Fallstudie zu Smart Energy Metern: Eine Wohnanlage aus den 1990er Jahren

Ein städtisches Versorgungsunternehmen musste 620 Wohnungen in sechs Wohnblöcken aus den 1990er Jahren auf Fernablesung umstellen, und zwar mit einem festen Programm und ohne Budget für Neuverkabelung. In den Aufzügen war kein freier Kabelraum, und die Blöcke waren bewohnt, sodass eine drahtgebundene Lösung ausgeschlossen war. Wir lieferten einphasige Smart Meter, die über eine LoRa-Funkverbindung an ein Gateway mit 4G-Rückkanal berichten. Die Anlage wurde umgestellt, ohne eine einzige Wand zu öffnen.

Projektübersicht

Das Problem: Kein Aufzug, Kein Kabel, Kein Ausfall

Nachrüstungen in bewohnten Blöcken werden vom Gebäude bestimmt, nicht vom Meter. Die Aufzüge waren voll, die Meterkästen befinden sich auf jeder Etage, und das Verlegen neuer Kommunikationskabel hätte bedeutet, Decken in gemeinsamen Hallen zu öffnen und Bewohnern für jeden Block eine Benachrichtigung zu senden.

Die erste Alternative, die das Versorgungsunternehmen in Betracht zog, war ein laufendes Programm der manuellen Ablesung, das die Arbeitskosten und das Zugangsproblem unbegrenzt aufrechterhält. Es erwog auch einen drahtgebundenen Bus zwischen den Kästen, der bei der Aufzugsrevision scheiterte.

Zwei Einschränkungen formten dann die technische Vorgabe. Rechnungen werden monatlich ausgestellt, sodass das Versorgungsunternehmen Intervall-Daten statt eines monatlichen Index benötigte. Und die Anlage hat zwei Gewerbeeinheiten mit Dreiphasenzuleitung am Eingang, die auf der gleichen Plattform statt auf einem separaten System gemessen werden mussten.

Warum wir ein LoRa-Gateway mit 4G-Rückkanal gegenüber einem drahtgebundenen Bus, einer Meter-zu-Meter-Funkverbindung und Carrier-Breitband gewählt haben

Ein drahtgebundener Bus zwischen den Kästen. Ausgeschlossen. Die Aufzugsrevision schloss dies aus. In einem bewohnten Gebäude kosten die Bauarbeiten mehr als die Meter und dauern länger als das Programm erlaubt.

Ein Funkmodul in jedem Meter, das individuell berichtet. Ausgeschlossen. Sechs hundert separate Abonnements und sechshundert Fehlerquellen, jede mit ihrem eigenen Signalproblem in einem Betonflur.

Carrier-Breitband in jeden Block. Ausgeschlossen. Es löst das Rückkanalproblem, aber nicht das lokale Verbindungs problem, sodass noch ein Konzentrator im Gebäude benötigt würde.

Meter über eine LoRa-Funkverbindung zu einem Gateway pro Block, mit 4G-Rückkanal vom Gateway. Ausgewählt. Ein Funkpfad im Gebäude, ein Uplink pro Block und eine Plattform für die gesamte Anlage.

Die von uns gelieferte Lösung

Die Anlage läuft mit einphasigen direkt angeschlossenen Metern in den Etagenkästen, die an ein in jedem Block montiertes Gateway melden. Das Gateway liest die Meter über einen LoRa-Downlink aus und sendet alles über eine 4G-Verbindung upstream, sodass das eigene Netzwerk des Versorgungsunternehmens am Gateway statt an jedem Meter endet.

Das hier verwendete Produkt ist unser Stromdaten-Gateway-Terminal, das den 4G-Uplink mit einem LoRa-Downlink und lokaler Speicherung kombiniert, sodass ein kurzer Netzausfall keine Daten verliert. Intervallaufzeichnungen werden in den Metern selbst gespeichert und bei der nächsten Abfrage abgerufen.

Die beiden Gewerbeeinheiten am Eingang sind mit dem dreiphasigen elektronischen Energiemeter DTS1218 ausgestattet, sodass Rechnungen, Tarife und der Verbrauchsüberblick alle aus einem System stammen. Die Gehäuse sind IP54-zertifiziert und für den Temperaturbereich in einem unbeheizten Flur ausgelegt, was in einem Block wichtig ist, in dem der Kasten nach Norden gerichtet ist.

Installation: Wie die Arbeiten abliefen

Der Metereaustausch wurde blockweise und etagenweise geplant, wobei der Aufzug als Werkstatt genutzt wurde.

Jeder Tag umfasste einen Block. Ein Zwei-Personen-Team wechselte die Meter am Morgen und führte einen Live-Check am Nachmittag durch, bei dem ein Lasttest gleichzeitig mit dem alten Meter verglichen wurde. Bewohner wurden über die Gebäudenachrichtentafel und den Brief des Versorgungsunternehmens benachrichtigt, und die Versorgung wurde pro Wohnung nicht länger als ein paar Minuten unterbrochen.

Die Gateway-Montage erfolgte in jedem Block zuletzt, sobald die Meter miteinander kommunizierten. Die Funkabdeckung wurde von der obersten Etage nach unten überprüft, und in einem Block musste das Gateway zu einem höheren Kasten verschoben werden, um einen stählernen Türrahmen im Weg zu umgehen.

Testen und Qualitätskontrolle

Jeder Meter wird vor der Versendung kalibriert und versiegelt, und der Fabriktestbericht reist mit der Charge. Das eigene Labor des Versorgungsunternehmens überprüfte eine Stichprobe von Metern gegen seine Referenz, bevor die Charge akzeptiert wurde.

Vor Ort wurde jedes Gateway auf drei Arten verifiziert: Meteranzahl, Ableseerfolgsrate und Zeitstempelgenauigkeit. Das Versorgungsunternehmen verglich auch einen vollen Monat der abgerechneten Verbrauchsdaten mit den vorherigen manuellen Ablesungen – dies ist die Prüfung, die einen systematischen Fehler statt eines einzelnen defekten Meters erfasst.

Ergebnisse: Was die Zahlen zeigen

Die Anlage wird jetzt fernabgelesen, und das Versorgungsunternehmen hat die manuelle Ablesung für diese sechs Blöcke eingestellt. Ungefähr 2.400 m Kabelung wurden vermieden, ebenso wie die Bewohnerbenachrichtigungen und der Deckenzugang, die die drahtgebundene Option erfordert hätte.

Die Ableseerfolgsrate stabilisierte sich bei über 99 Prozent, sobald die Gateways positioniert waren, und der monatliche Vergleich mit manuellen Ablesungen stimmte innerhalb der Toleranz des Versorgungsunternehmens überein. Da die Gewerbeeinheiten auf der gleichen Plattform liegen, gewann das Versorgungsunternehmen auch einen Verbrauchsüberblick, den es zuvor nicht hatte.

Das Messungsteam nutzte die Smart Energy Meter-Einsatznotizen einer früheren Nachrüstung, um seinen eigenen Auftragnehmer zu informieren, und plant jetzt den gleichen Ansatz für zwei weitere Anlagen.

Was dieser Fall für Ihr Projekt bedeutet

Nachrüstungen scheitern an Kabelwegen, nicht an der Messung. Sobald das Gebäude neue Verkabelung ablehnt, muss die Architektur auf eine Funkverbindung im Inneren und einen einzigen Uplink im Außenbereich umgestellt werden.

Wenn Sie bewohnten Blöcke, Campus oder Gewerbegebäude umstellen, senden Sie uns die Blocklayout, die Meteranzahl pro Etage und das benötigte Ableseintervall. Wir werden den Meter, die Gateway-Position und den Uplink vorschlagen, angeben, was wo installiert werden muss, und das Angebot für die Charge mit den Testberichten erstellen. Senden Sie Ihr Standortlayout an unser Messungsteam, und wir melden uns mit einem Blockplan zurück.