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Enerige & Management > Smart Meter - Puzzle-Stück für eine hybride Gesamtlösung
Bild: Fotolia.com, unique3d
SMART METER:
Puzzle-Stück für eine hybride Gesamtlösung
Die Breitband-Powerline ist eine Option für den Datentransfer im Smart Grid. Anders als der Mobilfunk ist sie jedoch noch nicht standardisiert. Das soll sich jetzt ändern.
 
Sollte es jemand vorher noch nicht gewusst haben, spätestens nach der Veröffentlichung des Gutachtens „TK-Netzinfrastruktur und TK-Regulierung“ ist es amtlich: Die Telekommunikation ist ein „Topthema“ für die Energiewirtschaft.

Im Rahmen des sogenannten Digitalisierungsbarometers, das jährlich Auskunft über den Umsetzungsstand des Gesetzes zur Digitalisierung der Energiewende geben soll, hat das Bundeswirtschaftsministerium Gutachten zu Sonderthemen in Auftrag gegeben. Dazu gehört neben dem Topthema 1 (Verbraucher, Digitalisierung, Geschäftsmodelle) und dem Topthema 2 (Regulierung, Flexibilisierung, Sektorkopplung) auch das Topthema 3 Telekommunikationsinfrastruktur und TK-Regulierung. Bei diesem geht es um die Frage, welche Kommunikationstechnologien und -netze die spezifischen Anforderungen einer digitalisierten Energiewirtschaft erfüllen können.
 
Breitband-Powerline-Kommunikation im Smart Grid. Die Repeater sorgen für eine größere Reichweite des Signals
Grafik: Devolo

Aus technischer und operativer Sicht ist die langwellige 450-MHz-Technologie die Präferenz der Gutachter. Denn sie bringt die Voraussetzungen für eine synergetische Nutzung mit und eignet sich vor allem für die Anbindung von Smart Meter Gateways in Kellern oder hinter dicken Mauern, zu denen herkömmliche Mobilfunkwellen nicht vordringen. Sie stellt also zum einen eine Kommunikationslösung für die Datenübertragung im Smart Grid dar und zum anderen eine Technologie, die relativ einfach und kostengünstig installiert werden kann, um etwa für die Notfallkommunikation im Schwarzfall verfügbar zu sein.

Die aktuelle 450-MHz-Lizenz, die derzeit von „450connect“ genutzt wird, einer Tochtergesellschaft des niederländischen Netzbetreibers Alliander, läuft zum 31. Dezember 2020 aus. Ob das Netz danach tatsächlich in der Energiewirtschaft zum Einsatz kommt, ist noch offen, da mit der Bundeswehr sowie den Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben noch weitere potenzielle Nutzer Bedarf signalisiert haben. Deshalb könnten andere Technologien, die die Gutachter des Wissenschaftlichen Instituts für Infrastruktur und Kommunikationsdienste (WIK) ebenfalls unter die Lupe genommen haben, künftig stärkere Bedeutung erlangen.

Ohnehin ist für die Wissenschaftler eine „hybride Gesamtlösung“ mit einem Technologiemix aus draht- und funkbasierten Infrastrukturen denkbar. Dazu gehöre beispielsweise auch die Powerline-Kommunikation, die allerdings das Manko habe, keine Sprachkommunikation zu unterstützen, heißt es im WIK-Dokument.
 
BPL wird gemeinsam mit Eon in einem Pilotprojekt getestet
 
Die schmalbandige Powerline-Kommunikation wird seit Längerem von zahlreichen Energieversorgern genutzt. Im Grunde sei sie aber nur „das Telex der Messtechnik“, sagt Tobias Frauenrath. Obwohl es eine „robuste und etablierte“ Technologie sei, fehle es ihr an Bandbreite, um allen Anforderungen des intelligenten Messwesens gerecht zu werden, einschließlich der Vorgaben des Bundesamtes für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI). „Deshalb setzen wir auf die neue Breitband-Powerline-Kommunikation nach dem ‚G.hn-Standard‘ im Smart Grid“, so der Senior Product Manager Smart Grid beim Telekommunikationsdienstleister und Smart-Meter-Gateway-Hersteller Devolo.

Denn bei allen Vorteilen einer im Vergleich zu etablierten Mobilfunkbändern langwelligen Funkfrequenz wie dem 450-MHz-Netz − das Allheilmittel sei sie nicht. Denn auch ihre Bandbreite stoße an Grenzen. Deshalb geht Frauenrath davon aus, dass die Breitband-Powerline-Kommunikation künftig eine gewichtige Rolle im Smart Grid spielen wird. Entsprechend haben die Hersteller von Smart Meter Gateways ihre Geräte auch für eine Anbindung an eine solche Kommunikationsinfrastruktur ausgelegt.

Die Breitband-Powerline-Kommunikationsvariante (siehe Abbildung) könne in Feldversuchen für kürzere Distanzen mit einer stabilen Datenrate alle Vorgaben des Smart-Meter-Gateway-Anforderungsprofils erfüllen, schreiben die WIK-Gutachter, verweisen aber gleichzeitig auf die beschränkte Reichweite der Datenübertragung, die in Abständen von rund 500 Metern sogenannte Repeater erfordert. Mit den Geräten lasse sich dann ein leistungsfähiges und kosteneffizientes Netz aufbauen, so Frauenrath. In Pilotprojekten wird die Technologie gegenwärtig getestet, beispielsweise gemeinsam mit Eon in einem typischen Niederspannungsverteilnetz in Teilen einer Ortschaft südlich von München.

Von den Pilotprojekten verspricht sich der promovierte Elektroingenieur nicht nur Erkenntnisse für den Praxisbetrieb, sondern auch wichtigen Input für den Austausch im Rahmen der International Telecommunication Union (ITU), die bei den Vereinten Nationen angesiedelt ist. Dabei geht es um Standardisierungsfragen. Frauenrath nimmt dort für Devolo regelmäßig an Treffen und Telefonkonferenzen teil, in denen sich Chiphersteller, Integratoren und Anwender aus aller Welt Gedanken über die Interoperabilität in der Powerline-Kommunikationslandschaft machen.

„LTE ist so standardisiert, dass man Mobilfunkgeräte von ganz unterschiedlichen Herstellern nutzen kann. Da wollen wir mit der Breitband-Powerline-Kommunikation hin“, sagt er. Denn Interoperabilität bedeutet Zukunftsfähigkeit. Doch die Interessenlage der Beteiligten sei durchaus unterschiedlich. Chiphersteller wollten beispielsweise vor allem ihre Mikrocontroller, aus denen dann Integratoren wie Devolo ihre Geräte bauen, massenweise verkaufen und den Implementierungsaufwand nicht unbedingt erhöhen.

Außerdem sind in anderen Ländern die Sicherheitsanforderungen an die Datenübertragung bei Weitem nicht so hoch wie in Deutschland. In diesem Zusammenhang verweist Frauenrath auf das intelligente Messwesen mit den strengen Vorgaben des BSI, die nicht verhandelbar sind. Letztlich werde es darauf hinauslaufen, dass kein Kommunikationsknoten mehr verwendet werden darf, der in der Leitstelle nicht bekannt ist. Dahinter steht die Funktion, dass Geräte eindeutig und automatisch im Netz identifiziert werden − im Mobilfunknetz ein selbstverständliches Feature.

Aber nicht alle Gesprächspartner Frauenraths sehen die Notwendigkeit, kompromisslos auf hohe Standards zu setzen. Entsprechend muss er Überzeugungsarbeit bei den internationalen Kollegen leisten, damit die Powerline-Technologie auch künftig hierzulande noch als ernstzunehmende Alternative zu Funklösungen im Smart Grid anerkannt wird. Doch er ist optimistisch. Denn der etablierte Standard aus der LAN-Welt IEEE 802.1X soll auch in Powerline-Netzen zum Einsatz kommen. Der Devolo-Manager geht davon aus, dass sich dafür eine Mehrheit finden wird. Die Unterstützung von Eon ist in dieser Sache zumindest schon sicher.

 
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Freitag, 04.10.2019, 12:49 Uhr