Cloudbasierte Datenerfassung vereinfacht Serviceprozesse

Bild: panthermedia.net/Krisana Antharith

In den vergangenen Jahren konnten in der Erfassungstechnik von Wärme- und Wasserverbräuchen enorme Fortschritte erzielt werden. Der Digitalisierungsgrad nimmt in diesem Bereich weiter zu, dem „Smart Home“ kommen wir dabei Stück für Stück näher. Jedoch gilt es, noch eine Vielzahl technischer wie rechtlicher Herausforderungen zu meistern. Die Entwicklung geringinvestiver Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz von Gebäuden – und damit zur Entwicklung intelligenter Verbrauchsinformationssysteme – hat der Beschluss der Europäischen Energieeffizienzrichtlinie (EED) im Jahr 2012 maßgeblich beschleunigt. Sie schreibt vor, dass bis zum Jahr 2020 alle „Endkunden […] individuelle Zähler zu wettbewerbsfähigen Preisen erhalten, die den tatsächlichen Energieverbrauch des Endkunden genau widerspiegeln und Informationen über die tatsächliche Nutzungszeit bereitstellen“ [1].

Qundis versetzt Serviceunternehmen der Wohnungswirtschaft mit seiner Q AMR-Systemlösung der neusten Generation in die Lage, die Anforderungen der EED zu erfüllen. Q AMR besteht aus elektronischen Verbrauchszählern mit leistungsgesteigerten Funkmodulen, batteriebetriebenen Netzwerkknoten und dem Smart Meter Gateway Q gateway 5. Als Kernstück für die Erfassung und Weiterleitung der Verbrauchsinformationen kam im Sommer 2015 die cloudbasierte Smart Metering Plattform Q SMP dazu. Der Hersteller setzt bewusst auf die Technologie des Cloud Computings. Im Gegensatz zum lokalen Filehosting der Verbrauchswerte bzw. dem Ausführen von Anwendungssoftware über ein lokales Rechenzentrum ergeben sich entscheidende Vorteile für den Anwender.

Produkthierarchie von Qundis. Bild: Qundis

In der Cloud liegt die Zukunft

In Zeiten steigenden Wettbewerbsdrucks bietet das Cloud Computing interessante Möglichkeiten, Geschäftsprozesse effizienter zu gestalten, aber auch dem Bedarf nach einem „just-in-time“-Zugriff auf die Wärme- und Wasserverbräuche der Wohnobjekte gerecht zu werden. Qundis will die Vorteile der dezentralen Datenbereitstellung voll ausschöpfen. Aus diesem Grund hatte sich das Unternehmen das Ziel gesetzt, mit der Qundis Smart Metering Plattform ein „State of the Art“-Erfassungssystem zu entwickeln, mit welchem die Kunden ihre Wettbewerbsposition nachhaltig stärken können. Was ist neu? Die Q SMP stellt dem Serviceunternehmen vollautomatisch die gewünschten Zählerdaten via E-Mail, SFTP oder Webportal in verschiedenen Dateiformaten bereit.

Verbrauchsdaten können über das Webportal abgerufen werden. Bild: Qundis

Für diese Aufgabe benötigt das Serviceunternehmen keinen eigenen Datenserver mehr. Es muss lediglich die Messtechnik beschaffen und einen Kommunikations-Dienstleistungsvertrag mit Qundis abschließen. Die dezentrale Datensicherung über die Cloud ermöglicht eine hohe Datenverfügbarkeit und verringert gleichzeitig die Komplexität der IT-Infrastruktur auf Kundenseite. Das Serviceunternehmen kann sich ebenso darauf verlassen, dass stets die neuesten Softwareversionen zum Einsatz kommen – dank automatischer Updates. All das ermöglicht es ihm, bei Bedarf das Geschäft schnell zu skalieren, ohne dass weitere Serverkapazitäten beschafft werden müssen. Eine Studie des Softwareunternehmens IBM zeigt, dass Unternehmen, die konsequent auf Cloud Computing setzen, sehr viel höhere Wachstumsraten erzielen als jene, die die Datenwolke konsequent verweigern.

Die Q SMP wurde aufgrund des spezifischen Knowhows von IBM auf einer Private Cloud des Konzerns aufgesetzt. Sie entspricht höchsten Datenschutz- und Sicherheitsstandards. Ein weiterer Vorteil aus der Kooperation ergibt sich durch die Nutzung der IBM Bluemix-Plattform. Mit Hilfe von Bluemix können Kundenschnittstellen sehr schnell bereitgestellt werden. Die Plattform vereinfacht aber auch die Zusammenarbeit mit externen Partnern, wenn individuell zugeschnittene Mehrwertdienste zu entwickeln sind (z. B. Verbrauchsanalysen, Sicherheitsdienste oder Mieterportale).

Kommunikation mittels Netzwerkknoten in der Liegenschaft

Die Netzwerkknoten Q node 5 bilden den Kern der Systemlösung Q AMR. Sie formen ein Netzwerk innerhalb einer Liegenschaft über verschiedene Ebenen, empfangen die Verbrauchsdaten der Messgeräte und verteilen die Messwerte innerhalb des Netzwerkes. Automatisches „Node Balancing“ sorgt dafür, dass die von den Heizkostenverteilern, Wärmezählern und Wasserzählern gesendeten Daten effizient verteilt werden. Sollte einmal ein Netzwerkknoten ausfallen, übernimmt automatisch ein anderer die Datenübermittlung (sog. „Meshed Network“). Um Datenverlust zu vermeiden, synchronisiert das System die gesammelten Daten aller Knoten und verteilt diese innerhalb des Netzwerks. Jeder Knoten im Netzwerk kann so per Funkkommunikation sämtliche Werte für die Heiz- und Betriebskostenabrechnung bereitstellen. Das Netzwerk ist durch Benutzername und Login vor Zugriffen durch Dritte gesichert.

Das Gateway: Bindeglied zwischen AMR-Netzwerk und Cloud

Die Bündelung und Übertragung der Datenströme an den Messdienst innerhalb des Q AMR Systems übernimmt das batteriebetriebene Q gateway 5. Dank der Batterie wird kein Fachhandwerker für die Montage benötigt. Das Gateway ist ab Werk mit einer SIM-Karte ausgestattet, was in Summe den Installationsaufwand deutlich reduziert. Sämtliche Konfigurations- und Datenerfassungsaufgaben werden über die Smart Metering Plattform Q SMP vorgenommen. Und auch das Tarif- und Datenvolumen-Handling übernimmt Qundis für den Anwender. Das Gateway Q gateway 5 erfasst die Verbrauchsdaten von bis zu 15 000 Heizkostenverteilern, Wärme- und Wasserzählern aus 30 Q AMR-Netzwerken und leitet diese über eine sichere Internetverbindung via Mobilfunk (GPRS/EDGE) an die cloudbasierte Q SMP im vom Kunden gewünschten Intervall weiter (standardmäßig zweimal pro Monat). Die Datenübermittlung erfolgt demzufolge nicht mehr nach dem Pull- sondern nach dem Push-Prinzip. Darüber hinaus ist das Q gateway 5 schon jetzt für zukünftige Anforderungen gerüstet wie zum Beispiel mit der KNX-Unterstützung für Smart Home Integration und dem Empfang von OMS-Telegrammen von Gas- und Stromzählern.

Unterstützung des offenen Kommunikationsstandards OMS

Neben Messdienstunternehmen profitieren auch Versorgungsunternehmen von der cloudbasierten Verbrauchsdatenerfassung. Die notwendige Voraussetzung dafür schafft das Open Metering System (OMS), das die Kommunikation intelligenter Verbrauchszähler vereinheitlicht. Es ist weltweit die einzige Systemdefinition, die die Medien Elektrizität, Gas, Wärme und Wasser einschließlich Submetering in ein System integriert. So ist beispielweise das Q gateway 5 für den Datenempfang von OMS-Telegrammen vorbereitet. Dies ermöglicht nicht nur eine automatische Erfassung und Bereitstellung der Wärme- und Wasserverbräuche (Submetering), sondern ebenso die Datenerfassung von Strom- und Gaszählern (Metering) sowie weiteren Gebäudesensoren wie zum Beispiel Rauchwarnmeldern, die gemäß OMS kommunizieren können. Die Smart Metering Plattform Q SMP fungiert als Herzstück, über das Metering-, Submetering- und Gebäudesensorik-Daten zusammengeführt werden können. Sie unterstützt Unternehmen bei einer effizienten Abrechnung, der Erstellung umfangreicher Gebäudestatistiken, der Entwicklung zusätzlicher Gebäudeservices (Gebäudeüberwachung, Sicherheitsdienstleistungen usw.) sowie bei der Integration von Smart Home-Anwendungen.

C-Mode eröffnet neue Möglichkeiten bei der mobilen Verbrauchserfassung

Messdienstunternehmen, die Verbrauchszähler mobil mit Hilfe von Datensammlern auslesen, wird der funkoptimierte Heizkostenverteiler Q caloric 5.5 noch mehr Flexibilität bei der automatischen Datenerfassung verschaffen. Erreicht werden konnte dies durch die Einführung des C-Mode. Im Vergleich zum bisher alleinig genutzten S-Mode, ermöglicht dieser eine schnellere Datenübertragung durch kürzere Telegrammlängen und längere Ausleseintervalle. Dank komprimiertem Payload können Daten zehn Mal schneller als im S-Mode gesendet werden. Das spart Energie und ermöglicht die Nutzung einer kleineren Batterie. Außerdem können die Daten im C-Mode sicherer verschlüsselt werden. Das Manipulieren von Zählerparametern ist nicht möglich, da die Daten unidirektional übermittelt werden. Zukünftig wird auch ein Einsatz des C-Mode für die AMR-Kommunikation zwischen Zählern und Netzwerk möglich sein. Die AMR-Funktelegramme entsprechen den europäischen Open Metering System-Standards (OMS). Sie übertragen die aktuellen Verbrauchswerte gemäß OMS alle 7,5 Minuten.

Praxisbeispiel: Wärmemessdienst Weise aus Eisenach

Die 334 elektronischen Heizkostenverteiler und Wasserzähler einer Liegenschaft mit zwei Objekten wurden bisher vom Wärmemessdienst (WMD) Weise optisch abgelesen. Im Zuge des anstehenden Regeltauschs der Heizkostenverteiler wurde die bestehende Messtechnik gegen ein Zählerfernauslesesystem von Qundis ausgetauscht.

Der Wärmemessdienst Weise hat in einer seiner Liegenschaften die bestehende Messtechnik gegen das neue Fernauslesesystem ausgetauscht. Bild: Qundis

Der Messdienst verbaute Funk-Heizkostenverteiler sowie Wasserzähler mit Funk-Aufsatzmodul. Nun erhält WMD Weise zweimal im Monat vollautomatisch die Auslesewerte via E-Mail direkt ins Büro. Die automatisierte Fernauslesung ermöglicht dem Wärmemessdienst zusätzlich ein unterjähriges Geräte-Monitoring und spart jeglichen Aufwand für Zwischen- und Hauptablesung. Zudem konnten durch die verbesserte Antennenleistung im Vergleich zur bisherigen Netzwerkknoten-Generation Datensammler eingespart werden.

Literatur:

[1] Energy Efficiency Directive (EED) § 9 Abs. 1