihre
Kernkompetenz Metering stärken, das Feld Smart
Meter ausbauen und das Zusammenspiel von Tech-
nologie, Prozessen und Rollen in der neuen Messwelt
Die Projekte der Stadtwerke Bernau zahlen
erproben. Zudem soll das Submetering erweitert und auf folgende UN-Ziele ein:
zu einem tragfähigen Geschäftsmodell ausgebaut
werden. Perspektivisch wollen die Stadtwerke auch
neue Mehrwertlösungen wie Smart Energy, Smart
Lighting, Smart Parking oder Smart Grid testen.
Schließlich dienen die schlauen Quartiere als Refe-
renz für lokale Stakeholder, potenzielle Neukunden
und auch für die eigenen Mitarbeiter.
9
MIT SMART WASTE
GEGEN DIE NO2-BELASTUNG
Saubere Luft liegt den Bürgerinnen und Bürgern öffentlichen Standorten Depot-Container für die
in Wuppertal besonders am Herzen. Nun wollen Wertstoffe Papier, Glas, Altkleider und Elektro-Klein-
die Wuppertaler Stadtwerke mit einem IoT-Projekt geräte. Diese werden von der AWG aktuell in einem
dazu einen Beitrag leisten. Alle Wertstoff-Container festen Turnus angefahren und geleert. Die Nachteile
werden künftig füllstandbasiert und routenopti- der k alenderbasierten Leerung liegen auf der Hand:
miert geleert, was Emissionen und Kosten senkt. An besonders oft frequentierten Standorten sind
die Behälter häufig schon vor dem Leerungstermin
Internet of Things (IoT)-Projekte zur Digitalisierung voll, so dass Wertstoffe teilweise davor abgestellt
kommunaler Prozesse genießen bei allen Stake werden oder die Bürger andere Standorte ansteuern
holdern meist große Akzeptanz. Das liegt maßgeb- müssen. Andere Container wiederum haben zum
lich daran, dass mit überschaubaren Investitionen Turnustermin noch viel Aufnahmekapazität. Würde
ein großer und nachhaltiger Nutzen für alle Be- man sie bedarfsorientiert leeren, d.h. in Abhängig-
teiligten erzeugt wird, der ohne den Einsatz der keit vom tatsächlichen Füllstand, könnte man sowohl
neuen Technologie nicht erschließbar wäre. Das Unordnung an ü berfüllten Containern vermeiden als
gemeinsame Smart Waste-Projekt der Abfallwirt- auch – in Wuppertal besonders wichtig – die zu fah-
schaftsgesellschaft mbH (AWG) und der Wuppertaler renden Kilometer der AWG-Fahrzeugflotte reduzieren
Stadtwerke GmbH (WSW) ist dafür ein anschau- und damit die Stickstoffdioxid (NO2)-Emissionen im
liches Beispiel. Im Stadtgebiet befinden sich an 441 Stadtgebiet reduzieren.
10Smart City
Elektromobilität
Werkzeug für Smart City-Projekte IoT-Netz für weitere Anwendungen nutzbar
Als sich die WSW-Mitarbeiter während der E-World Weitere LoRaWAN-basierte Anwendungen bei den
2020 am Messestand der ZENNER-Firmengruppe über WSW sind fernauslesbare Wärmemengenzähler
Möglichkeiten der Digitalisierung informierten, er- im Fernwärmenetz und das Verfügbarmachen von
kannten sie schnell, dass der IoT-Standard L oRaWAN Statusinformationen aus dem Mittelspannungs-
als Werkzeug für die Umsetzung digitaler Smart City- netz. Außerdem sind Pilotprojekte in den Bereichen
Projekte auch zum Hebel für die Reduktion der NO2- CO2-Messung, Submetering und bedarfsgerechter
Emissionen werden könnte. Deshalb haben sie das Steuerung der Straßenbeleuchtung geplant. Vorteil-
Smart Waste-Projekt als eines der ersten in Angriff haft: Für diese und weitere Anwendungen kann das
genommen. Die Live-Daten liefern LoRaWAN-Füll- bereits bestehende LoRaWAN-Funknetz verwendet
standsensoren, die in den Containern installiert wur- werden.
den. Im Stadtgebiet verteilte IoT-Gateways sammeln
die Füllstanddaten der Sensoren ein und leiten sie ins Auf all diesen Feldern verfügt ZENNER bereits
Backendsystem weiter. Der gesamte LoRaWAN-ba- über – teils mit Partnern und Kunden entwickelte –
sierte Datenverkehr ist dabei verschlüsselt. Lösungen und umfangreiche Projekterfahrung. Das
Smart Waste-Projekt in Wuppertal ist dennoch keines
Auf der von ZENNER entwickelten IoT-Plattform von der Stange: „Für uns ist es besonders interessant,
ELEMENT laufen alle Daten zusammen, welche durch weil der Use Case Smart Waste dort in einem selten
die Gateways gesendet werden. WSW entwickelte großen Maßstab ausgerollt wird“, kommentiert René
ein eigenes Backend-System, das von der ELEMENT- Claussen, Leiter Geschäftsbereich IoT & Digitale
Plattform in Echtzeit Daten erhält, daraus wertvolle Lösungen bei ZENNER. „Das bedeutet auch für uns
Informationen generiert und aufbereitet. Darauf ba- spezifische neue Lerneffekte, die wir in kommende
sierend kann neben der Füllstandüberwachung auch Projekte einfließen lassen.“
die flexible Routenplanung für die Wertstoffabfuhr
errechnet werden, was dieses Digitalisierungsprojekt
besonders nachhaltig macht.
Projekterfahrungen stimmen zuversichtlich
Das Projekt startete mit technischen Tests: Welche
Sensoren eignen sich? Wie ist es vor Ort um Reichwei-
te und Konnektivität der Sensoren und IoT-Gateways
bestellt? Auf Basis der Ergebnisse haben ZENNER
und WSW das IoT-Netz konzeptioniert und ausgerollt.
Parallel entwickelte WSW das Dashboard für die Tou-
renplanung. Nach ausgiebigen Tests ist das gesamte Füllstandsensoren melden, wenn die Tonne geleert werden muss.
IoT-System nun in Betrieb – im ersten Schritt für alle
Glas-Container im Stadtgebiet.
Markus Hilkenbach, Vorsitzender der WSW-Geschäfts- MEHR ZUM THEMA
führung, erklärt: „Der Aufbau einer flächendecken- www.wsw-online.de
den LoRaWAN-Infrastruktur in Wuppertal ermöglicht www.awg-wuppertal.de
uns die Umsetzung unterschiedlicher Anwendungs-
fälle innerhalb der WSW-Unternehmensgruppe und
zukünftig auch für externe Kunden. Gemeinsam
Das Smart Waste-Projekt in Wuppertal
mit der AWG digitalisieren wir nun die Füllstände zahlt auf folgende UN-Ziele ein:
innerhalb der Depot-Container, beginnend mit den
Glas-Containern. Auf dieser Basis optimieren wir die
Routenplanung mit dem Ziel, Kosten einzusparen
und einen Beitrag zur NO2-Reduktion im Stadtgebiet
zu leisten. Dabei nutzen wir erfolgreich den LoRa-
Network-Server von ZENNER.“
11SMARTE
S ENSOREN
FÜR G UTES
KLIMA
IM KLASSEN
ZIMMER
Das Internet der Dinge mit seinen modernen
Sensoren und Übertragungsstandards wie
LoRaWAN ermöglicht es, Gebäudedaten zu erhe-
ben, zu analysieren und sie für einen effizienteren
und sicheren Betrieb zu nutzen. In einem aktuellen
Projekt haben AggerEnergie und ZENNER gemein-
sam die Klassenräume aller Schulen der oberbergi-
schen Stadt Wiehl mit CO2-Messtechnik ausgestattet
und damit den Grundstein für das digitalisierte
Gebäude gelegt. Die sogenannte CO2-Ampel m eldet,
wenn die Luft im Klassenraum durch Lüften aus-
getauscht werden muss. Das kommt nicht nur der
Gesundheit der Schüler und Lehrkräfte zugute,
sondern auch der Umwelt. Weitere IoT-Projekte, die
AggerEnergie gemeinsam mit Partnern umsetzt,
sind in Planung.
Frische Luft regt nicht nur die Gehirnzellen an,
sondern reduziert auch das Risiko, sich mit Krank-
heiten zu infizieren. Das ist besonders in der Corona-
Pandemie ein wichtiger Faktor. Aber auch für den
Umweltschutz ist gezieltes und effizientes Lüften
wichtig, um keine Energie durch unnötiges Heizen
zu verschwenden. Deshalb haben AggerEnergie und
ZENNER im Frühjahr 2021 die Klassenräume der
sechs Wiehler Schulen mit Klimasensoren ausge-
stattet. Sie erfassen laufend die CO2-Sättigung der
Raumluft, denn diese gilt als verlässlicher Indikator
für die Bewertung der Luftqualität.
In wenigen Wochen von der Planung bis zum Betrieb
Die Planung für die CO2-Ampel begann im November
2020 mit dem Ziel, den Gesundheitsschutz zu
erhöhen, ineffizientes Lüften zu stoppen und so auch
12Smart Building
den Energieverbrauch zu senken. Als kompetenten
Partner für die Umsetzung des Vorhabens holte
sich die Stadt Wiehl den lokalen Energieversorger
AggerEnergie ins Boot. Gemeinsam entwickelten sie
einen konkreten Projektplan, der mit den Smart City-
Spezialisten von ZENNER abgestimmt und umgesetzt
wurde.
Die Montage der batteriebetriebenen Multisensoren
in den Klassenräumen erfolgte zwischen Dezember
2020 und März 2021 zunächst in der Sekundar-
schule Bielstein. Sie messen unter anderem laufend
den Kohlendioxid-Gehalt in der Raumluft sowie die
Raumklimadaten und senden diese Informationen
per Funk an ein zentrales LoRaWAN-Gateway.
Anschließend werden die Daten im Backend-System Die CO2-Ampel meldet, wenn gelüftet werden muss.
verarbeitet. Steigt der CO2-Gehalt über einen indi-
viduell definierten Schwellenwert, leuchtet eine
Warnlampe auf der Tafelseite des Klassenraums auf dass sie beliebig skalierbar sind. Auf der CO2-Ampel
und gibt Lehrern und Schülern das Zeichen, dass aufbauend lässt sich beispielsweise die IoT-gestützte
gelüftet werden muss. Sie erlischt erst, wenn in Temperatur- und Beleuchtungsüberwachung
ausreichendem Maße gelüftet wurde und der Wert ergänzen, die den energieeffizienten Betrieb der
wieder unterschritten wird. Liegenschaft unterstützt. Denkbar wäre außerdem
eine Tür- und Fensterüberwachung zur Sicherung
Seit April ist das System in Betrieb und kommt des Gebäudes“, erklärt Sascha Schmidt, Projekt-
inzwischen in den 200 Klassenräumen aller Wiehler manager IoT bei ZENNER.
Schulen zum Einsatz. Bei AggerEnergie fällt das Fazit
zur Zusammenarbeit durchweg positiv aus: „ZENNER Die Stadt Wiehl geht mit diesem Projekt im Bereich
diente bei diesem Projekt als hilfreicher Partner Gebäudemanagement den ersten Schritt in Rich-
in den Bereichen Projektmanagement, Material- tung Smart City. Mit AggerEnergie hat sie einen
beschaffung, technische Betreuung und Support. innovativen Partner an ihrer Seite. AggerEnergie, seit
Zur Datenverarbeitung nutzen wir zudem die mehr als 90 Jahren zuverlässiger Energieversorger in
ELEMENT IoT-Plattform von ZENNER. Durch die der Region, entwickelt sich kontinuierlich weiter zum
schnelle und kompetente Beratung ließ sich das Smart City-Dienstleister und erweitert laufend das
Projekt in kurzer Zeit realisieren“, freut sich Holger Lösungsportfolio.
Thielmann, technischer Leiter bei AggerEnergie.
Der erste Schritt in Richtung Smart City
AggerEnergie sieht sich als aktiven Partner für eine
sichere, lebenswerte Zukunft für die Menschen und MEHR ZUM THEMA
Unternehmen in ihrer Region und will diese Rolle www.aggerenergie.de
durch das Anbieten von Lösungen in den Bereichen
Digitalisierung und Smart City weiter ausbauen.
Das Projekt CO2-Ampel zahlt auf folgende
Von der CO2-Ampel ist der Weg zur „smart school“ UN-Ziele ein:
oder zum intelligenten Gebäude nicht mehr weit.
Sobald die LoRaWAN-Infrastruktur steht, lassen sich
über das Internet der Dinge zahlreiche weitere An-
wendungsfälle umsetzen, die den Komfort und die
Sicherheit für die Nutzer der Räume erhöhen und
gleichzeitig das Facility-Management erleichtern.
„Der große Vorteil von Digitalisierungsprojekten ist,
13MEHR ZUM THEMA
www.heiligenhaus.de/wetterdaten
14Smart City
HEILIGENHAUS Weitere Anwendungsfälle in Planung
WETTER
Die Erhebung der Wetterdaten ist erst der Anfang. Die
Stadt und Stadtwerke Heiligenhaus entwickeln der-
zeit weitere Anwendungsfälle, um die Digitalisierung
STATIONEN voranzutreiben. Analog zu den Wetterdaten lässt sich
auch die Luftqualität in Innenräumen mit Hilfe von
MIT LORAWAN Sensoren messen. Optische und akustische Signale
machen darauf aufmerksam, wenn der CO2-Gehalt in
der Luft einen Grenzwert überschreitet und gelüftet
werden sollte.
Ein zentrales Thema ist die Erfassung auch von Ver-
bräuchen, insbesondere von Strom und Gas. Mit Hilfe
Die Stadt sowie die Stadtwerke Heiligenhaus von Echtzeitdaten direkt auf das Smartphone können
haben gemeinsam mit ZENNER ein flächendecken- Bürgerinnen und Bürger ihren Verbrauch gezielt sen-
des LoRaWAN-Netz errichtet. Damit legen sie den ken. Das schont nicht nur deren Geldbeutel, sondern
Grundstein für zahlreiche Smart City-Lösungen. auch die Umwelt. Für die Stadtwerke sind insbeson-
Der erste Anwendungsfall ist bereits umgesetzt: dere Sensoren wertvoll, die Leckagen im Wassernetz
Zwei Wetterstationen erfassen laufend die Luftqua- schnell erkennen und melden. Darüber hinaus sind
lität sowie die Temperatur und die Luftfeuchtigkeit. perspektivisch Füllstandsensoren an Wertstoffcon-
tainern, Fenster- und Türkontakte für den Einbruch-
Die Stadt Heiligenhaus liegt im Herzen von schutz oder auch Parkplatzsensoren als Grundlage
Nordrhein-Westfalen, nur jeweils rund 20 Kilome- für ein Leitsystem denkbar. Jens Matics, Projektleiter
ter entfernt von den Metropolen Düsseldorf, Essen bei den Stadtwerken Heiligenhaus, fasst das Potenzial
und Wuppertal. Obwohl sie mit rund 28.000 Ein- folgendermaßen zusammen: „Viele bisher manuelle
wohnern zu den kleineren Städten der Region zählt, Abläufe können ohne großen Aufwand digitalisiert
ist sie mit ihrem flächendeckenden LoRaWAN-Netz werden. Die Smart City und ihre zahlreichen Anwen-
ein digitaler Vorreiter. Das Funknetz ermöglicht, dungsfälle sind ein sehr spannendes Zukunftsthema.“
Energie-, Klima- und Mobilitätsdaten aus der Ferne
zu erfassen. Dazu werden je nach Anwendungsfall
Sensoren innerhalb der Stadt platziert, die laufend
Daten an zentrale Gateways senden. Diese wiede- VISUALISIERUNG MIT IDA FLEX
rum übertragen die Daten an eine Plattform, wo
sie visualisiert und vom Nutzer abgerufen werden. Mit IDa flex können Daten individuell und in
Darauf aufbauend stellt die Stadt ihren Bürgerinnen Echtzeit dargestellt und aufbereitet werden.
und Bürgern hilfreiche Services zur Verfügung, die Eine große Bibliothek mit Visualisierungs- und
die Lebensqualität e rhöhen. Alarmfunktionen erleichtert das Erstellen des
persönlichen Dashboards. Bei IDa flex handelt
Live-Wetterdaten als Pilotprojekt es sich um eine White-Label-Lösung, die
vollständig in die ZENNER-Plattform ELEMENT
Der erste Anwendungsfall, den die Stadt Heiligenhaus IOT integriert ist.
mit Hilfe des LoRaWAN-Netzes realisiert hat, sind
Live-Wetterdaten. An zwei zentralen Orten, nämlich
am Rathausplatz und an der Abtsküche, sind in einer
Das Projekt in Heiligenhaus zahlt auf folgende
Höhe von 2,50m batteriebetriebene Wetterstationen UN-Ziele ein:
installiert. Sie erheben im 10-Minuten-Takt Informati-
onen zum CO2-Gehalt in der Luft, zur Temperatur und
Luftfeuchtigkeit. Die Bürgerinnen und Bürger können
die Wetterdaten jederzeit auf der Website der Stadt
abrufen. Übersichtliche Diagramme visualisieren die
Messgrößen, der Betrachtungszeitraum lässt sich
individuell anpassen.
15SCHWIMMBÄDER
EFFIZIENTER BETREIBEN
Die Digitalisierung liefert kommunalen Bäder- Bilddaten von mehreren Kameras analysiert. Die er-
betrieben wertvolle Daten. Sinnvoll verarbeitet, stellten Bilder werden nicht gespeichert, sodass eine
lassen sich damit viele Parameter überwachen datenschutzkonforme Verwendung sichergestellt ist.
und Prozesse automatisieren. Die LPDG (Lehmann Die Methode berücksichtigt die unterschiedlichen
Pioneers + Digital GmbH) hat sich auf die Themen Arten von Schwimmbecken durch eine entsprechen-
Digitalisierung, Datenanalyse und Automatisierung de Aggregation der Daten.
spezialisiert und im Bäderbereich erfolgreiche
Projekte realisiert. Auf die beschriebene Weise lassen sich durch Ob-
jekterkennung in den Bilddaten und durch Einsatz
Die Digitalisierung und Datenanalysen bieten das künstlicher neuronaler Netze exakte Zeitreihenanaly-
Potenzial, den Bäderbetrieb deutlich effizienter zu sen der Beckenbelegung mit Zählung der Schwimmer
gestalten. Digitale Prozesse erleichtern zum Bei- (Durchschnitt, Maximum und Minimum) erstellen.
spiel durch „vorausschauende Wartung (Predictive Daraus können durch ein prädiktives Modell auf der
Maintenance)“ die aufwändige Instandhaltung, tra- Grundlage maschinellen Lernens Vorhersagen zur
gen zu Kosteneinsparungen bei, wenn beispielsweise Beckenbelegung getroffen werden. Mit den Daten ist
ein technischer Defekt verhindert werden kann, und auch eine Anzeige der Beckenbelegung auf der Web-
bieten noch weitere umfangreiche Optimierungs- seite des Schwimmbades nahezu in Echtzeit möglich
möglichkeiten. und gibt so den Bürgern notwendige Informationen
zur Planung ihres Besuches. Zudem unterstützt die
Beckenbelegung auf einen Blick Integration von externen Wetterdaten in das Ana-
lysemodell eine vorausschauende Prognose der zu
Ein wichtiger Faktor beim Bäderbetrieb ist die erwartenden Hallenbad- bzw. Freibadbesucher.
Beckenbelegung. Sie lässt sich mit Hilfe Künstlicher
Intelligenz (KI) erfassen und auf der LPDG Analytics- Die aus dem gesamten Verfahren gewonnenen Ana-
Plattform darstellen. LPDG ermöglicht dabei Über- lysen ermöglichen eine Optimierung der Becken-
blick- und Detailanalysen für flexible Zeiträume. belegung, beispielsweise durch die Erweiterung von
Durch den Einsatz Künstlicher Intelligenz werden Kursangeboten, oder eine Optimierung interner, be-
Die erfassten Daten können beispielsweise auf der Webseite des Schwimmbades angezeigt werden.
16Smart City
Illustration des Gesamtprozesses
1 Aufnahme 2 Temporäre Ablage
3
Bildanalyse
4
Speicherung
6 Langfristige Analyse, der
Trendermittlung etc. Ergebnisse
5
Datensatz (Beispiel):
Veröffentlichung
Datum und Zeit: Bad: Becken: Anzahl Schwimmer:
2021-11-29 15:15:00 Schwimmzentrum Sportbecken 12
2021-11-29 15:00:00 Schwimmzentrum Sportbecken 10
2021-11-29 14:45:00 Schwimmzentrum Sportbecken 9
Mit intelligenten Prozessen lässt sich die Beckenbelegung automatisch erfassen.
triebswirtschaftlicher Prozesse wie Personalplanung Daten, also Kalender- und Wetterdaten, ergänzen das
und der Planung der benötigten Chlormenge. Die Modell. So haben wir es schrittweise erweitert.“
LPDG Analytics-Plattform bietet auch die Möglichkeit, Der Aufbau eines Prognosemodells zur Vorhersage
Sensordaten aus Gebäudeleittechniksystemen zur der Auslastung und die Einbindung der Prognoseda-
Optimierung des Energieverbrauchs zu analysieren. ten in das Datenmodell schlossen die Einführung des
Das neue Analyseverfahren der LPDG liefert neben Analyseverfahrens im Schwimmzentrum Itzehoe ab.
wichtigen Erkenntnissen für den Bäderbetreiber auch
einen Mehrwert für die Menschen in der Region. Das Projekt zeigt, dass Themen wie Data Analytics,
maschinelles Lernen und Künstliche Intelligenz keine
Best Case: Schwimmzentrum Itzehoe Zukunftsmusik sind. Sie werden immer mehr zu einer
Massenanwendung, die Stadtwerke, kommunale Ver-
Gemeinsam mit der Stadtwerke Steinburg GmbH sorger und vor allem den Bürger unterstützt.
(Stadtwerke Glückstadt, Itzehoe, Wilster und Bruns-
büttel) hat die LPDG im Rahmen der digitalen Nordal-
lianz das Verfahren im Schwimmzentrum Itzehoe er-
folgreich umgesetzt. Seit rund zwei Jahren analysiert MEHR ZUM THEMA
die Plattform LPDG Analytics die Beckenauslastung. www.lpdg.io
„Im ersten Projektschritt haben wir die Kameras ins-
talliert und die digitale Objekterkennung mit Künst-
Das Projekt Data Analytics im Bäderbetrieb
licher Intelligenz implementiert. Das ermöglicht, dass
zahlt auf folgende UN-Ziele ein:
die Analytics-Plattform im Minutentakt die Becken-
belegung speichern kann“, erklärt Matthias Hinkel-
mann, Managing Director LPDG.
„Basierend auf den gewonnenen Daten haben wir
im nächsten Schritt ein Analysemodell und die dazu
passenden Visualisierungen erarbeitet. Externe
17ZENNER ENTWICKELT NEUES
SMART CITY-DASHBOARD
Viele Städte und Gemeinden haben den digitalen die Modernisierung und Dekarbonisierung öffent-
Wandlungsprozess gestartet und arbeiten intensiv licher Liegenschaften. Neue Technologien wie das
an zukunftsfähigen Smart City-Konzepten. ZENNER Internet der Dinge (IoT) helfen dabei, Transparenz zu
unterstützt sie dabei mit dem neuentwickelten schaffen und wichtige Informationen bereitzustellen,
Smart City-Dashboard, das die Einführung und um so beispielsweise Gebäude energieeffizienter zu
Nutzung innovativer Anwendungsfälle besonders machen, ökologischer zu bewirtschaften, die Umwelt
einfach und komfortabel gestaltet. zu schützen und damit auch die Lebensqualität der
Bürger zu verbessern.
Klimaschutz, Nachhaltigkeit, Mobilität und Digitali-
sierung sind zurzeit die wichtigsten Handlungsfelder Der Wunsch nach mehr Nachhaltigkeit steht meist
in der Stadt- und Quartiersplanung. Im Mittelpunkt auch im Mittelpunkt bei der Entwicklung smarter
der Agenda stehen der nachhaltige Umgang mit IoT-Lösungen von ZENNER. Das Portfolio bietet
Ressourcen, der Umbau des Mobilitätssektors oder speziell für Kommunen Lösungen wie die smarte
Mit dem Smart City-Dashboard behalten User alle ihre Anwendungen im Blick.
18Smart City
Abfallwirtschaft (Smart Waste, S. 10), das Monito- Mittels verschiedener Automatismen können zudem
ring von Pegelständen, Anwendungen im Bereich kritische oder ungewöhnliche Zustände gemeldet
der Gebäude-Energieeffizienz oder Lösungen zur werden – beispielsweise bei der Überwachung von
Verkehrsflussüberwachung. Pegelständen oder beim Monitoring des CO2-Gehalts
in Räumen. Die einfache Navigation ermöglicht das
Alle IoT-Anwendungen im Überblick schnelle Auswerten von historischen und Echtzeit-
Informationen. Auch die Bürgerinnen und Bürger
Mit dem neuen, modularen Smart City-Dashboard bekommen ein „Schaufenster“ zu den Daten der
von ZENNER können nun viele verschiedene smarten und vernetzten Stadt.
Anwendungsfälle aus der Smart City kombiniert
werden. Der Nutzer erhält über das Open-Source-
basierte und White-Label-fähige Dashboard wich-
tige Schlüsselinformationen zu den betrachteten VIDEO ZUM THEMA
Bereichen. Über eine einfach zu bedienende
Web-Oberfläche kann direkt zu der gewünschten ZENNER News gesamt
Anwendung navigiert werden. https://youtu.be/0uePVCnicW0
René Claussen, Leiter des Geschäftsbereichs IoT &
Digitale Lösungen bei ZENNER International, er-
läutert: „Das Smart City-Dashboard dient dazu, den WEBINARE ZUM THEMA
Gesamtüberblick über die in der Stadt umgesetzten
IoT-Anwendungen zu erhalten. Parallel können natür- · Digitale Infrastruktur mit ZENNER
lich ausgewählte Stakeholder auf Informationen zu- 17.2.2022
greifen. Dazu gehören beispielsweise Informationen
zum Füllstand von Müllcontainern, die an den lokalen · Smart Citys – Konzepte
Entsorger übermittelt werden, oder Taupunktinfor- verwirklichen mit IoT
mationen für den kommunalen Winterdienst. Das
Dashboard ist generisch entwickelt und wird indivi- Aktuelle Termine unter www.zenner.de/events
duell auf die Gegebenheiten vor Ort angepasst.“
Die Kartenansicht ermöglicht einen optimalen Überblick.
19DIGITALER ROLLOUT
IN DER WASSERWIRTSCHAFT
Wasserzähler automatisiert auslesen und über- Um über die reine Verbrauchserfassung hinaus
wachen, Fehlfunktionen und Leckagen frühzeitig digitale Mehrwerte mit LoRaWAN (Long Range Wide
bemerken, Wasserqualität und Pegelstände kon- Area Network) zu bieten, hat ZENNER sein Portfolio
trollieren oder Hochwassergefahren automatisch um zahlreiche smarte Sensoren ergänzt, mit denen
erkennen – das Internet of Things (IoT) mit dem sich viele Anwendungsfälle im Bereich der Wasser-
Funkstandard LoRaWAN bietet Wasserversorgern wirtschaft umsetzen lassen. Außerdem unterstützt
und Stadtwerken viele Vorteile und die Möglichkeit, ZENNER seine Kunden beim Aufbau und Betrieb
neue Services zu entwickeln. eigener LoRaWAN-Netze. Mit LoRaWAN lassen sich
die Daten tausender Zähler und Sensoren kosten-
Versorger halten mit der Digitalisierung neue und energiesparend in kürzester Zeit und über weite
Werkzeuge in der Hand, die viele Prozesse in der Strecken hinweg übertragen und auf entsprechen-
Verbrauchserfassung und -abrechnung sowie in den Plattformen digital verarbeiten. Einige hundert
anderen Bereichen der Wasserwirtschaft von Grund Stadtwerke und Kommunen haben inzwischen solche
auf verändern, die Umwelt schonen und Nachhaltig- Netze aufgebaut und nutzen die smarte Technologie.
keit erzeugen. ZENNER bietet nahezu sein gesamtes Dort, wo ein Netz bereits vorhanden ist, lassen sich
Wasser- und Wärmezählerprogramm mit LoRaWAN- neue Geräte, Sensoren und Anwendungen besonders
Funkmodulen an. effizient integrieren.
20Messtechnik
LORAWAN
LoRaWAN ist eine Internet of Things (IoT)-
Technologie und eignet sich vor allem für die
Übertragung kleiner Datenmengen wie Messdaten
über weite Entfernungen. Die Funkfrequenzen
durchdringen sogar dicke Gemäuer, weshalb
LoRaWAN für den Einsatz in Städten, in
Kellerräumen und eben auch in Zählerschächten
optimal ist. Dafür werden Verbrauchszähler
und Sensoren mit besonders effizienten,
batteriebetriebenen Funkmodulen ausgestattet,
deren Batterien mehrere Jahre lang halten. Die
Messwerte werden per Funk von den Zählern zu
einem IoT-Gateway und von dort via Mobilfunk
LoRaWAN macht manuelle Schachtzählerauslesungen überflüssig.
in die Backendsysteme von Versorgern oder
Abrechnungsdienstleistern übertragen, wo die
Daten zur weiteren Verarbeitung zur Verfügung
Digitale Verbrauchserfassung stehen.
Wie hoch der Effizienzgewinn der Digitalisierung sein
kann, zeigt sich beispielsweise bei der automati-
sierten Auslesung von Zählern. Wenn kein Ableser nen. Bei der smarten Leckage-Prävention wird ein
mehr vor Ort die Zählerstände erfassen muss, spart LoRaWAN-fähiger Wasserzähler mit einem smarten
dies dem Versorger Zeit und Geld. Zudem schont es Ventil vernetzt. Stellt das Backendsystem fest, dass
die Umwelt, da durch weniger Fahrten gleichzeitig ein voreingestellter Durchfluss-Maximalwert ver-
CO2 eingespart wird. letzt wird, sendet die Plattform ein Signal an das
smarte Ventil, das daraufhin automatisch schließt
Vor allem die manuelle Ablesung von Schachtzählern und den Wasserfluss stoppt. So lassen sich im Falle
stellt Wasserversorger regelmäßig vor große Heraus- eines Defektes oder Rohrbruchs kostspielige Wasser-
forderungen. Laut geltenden Arbeitsschutzricht- schäden und Nutzungsausfälle durch Reparaturen
linien müssen aus Sicherheitsgründen immer zwei vermeiden. Das Alarm- und Störmanagement meldet
Personen gemeinsam die Schachtzähler ablesen den Vorgang per E-Mail und SMS an die im System
und den geöffneten Schacht absichern, damit kein hinterlegten Personen.
Dritter zu Schaden kommt. Der Arbeitsaufwand
ist umso größer, je häufiger die Zähler ausgelesen
werden müssen. Mit LoRaWAN gehört dieses um-
ständliche Verfahren der Vergangenheit an. Zähler
und Sensoren, die an unzugänglichen Orten instal-
liert sind, lassen sich damit einfach und zuverlässig
funkbasiert auslesen. Die Schachtzählerauslesung
per LoRaWAN ist für Wasserversorger zudem
ein ideales Einstiegsszenario in die IoT-Welt mit
unmittelbar spürbarem Nutzeffekt.
Schäden durch Wasserrohrbruch vermeiden
Die smarte und LoRaWAN-basierte Leckage-Präven-
tion, die ZENNER gemeinsam mit der Aachener regio
iT GmbH entwickelt hat, ist ein weiteres Beispiel, wie
mit Hilfe der LoRaWAN-Technologie datenbasiert
Mehrwerte und Nutzeffekte realisiert werden kön- Die Leckage-Prävention verhindert große Wasserschäden.
21Smarte Überwachung der Pegelstandsmessung und
Wasserqualität mit LoRaWAN Hochwasserschutz mit LoRaWAN
Mit LoRaWAN lassen sich nicht nur Zählerstände und Auch in Deutschland kommt es seit einigen Jahren
Verbräuche übertragen. Kommunen können auch die immer häufiger zu extremen Wettersituationen.
Wasserqualität ihrer Gewässer und Wasserspeicher Hitzeperioden sorgen für einen niedrigen Grund-
durchgängig und zuverlässig überwachen. wasserspiegel. Das gefährdet vielerorts den Baum-
bestand, was enorme wirtschaftliche Schäden
Die manuelle Prüfung der Wasserqualität ist perso- erzeugt und der Umwelt schadet. Andere Wetter-
nal- und kostenintensiv. Da oft großflächige Mes- phänomene wie Starkregen in Verbindung mit hef-
sungen erforderlich sind, bieten sich automatisierte tigen Gewittern sorgen ebenfalls häufig für enorme
Verfahren an. Mit intelligenten IoT-Sensoren werden Schäden.
die Daten zur Wasserqualität regelmäßig über ein
LoRaWAN-Netz übertragen. Werden bestimm- Im Gegensatz zu Hochwasser an größeren Flüssen
te Grenzwerte überschritten, sendet das System sind Ort und Zeitpunkt kaum vorherzusagen. Viele
automatisch Alarmmitteilungen. Die IoT-Sensoren Kommunen überwachen mit Hilfe des Internets
von ZENNER messen u.a. Parameter wie Leitfähig- der Dinge daher die Pegelstände von stehenden
keit, Temperatur, Wasserstand, gelösten Sauerstoff, Gewässern, Fließgewässern oder des Grund-
pH-Wert oder den Nitratgehalt. Dadurch ist eine wassers. Sei es das Hochwasser unter einer
Veränderung der Wasserqualität zeitnah und ohne Unterführung, ein kurz vor dem Überlauf stehendes
zeitliche Verzögerung bemerkbar. Das ist vor allem im Regenrückhaltebecken oder das Eindringen des
Sommer hilfreich, wenn sich bei steigender Wasser- ansteigenden Hochwassers in Geschäfts- und
temperatur Blaualgen bilden, die den Fischbestand in Wohnhäuser – gerade Sensoren an unzugänglichen
Binnengewässern gefährden. Wird die Zunahme der Orten können mit Hilfe von LoRaWAN zuverlässig
Blaualgen früh erkannt, können rechtzeitig Gegen- ausgelesen werden. Die Nutzer erhalten die Daten
maßnahmen ergriffen werden. Damit leistet die der Pegelstände via LoRaWAN in Echtzeit, identi-
IoT-Lösung einen großen Anteil zum Umweltschutz. fizieren frühzeitig mögliche Gefahrenbereiche und
erhalten automatische Status- und Warnmeldungen.
Außer der Überwachung der Wasserqualität gibt Stadtwerke, Feuerwehr oder Technisches Hilfswerk
es auch im Bereich Starkregen- und Hochwasser- können sofort eingreifen und das Problem beheben –
management interessante IoT-Anwendungsfelder im im Idealfall bevor größere Schäden entstehen oder
Themenumfeld Wasser. Leib und Leben in Gefahr sind.
Smarte Sensoren erheben regelmäßig die Wasserqualität. Pegelstandsensoren sind für den Hochwasserschutz unerlässlich.
22Messtechnik
DIE SMARTEN SENSOREN UND MESSGERÄTE VON ZENNER
Die Wasserqualität lässt
sich mit entsprechenden
Sensoren überwachen.
Der Ultraschall-Wasserzähler Mit Pegelstandsensoren die
IUW ermöglicht präzise Grundwasserstände und Gewässer
Messdatenerfassung. immer im Blick behalten.
Ein Netz für viele Anwendungen
VIDEOS ZUM THEMA
Das LoRaWAN-Funknetz kann der Versorger je
nach Bebauungsdichte selbst ausgestalten und Fernauslesung von Schachtzählern
mit Erreichbarkeitstests prüfen, indem er die mit dem Internet of Things
https://youtu.be/cNKw3hcan2g
IoT-Gateways bedarfsgerecht im Stadtgebiet plat-
ziert. So können Versorger in ihren Städten schnell
und einfach flächendeckende LoRaWAN-Funknetze
Der Ultraschall-Wasserzähler IUW
aufbauen. Das ist nicht zuletzt deshalb sinnvoll, weil
https://youtu.be/SEjFnmY-1RU
mit der LoRaWAN-Technologie viele andere smarte
Anwendungen im Bereich der Fernüberwachung und
Fernsteuerung möglich sind.
WEBINAR ZUM THEMA
IoT-Forum Smart Devices –
redundante Hochwasser- und
Die Digitalisierung der Wasserwirtschaft zahlt Wasserqualitätsüberwachung
auf folgende UN-Ziele ein: mit LoRaWAN
25.01.2022
www.zenner.de/messtechnik-und-sensorik/wasser
23IEMETAS: GEMEINSAM
FÜR DIE ZUKUNFT DER
E LEKTROMOBILITÄT
Im Forschungsprojekt „ieMETaS“ (intelligent den regulatorischen Anforderungen entsprechen
e-Mobility, Energy & IoT aus dem Saarland) gehen und den Nutzern öffentlicher Ladeinfrastrukturen
mehrere Unternehmen unter der Projektleitung von Mehrwert bieten.
ZENNER der Frage nach: Wie lässt sich die Lade
infrastruktur für Elektrofahrzeuge netzdienlich ieMETaS entwickelt netzdienliches
steuern und gleichzeitig Mehrwert mittels Internet Lastmanagement
of Things (IoT)-Anwendungen generieren?
Im Forschungsprojekt „ieMETaS“ entwickelt eine
Die Bundesregierung hat das Ziel definiert, den Ver- Gruppe von Unternehmen im Innovationszentrum
kehrssektor nachhaltig zu dekarbonisieren. Dabei East Side Fab in Saarbrücken das ideale Zusammen-
setzt sie auf E-Mobilität: Bis im Jahr 2030 sollen bis zu spiel der Komponenten, die dafür notwendig sind:
zehn Millionen Elektrofahrzeuge zugelassen sein und eine sichere Datenübertragung über das Smart Meter
eine Million öffentliche und private Ladepunkte zur Gateway (SMGW), netzdienliches Schalten über ein
Verfügung stehen. Dabei muss das Aufladen nicht nur CLS-Gateway (Controllable Local System) gemäß
technisch einwandfrei funktionieren. Es muss auch §14a Energiewirtschaftsgesetz und Ladesäulenver-
ordnung, smart vernetzte Ladeinfrastruktur und
Möglichkeiten zur intelligenten Datenanalyse. Ziel
ist, Ladeinfrastrukturen BSI-konform mittels digita-
ler Protokolle zu steuern (weitere Informationen zur
neuen Ladesäulenverordnung ab S. 26).
Dr. Jan-Philipp Exner, Projektingenieur Smart City bei
ZENNER, ist von Anfang an in das Projekt involviert:
„Mit ieMETaS erforschen wir, wie ein netzdienliches
Lastmanagement optimal gestaltet werden kann und
dabei gleichzeitig den regulatorischen Anforderun-
gen gerecht wird, um die verfügbaren regenerativen
Energiequellen bestmöglich zu nutzen.“
Die Forschungsgruppe geht aber nicht nur den An-
EAST SIDE FAB – SAARBRÜCKEN forderungen auf den Grund, die es für die Einbindung
von E-Mobilität in die künftige Infrastruktur digitaler
Das saarländische East Side Fab bietet Unter Energienetze braucht. Sie testet auch die Vorteile
nehmen und wissenschaftlichen Einrichtungen eines IoT-Netzes (LoRaWAN) mit Hilfe der Plattform
Raum und ein Netzwerk für gemeinsame For Element IoT von ZENNER zur Überwachung des Vor-
schung und Innovationen. In diesem „Denkwerk“ felds, also der Parkfläche vor der Ladesäule.
entstehen zukunftsfähige und zukunftsorientierte
Produkte und Lösungen. Am Projekt „ieMETaS“ Integrierte und sektorenübergreifende Lösung
sind beteiligt: ZENNER International GmbH &
Co. KG, aktiver EMT GmbH, hager group, co.met ieMETaS folgt dem Konzept, sektorenübergreifend
GmbH, GP Joule GmbH und izes gGmbH. verschiedene Sensordaten zu erfassen und zu ana-
lysieren („Das Sehen und Verstehen“). Darauf auf-
24E-Mobilität
bauend realisieren die beteiligten Unternehmen ein
rechtskonformes Steuern („Das Handeln“). Zudem INTELLIGENTE STEUERUNG
untersuchen sie, wie die Informationen über das DER LADEINFRASTRUKTUR
Internet der Dinge in die Smart City mit ihren vernetz-
ten Verkehrssystemen eingebunden werden können. Dazu braucht es diese Komponenten und Rollen:
Ziel ist eine integrierte Lösung, die die netzseitige
Anbindung, die sensorbasierte Zustandserfassung • E-Mobility Provider (eMSP) und Charge
des Vorfelds und das Lademanagement zusammen- Point Operator (CPO) verwalten sowohl die
führt. Dr. Exner erklärt: „Mit ieMETaS erarbeiten wir Ladeinfrastruktur als auch Kundendaten
die Blaupause für die Kommunikationsstruktur der und vernetzen diese für die Abrechnung von
vernetzten Smart City, in der die Sektoren Verkehr Ladevorgängen.
und Energie integriert betrachtet werden. Außer- • Gateway Administrator (GWA), passiver EMT
dem kombiniert ieMETaS Anwendungen sowohl im (pEMT) und aktiver EMT (aEMT) erfassen mit
unregulierten Bereich des Internets der Dinge mit einem intelligenten Messsystem die Messwerte
energiewirtschaftlichen Anwendungen im regulierten und steuern die Ladeinfrastruktur über die
Bereich.“ Infrastruktur des aktiven EMT.
• IoT-basierte Smart Parking-Lösung:
Auf Basis der bisherigen Erkenntnisse lässt sich heute
Moderne Vorfeldsensorik erkennt, wenn
schon festhalten: Das Energienetz der Zukunft kann
ein PKW mit Verbrennungsmotor einen
nur stabil betrieben werden, wenn es intelligent
Ladeplatz blockiert oder ein E-Fahrzeug die
gesteuert wird. Das bedeutet: Das Netz muss bedarfs-
Stellfläche über den Ladevorgang hinaus
gerecht auf die jeweilige Situation, wenn z. B. diverse
als günstige Parkmöglichkeit nutzt. Ein
Erzeuger erneuerbare Energien im Netz produzieren
Backendsystem visualisiert Informationen
und gleichzeitig Autos an Ladestationen aufgeladen
wie die Ladeplatzbelegung, die mithilfe eines
werden, reagieren können. Schließlich ist der Erfolg
persönlichen Dashboards abrufbar sind.
der elektrischen Mobilität an die Verfügbarkeit von
Theoretisch sind über diesen Weg weitere
Lademöglichkeiten geknüpft.
Anbindungen an integrierte Mobilitätssysteme
Die nächsten Schritte denkbar.
Was die Projektbeteiligten in der Theorie entwickelt
haben, wird im nächsten Schritt in der Praxis getestet.
Dabei kommen fest installierte Ladesäulen im öffentli-
chen und privaten Raum zum Einsatz. Beliebig aus-
gewählte Autofahrer mit unterschiedlichen Nutzungs- VIDEO ZUM THEMA
gewohnheiten laden ihre Fahrzeuge dort auf. Zudem
erproben die Projektbeteiligten, wie sich die entwi- ieMETaS
ckelte Lösung strategisch und operationell in Smart https://youtu.be/cjeKt4peiEc
City- und Smart Mobility-Projekte integrieren lässt.
„ieMETaS hat zurzeit noch den Status Quo des Netzes
im Fokus. Perspektivisch sollen auch künftige Ein- www.zenner.de/news
flussfaktoren Bestandteil des intelligenten Systems
sein, ganz im Sinne einer vorausschauenden Netzop-
timierung“, erklärt Dr. Dieter Varelmann, Key Account
Das Projekt ieMETaS zahlt auf folgende
Manager bei der aktiver EMT GmbH. „Dazu gehört UN-Ziele ein:
beispielsweise das Einbeziehen von Wetterprogno-
sen und die Auswertung mit Hilfe von Datenanalysen
und Künstlicher Intelligenz (KI). Schließlich bedeutet
mehr Sonne mehr Solarstrom im Netz, mehr Wind
entsprechend mehr Windstrom.“ So kann künftig
besser prognostiziert werden, wie das Stromnetz
effizient und sicher funktionieren kann.
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