Positive Erfahrungen mit Smart Meter in St. Antönien

St. Antönien liegt in einem Seitental des Prättigaus im Kanton Graubünden.  Ist dies der geeignete Ort für ein Pilotprojekt, um Smart Metering zu testen?
Gerade weil die Häuser weit auseinander liegen und zu einem grossen Teil mit Freileitungen ans Netz angeschlossen sind, entschied sich Repower für das Pilotprojekt in St. Antönien. Wenn es hier funktioniert, dann ist es technisch in jeder anderen Gemeinde ebenfalls möglich! Hinzu kommt, dass der Energieversorger das Netz erst Anfang 2009 von der Energiekooperation übernommen hat. Es ist nicht mehr auf dem neusten Stand und muss so oder so modernisiert werden.
Repower nahm mit Swibi Kontakt auf. Der unabhängige Dienstleister verwaltet die Energiedaten grosser Teile Graubündens. Er liest auch für Repower die Zähler ab und schickt die Rechnungen – per Brief oder elektronisch – an dessen Kunden. Zusammen erarbeiteten die Experten beider Firmen die Eckdaten für das Pilotprojekt. Denn Smart Metering ist ein Überbegriff für verschiedene Systeme: Die Kommunikationseinheit kann in den Zähler integriert sein, oder ein externes Geräte liest die Daten mehrerer Zähler ab. Je nach Wunsch können die Endkunden enger einbezogen werden, indem die Daten auf einem Gerät im Haus oder über ein Webportal im Internet zugänglich gemacht werden.

Liberalisierung der Kleinkunden bis 2014
Für Ralph Baumgartner, Leiter Innovationen und Projekte bei Swibi, setzte der zweite Schritt der Strommarktliberalisierung die Leitplanken für das Projekt. Ab 2014 werden die privaten Endkunden ebenfalls den Energielieferanten frei wählen können – bis dahin müssen die Energieversorger wissen, wie sie die Smart Meter einsetzen. Baumgartner erwartet zudem, dass der Schweizer Gesetzgeber analog zur Europäischen Union die Energieversorger zum Rollout des Smart Metering verpflichten wird. Auf dieser Basis soll ein Smart Grid entstehen, das sowohl für den Energieversorger als auch für den Endkunden einen Mehrwert bildet. Bei diesem ersten Pilotprojekt soll allerdings auf anspruchsvolle Anzeigesysteme für den Stromverbrauch bei den Kunden verzichtet werden. So bleiben die Kosten in einem vertretbaren Rahmen.
Beim Pilotprojekt in St. Antönien wird der Haushaltszähler E350 von Landis + Gyr eingesetzt. Die Daten werden über ein Kommunikationsmodul übertragen, das in den Zähler gesteckt wird. Dies hat den Vorteil, dass der geeichte Zähler unabhängig ist von der Kommunikation. Sollte beispielsweise die Übertragung per Powerline nicht funktionieren, kann Swibi auf ein Funkmodul ausweichen. Die Schnittstelle zwischen dem Zähler und dem Modul ist offen gelegt. Damit erhalten Versorgungsunternehmen die Möglichkeit, individuelle Wünsche durch die Entwicklung eines eigenen Kommunikationsmoduls zu realisieren.

Zeit von Mai bis September
Der Entscheid für die Technologie fiel im Mai 2010. Der Zeitplan war eng, denn in St. Antönien werden die Stromrechnungen im Oktober verschickt. Ziel war, die Stromzähler Ende September nicht mehr von Hand auszulesen. Nicht nur für den Hersteller war die Zeit knapp, auch Swibi musste die Zähler rechtzeitig installieren und sie über geeignete Kommunikationssysteme ans Rechenzentrum anbinden. Hier musste zudem die Software zur Zählerfernauslesung aufgesetzt werden.
Die rund 300 Zähler in der Gemeinde ersetzten die Elektromonteure von Swibi in einem Zeitraum von acht Arbeitstagen. Sie errichteten ein temporäres Büro in St. Antönien und kontaktierten von hier aus die Anwohner. Swibi testete beim Rollout zwei verschiedene Varianten, um die Anwohner zu erreichen. Mit den einen wurde telefonisch ein Termin vereinbart. Eine zweite Gruppe machte Swibi mit einem Brief darauf aufmerksam, in welchem Zeitraum die Monteure kommen werden. Während die erste Variante zu einem grösseren Aufwand führte, war die zweite mit dem Brief zwar einfacher, resultierte aber in wenigen Rückmeldungen. Der Vorteil einer Gemeinde wie St. Antönien sei, dass viele Leute tagsüber zu Hause seien, sagt Christian Lötscher, bei Swibi verantwortlich für das Mess- und Kontrollwesen. „Auch bei leer stehenden Ferienwohnungen lässt sich immer jemand finden, der im Dorf auf die Wohnung schaut und einen Schlüssel hat.“ Der Nachteil der ländlichen Gegend sei natürlich, dass pro Haus meist nur ein Zähler vorhanden sei, also nicht mehrere auf einmal installiert werden könnten. Trotzdem waren 95 % der Zähler innerhalb von acht Tagen montiert.

Installation der Zähler
Die Monteure begannen bei den Häusern, die am nächsten bei den Transformatorstationen liegen. Denn hier ist ein Datenkonzentrator platziert, der die Daten stündlich aus den Zählern ausliest und zwischenspeichert. Die Kommunikation zwischen Datenkonzentrator und Zähler erfolgt via Powerline über die Netzleitungen. Die Distanz für die Powerline-Kommunikation ist limitiert. Jedes Kommunikationsmodul in den Zählern ist aber ein kleiner Repeater, der die Signale anderer Zähler weiterleitet. So bildet sich ein vermaschtes Netzwerk, über das heute sämtliche Haushalte im Dorf erreicht werden, obwohl diese bis zu 1500 m von den Trafostationen entfernt liegen.
Christian Lötscher machte gute Erfahrungen mit der Powerline-Kommunikation: „95 % der Zähler liefen von Anfang an problemlos.“ Einige wenige machten Probleme, weil sie sich beispielsweise beim falschen Datenkonzentrator in einer anderen Trafostation anmeldeten. Die Signale fanden den Weg auf die benachbarten Leitungen, das Signal war aber zu schwach, um die Zähler regulär anzumelden. Andere Probleme traten auf, weil Besitzer von Ferienhäusern bei längeren Abwesenheiten die Anschlusssicherungen herausschraubten und damit auch den Stromzähler abhängten. Die Probleme liessen sich aber ohne grossen Aufwand lösen und heute sind sämtliche Haushalte ins Fernauslesesystem eingebunden.

Rechenzentrum holt die Daten über Mobilfunk
Das Rechenzentrum von Swibi hat über das Mobilfunknetz von Swisscom Zugriff auf die Datenkonzentratoren. Per GPRS werden die Daten übermittelt. Jeder Datenkonzentrator hat zur Identifikation eine feste IP-Adresse. Um die Sicherheit der Daten zu gewährleisten, werden die Daten verschlüsselt über einen VPN-Tunnel übertragen.
Die Operatoren bei Swibi arbeiten mit der Software Gridstream AIM von Landis + Gyr für das Datenhandling und die Konfiguration der Datenkonzentratoren und Zähler. Die Software wurde in Zusammenarbeit mit zwei Spezialisten aus Finnland im Rechenzentrum installiert und getestet. Nun können die Zählerdaten über die Schnittstelle in das Verrechnungssystem ISE importiert werden.
Rechtzeitig auf Ende September las Swibi die Zählerdaten in St. Antönien aus. Der Start war geglückt! Im Oktober 2010 erhielten die Kunden erstmals eine Rechnung, die automatisch per Zählerfernauslesung generiert wurde. Ralph Baumgartner war erfreut, wie reibungslos der Rechnungslauf verlief.
Natürlich sind die Kosten für ein solches Pilotprojekt hoch. Ein grosser Anteil der Anfangsinvestitionen ist aber den Lizenzkosten der Software anzurechnen. Da Swibi nun über die entsprechende Infrastruktur verfügt, fallen die Kosten für künftige Projekte tiefer aus. Die intelligenten Zähler mit einem Powerline-Modul sind nur etwa doppelt so teuer wie ein normaler Stromzähler.

Rundsteuerung wird ersetzt
Repower kann als Energieversorger in St. Antönien nun auf einige Features des Systems zurückgreifen. So hat jeder Zähler einen steuerbaren Ausgang für ein einfaches Lastmanagement. In der Gemeinde ist keine Rundsteuerung installiert und die Lasten wurden – wenn überhaupt – über einfache Zeitschaltuhren gesteuert, die lokal installiert waren. Mit dem intelligenten Zähler kann nun eine Last, beispielsweise ein Boiler oder eine Wärmepumpe, über das Rechenzentrum aus der Ferne geschaltet werden. Gegenüber der Rundsteuerung hat dies den Vorteil, dass die Schaltzeiten pro Haushalt unterschiedlich festgelegt werden können und somit keine Schaltspitzen auftreten, wie es bei der Rundsteuerung oft beobachtet wird. Allerdings ist der verwendete Zähler auf einen steuerbaren Ausgang limitiert. Die Software könnte auch Systeme mit mehreren Ausgängen ansteuern oder Hybrid-Rundsteuerempfänger, die neben der direkten Kommunikation über das Smart-Grid-System auch Rundsteuersignale verarbeiten.
Sobald die Zähler in St. Antönien installiert waren, interessierten sich die Planer des Energieversorgers für die Lastgänge der einzelnen Quartiere. Sie wollten die Belastungsspitzen der Haushalte herauslesen, um die Netzkabel bedarfsgerecht auszulegen. Die Informationen des Smart Metering fliessen also direkt in die Planung für den Ausbau des Netzes ein.

Mit dem Essen kommt der Appetit
Kaum zeigten die Bildschirme bei Swibi in Landquart die ersten Daten aus St. Antönien, kam der Wunsch nach mehr. Bisher werden nur die Registerzählstände weiterverarbeitet. Dies entspricht dem Auslesen von Hand, indem einmal jährlich die Anzahl Kilowattstunden notiert wird – ausser dass es heute automatisch abläuft. Das Verrechnungssystem arbeitet mit den verschiedenen Registerwerten je nach Tarif und verrechnet die Kilowattstunden.
Es ist aber auch möglich, die kompletten Lastgänge mit Viertelstundewerten zu verarbeiten. Dies wäre für den Energieversorger nützlich, um Fahrpläne des künftigen Verbrauchs zu berechnen, und Kunden könnten ihren Verbrauch kontrollieren und allfällige „Stromfresser“ eliminieren. Die Powerline-Verbindung zwischen Zähler und Datenkonzentrator erlaubt aber nur eine Schmalband-Kommunikation. Grosse Datenmengen können nicht in kurzer Zeit übertragen werden. Der Lastgang kann also nicht ohne Zeitverzögerung auf einem Webportal oder einem iPhone dargestellt werden. Heute übernimmt das Rechenzentrum die Daten einmal pro Tag. Der Lastgang wäre also zumindest um 24 Stunden verzögert.
Nichts desto trotz denkt Ralph Baumgartner an die nächsten Schritte. Bis der Strommarkt 2014 den nächsten Liberalisierungsschritt macht, sollen die Endkunden auf ihrem iPhone den Lastgang betrachten und mit dem Verbrauch typischer Haushalte vergleichen können. Sie können damit sogar die Heizung auf dem Weg ins Ferienhaus einschalten. Ausgesuchte Pilotkunden testen diese Systeme in den nächsten Monaten. Eine Möglichkeit wären auch spezielle Anzeigen in den Wohnungen. Entsprechende Geräte gäbe es, diese seien aber noch wenig ausgereift.
Baumgartner plant währenddessen die nächsten Projekte. In Maienfeld beispielsweise läuft die Ausrüstung mehrerer Quartiere mit Smart Meter. Und da Swibi als unabhängiger Dienstleister positioniert ist, sind auch Projekte ausserhalb des Kantons möglich, zum Beispiel wenn eine Gemeinde Smart Metering unabhängig von ihrem übergeordneten Energieversorger durchführen will. Dies macht durchaus Sinn, denn die Lastgänge sind sensible Daten, die im Verkauf und Marketing eingesetzt werden können.

Autor: Willi Aggeler ist Geschäftsführer von Swibi AG, 7302 Landquart, willi.aggeler no.spam@remove.me swibi.ch