Gemeinde 4.0
Transparenz über Energiekosten und mehr Effizienz bei kommunalen Aufgaben
Zwei- bis dreimal täglich musste der Wassermeister der Gemeinde Riegel am Kaiserstuhl zum Trinkwasser-Hochbehälter fahren, um den Füllstand abzulesen. Jetzt hat er diesen jederzeit auf seinem Smartphone. Das ist nur ein Beispiel, wie die Gemeinde digitale Technologien nutzt, um ihre Aufgaben effizienter und besser zu erledigen.
Um Transparenz über die Energiekosten zu gewinnen, hat Riegel bereits 2018 ein Energiemanagement eingeführt. Die Gemeinde nutzt hierfür die Software econ4 von econ solutions. Die Software wertet die Daten verschiedener Sensoren, Zähler und Fühler ebenso aus wie manuell eingetragene Verbrauchswerte. Daraus generiert sie Analysen und Berichte, die auf einen Blick zeigen, wo und wann wie viel Energie verbraucht wurde. Neben allen Medien (Strom, Gas, Öl usw.) kann econ4 auch Zustandsdaten wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit oder Druck auswerten. Wie in vielen Kommunen werden in Riegel die meisten dieser Daten manuell erfasst. Das ist zeitaufwändig und oft fehleranfällig.
Automatisierte Messwert-Erfassung
Jetzt nutzt Riegel im Rahmen eines Pilotprojektes das Netzprotokoll LoRaWAN, um verschiedene Messdaten automatisiert zur Auswertung an die Software zu senden. Das LoRaWAN-Netzwerk in Riegel umfasst derzeit zwei Messgeräte am Pumpwerk und eines am Hochbehälter der Trinkwasserversorgung, außerdem vier Sensoren in der Grundschule. Sie senden ihre Daten an ein LoRa-Gateway, das diese an den Applikationsserver weitergibt. Hier ist die econ4-Software angebunden, die die Daten auswertet und in Grafiken darstellt. Die Nutzer können diese jederzeit auf einem beliebigen Endgerät abrufen. Das in Riegel genutzte LoRa-Gateway deckt einen Umkreis von rund zwei Kilometern ab, leistungsfähigere Modelle schaffen auch mehr.
Die Grundwasserpumpen am Pumpwerk wurden für die automatisierte Datenerfassung ausgewählt, da sie außerhalb der Gemeinde liegen und das manuelle Ablesen bislang viel Zeit gekostet hat. Zudem tragen sie mit einer täglichen Laufzeit von rund zehn bis zwölf Stunden erheblich zu den Energiekosten bei. Sie wurden mit zwei Messgeräten econ sens3 versehen, die die Leistungsaufnahme und den Wirkverbrauch der Pumpen messen. Ein Datenlogger nimmt zusätzliche Signale über die geförderte Grundwassermenge auf. Da die Messwerte der econ sens3 hier über Modbus RTU ausgelesen werden, wandelt ein LoRaWAN-Modbus-Konverter diese in ein von LoRa verarbeitbares Format um.
Für die Füllstandsmessung der Trinkwasser-Hochbehälter hatte Riegel bereits ein Messgerät im Einsatz. Auch hier ist ein Konverter im Einsatz. Alle wichtigen Informationen erhält der Energiebeauftragte nun stets aktuell auf PC und Handy. Außerdem kann er Schwellwerte einrichten, so dass er eine Alarmmeldung bekommt, wenn dieser Wert über- oder unterschritten wird.
Besseres Klima
Da die letzten heißen Sommer zu hohen Temperaturen in den Klassenzimmern der Grundschule geführt hatten, hat die Gemeinde mehrere LoRa-Sensoren montiert, um das Aufheiz- und Abkühlungsverhalten zu analysieren. Diese sind inzwischen so kostengünstig und einfach anzubringen, dass auch in der Mehrzweckhalle solche Messungen durchgeführt werden sollen. Für das LoRa-Gateway in Riegel kein Problem: Das Modell ist für bis zu 500 Sensoren ausgelegt.
Zudem plant die Gemeinde, auch den Hochwasserschutz mit Hilfe des LoRaWAN zu vereinfachen: Die Pegelstände der drei Flüsse, die bei Riegel in einen Kanal münden, sollen hierfür ebenfalls automatisch gemessen werden.
Was ist LoRaWAN?
Ein LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) basiert auf der offenen, drahtlosen und bidirektionalen Funktechnologie LoRa. Damit können Endgeräte mit geringem Energieverbrauch kleine Datenmengen über weite Strecken an ein Gateway übertragen bzw. von dort erhalten. Das Gateway schickt die Daten an andere Endgeräte oder an einen Netzwerkserver. Ein LoRaWAN-Netzwerk lässt sich kostengünstig aufbauen und betreiben. Für die Sicherheit sorgen die Authentizitätsprüfung und die Ende-zu-Ende-Verschlüsselung