E-Meister im Fokus

Der Informationstechnikermeister (4)

18. August 2014

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Im Mittelpunkt des letzten Teils der Serie über neue Tätigkeitsbereiche für Informationstechniker steht die Energiewende mit den Fragen, welche Auswirkungen in Bezug auf die zukünftige Gebäudeinstallation zu erwarten sind, welche Rolle die Informations­technik dabei spielt und welche Kenntnisse der IT-Meister von der Energietechnik braucht und umgekehrt.

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Teil 3

Die Antwort führt direkt in den Zählerschrank. Generell bleibt die Energieversorgung von und in Gebäuden zwar Sache der Energietechniker, es zeichnet sich aber eine Veränderung ab: Energie wird nicht mehr gezählt, sondern gemessen. Hinzu kommt, dass die gemessenen Werte über digitale Kommunikationswege transportiert werden müssen. Das gesamte bisherige Messwesen wird so ziemlich vollständig umgestellt.

Smart Grid und Smart Meter

Künftig werden anstelle der schwarzen Ferraris-Zähler so genannte elektronische Messstellen installiert – was einen wesentlichen Bestandteil der Entwicklung zum Smart Grid darstellt. Entscheidend ist die Erweiterung der Messsysteme (häufig Basiszähler genannt) durch eine Kommunikationseinheit, die als Smart-Meter-Gateway bezeichnet wird. Durch diese Gateways werden aus Messstellen »Smart Meter«, die wiederum ein wesentlicher Teil von Smart Grids sind. Das Smart Grid stellt somit ein intelligentes Energienetz dar, das sich durch die Kommunikationsfähigkeit auszeichnet, Verbrauchsdaten, Tarifinformationen und zukünftig auch Schaltkommandos übertragen zu können.

Bild 8: Vernetzung von Smart Meter im Smart Grid

Bild 8: Vernetzung von Smart Meter im Smart Grid

Darüber hinaus umfasst das System die Visualisierung von Verbrauchs- und Tarifinformationen. Die Gateways, die auf Basis informationstechnischer Übertragungssysteme die Kommunikation zwischen Zähler, EVU und Endverbraucher übernehmen, werden somit für ein Gebäude das zentrale Kommunikationselement zwischen externem Dienstleister und Verbraucher bilden. Allerdings ist die zukünftige Vernetzung im Zusammenhang mit der neuen elektronischen Zählergeneration überaus komplex (Bild 8).

Erste Smart-Meter-Komponente: Das Gateway

Bild 9: Bauformen von Gateways für die Hut­schienen­montage

Bild 9: Bauformen von Gateways für die Hut­schienen­montage

Besonders komplex sind die Anforderungen an die eingesetzten Gateways. Hier geht es um IT-­Sicherheit in der Kommunikation über das »Wide Area Network« (WAN, s. u.). Das Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) hat für die sichere Kommunikation eine eigene »Technische Richtlinie« erstellt, in der alle Phasen geregelt sind – vom Bau über die Auslieferung bis zur Inbetriebnahme (TR 3109). Das Forum Netztechnik / Netzbetrieb im VDE (FNN) hat im gleichen Zug ein Lastenheft entwickelt. Für die Kommunikation des Gateways über das WAN werden aufwändige Verschlüsselungssysteme nach Public-Key-Infrastruktur (PKI) eingesetzt.

All das zeigt, dass das zukünftige Energiemanagement vor allem eine informationstechnische Herausforderung ist, sowohl auf der Ebene der Gebäudeinstallation als auch im Bereich der IT-Sicherheit. Smart-Meter-Gateways können innerhalb des Zählerplatzes oder als Zusatzkomponente für die Hutschienenmontage installiert werden (Bild 9). Gateways vereinen in sich die drei unterschiedlichen Netze WAN, LMN und HAN.

Wide Area Network (WAN, Weitverkehrsnetz)

Hierüber werden zukünftig die Information von bzw. nach außen vom /zum Gebäude übertragen. Dazu gehören die in Richtung des Messstellenbetreibers geschickten Verbrauchswerte ebenso wie etwa Tarifinformationen, die in das Gateway übertragen werden. Zudem schaltet man über diesen Kommunikationsweg künftig auch Lasten und Erzeuger.

Logical Metropolitan Network (LMN)

Im Smart-Grid geht es zwar zunächst um die Messung der elektrischen Energie, doch es ist bereits abzusehen, dass auch Wasser, Gas oder Wärme hinzukommen. Alle Messeinrichtungen im Gebäude werden dann über dieses Netz verbunden. Zur Anwendung kommt der M3-Bus, der sich sowohl leitungsgebunden als auch in einer Funk­variante einsetzen lässt.

Die Verfügbarkeit der zusätzlichen Messstellen für Gas, Wasser, etc. ist derzeit zeitlich schwer abzusehen. Dennoch ist das Gesamtkonzept darauf ausgerichtet. Während für die Messstellen und Gateways im Bereich elektrischen Energie die Vorgaben und Lastenhefte vorliegen, befinden sich diese Dokumente für die zusätzlichen Zähl- bzw. Messpunkte noch in der Entwicklung.

Home Area Network (HAN)

Dies ist der Bereich der Haus- und Heimvernetzung. Wie im vorherigen Beitrag dieser Serie erläutert, ist die Vernetzung im Gebäude eine von zahlreichen Verbänden geforderte Installation bei Neubauten und Kernsanierungen – und die Basis für die Einführung von Smart-Meter-Systemen. Damit schließt sich hier der Kreis. Über die Notwendigkeit und Bedeutung einer entsprechenden Infrastruktur sollten sich spätestens jetzt alle am Bau beteiligten Akteure im Klaren sein. Zumal auch für die künftige Realisierung energieeffizienter Gebäude im Zusammenhang mit Smart Meter diese Infrastruktur nicht fehlen darf.

Zur Erschließung der Gebäudetechnik kommen für die HAN-Schnittstelle zusätzliche Komponenten zum Einsatz. Für das Schalten von Lasten werden Schaltboxen eingesetzt, die über die HAN oder die CLS-Schnittstelle mit dem Gateway verbunden werden. Zukünftig ist davon auszugehen, dass weitere Schnittstellen wie z.B. KNX eine direkte Anbindung an die Gebäudeautomation ermöglichen.

Als weitere zusätzliche Komponente wird ein Energiemanagementsystem (EMS) diskutiert.

Zweite Smart-Meter-Komponente: Der EDL-Zähler

Bild 10: Beispiel für ein EDL21-Messsystem

Bild 10: Beispiel für ein EDL21-Messsystem

Messsysteme, die für Smart-Meter-Lösungen eingesetzt werden, sind neben ihrer eigentlichen Messfunktion für weitere Aufgaben einsetzbar. Diese werden im Energiewirtschaftsgesetz als »Energiedienstleistungen« (EDL) beschrieben. In den Paragraphen §21 (Bedingungen und Entgelte für den Netzzugang) und §40 (Strom- und Gasrechnungen, Tarife) des EnWG sind die wesentlichen Leistungen beschrieben, daher werden die Messsysteme häufig durch Angaben wie EDL21 (Bild 10) oder EDL40 gekennzeichnet.

Zielgruppe für das Smart-Meter-Rollout

Fachkreise erwarten, dass ab der zweiten Hälfte des Jahres 2015 das Rollout der Smart-Meter-Technik beginnt. Die Zielgruppen sind in Bild 11 beschrieben. Wie man sieht, ist die Zielgruppe breit gefächert und umfasst:

  • alle Verbraucher (also auch Privathaushalte) mit einem Jahresverbrauch > 6 000 kWh,
  • alle Neubauten und Kernsanierungen sowie
  • Anlagen zur Energieerzeugung > 2.500 kWh.
Bild 11: Zielgruppen für den anstehenden Rollout

Bild 11: Zielgruppen für den anstehenden Rollout

Hinzu gesellen sich Verbrauchseinrichtungen, also Lasten, die in ein Lastmanagement integriert werden. Das sind in der Regel Endgeräte mit hohen Verbrauchswerten, die im Falle einer geringen Energieverfügbarkeit im Netz von der Versorgung abgetrennt werden.

Das Fazit

Die Themen Smart Grid und Smart Meter sind in doppelter Hinsicht positiv zu bewerten. Zum einen eröffnen sie den Informationstechnikern ein neues Betätigungsfeld, zum anderen ermöglicht ihre Einführung einen Einblick in die bestehenden Kundenanlagen. Dadurch können zusätzliche Aufträge generiert werden, wie etwa die nötige Erweiterung der Vernetzung innerhalb der Anlage. Jedem Informationstechniker kann somit nur dringend ans Herz gelegt werden, sich dieses Geschäftsfeld mit höchstem Engagement zu erschließen. Ebenso gilt für die Fachgruppe der Energie- und Gebäudetechniker die Empfehlung, sich mit diesem Feld auseinanderzusetzen.

Und die Fachbetriebe? Mit Blick auf die Summe der neuen Aufgaben für das elektro- und informationstechnische Handwerk werden jene am besten aufgestellt sein, die sowohl in der Energie- als auch in der Informationstechnik mit fachlicher Kompetenz glänzen. Es ist jedoch nicht sinnvoll, beide Bereiche in die Hand eines Kollegen zu geben. In beiden Bereichen gleich stark zu sein, wird auf Dauer niemand leisten können. Nein, um alle Aufgaben und Herausforderungen meistern und geschäftliche Erfolge feiern zu können, gehören zukünftig zu einem gut aufgestellten Fachbetrieb der Energietechniker und der Informationstechniker.

(Ende der Beitragsreihe)

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