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LoRaWAN-Netzwerk

Auf Basis der novellierte EU- Energieeffizienzrichtlinie (EED – Energy Efficiency Directive) sollen die Mitgliedsstaaten eine effizientere Nutzung von Energie fördern. Funkmesstechnik wird damit für die Wohnungswirtschaft verpflichtend.

Mit dem Einsatz eines lizenzfreien Long Range Wide Area Network – kurz LoRaWAN – können Wohnungsunternehmen und Verwalter den gesetzlichen Vorgaben vergleichsweise einfach und kostengünstig entsprechen. Denn LoRaWAN überträgt Mess- und Sensordaten mit wenig Energie über große Distanzen und bietet eine hohe Gebäudedurchdringung. Mit einem sensorgestützten Internet-of-Things (IoT) kann so insbesondere in größeren Gebäuden ein energieeffizientes Facilitymanagement realisiert werden. LoRaWAN-Sensoren sind einfach konstruiert und dadurch preiswert und flexibel einsetzbar mit langen Batterielaufzeiten von bis zu fünf Jahren. Und auch für das Smart Metering über LoRaWAN gibt es eine energieeffiziente technische Lösung: das Auslesegerät „KLAX erfasst und überträgt kontinuierlich die Werte optischer Schnittstellen moderner Messeinrichtungen (mME) für eine nachvollziehbare Erfassung des Verbrauchs. Die hohe Reichweite macht LoRaWAN auch für Smart-City-Anwendungen in Gemeinden – wie die etwa eine Straßenbeleuchtung – interessant.

Die EED erfordert eine Erneuerung der Heizkostenverordnung hinsichtlich fernablesbarer Heizkostenverteiler und unterjähriger Verbrauchsinformation für besseren Klimaschutz – Mietern und Bewohnern muss ihr Verbrauch ab Oktober 2020 zweimal im Jahr und ab 2022 sogar monatlich mitgeteilt werden. Ab nächstem Jahr sollen daher nur noch fernablesbare Zähler und Verteiler installiert werden, sofern Kosten und technischer Aufwand in einem akzeptablen Verhältnis zur eingesparten Energie stehen. Das Ziel ist es, Einsparpotenziale optimal zu nutzen, indem zum Beispiel die Bewohner von Wohnungen auf Basis der gewonnenen Daten ihr Verbrauchsverhalten anpassen. Modernisierungsmaßnahmen allein, wie eine einfache Dämmung von Gebäuden, bringen nicht die erforderlichen Effekte. Vielmehr müssen Wohnungsunternehmen die Möglichkeiten der Digitalisierung nutzen, wie sie etwa das smarte Facilitymanagement mit Hilfe eines eigenen IoT und Smart Metering bietet. Denn eine Umrüstung auf Funktechnologie mit Fernablesung ist für Wohnungsunternehmen und Immobilienbesitzer der einzige Weg, die geforderten unterjährigen Verbrauchsinformationen zu ermitteln.

Ein IoT auf LoRaWAN-Basis spart mehr als Energie

Die Anwendungsmöglichkeiten von LoRaWAN gehen weit über das Ziel der Energieeinsparung hinaus und schließen Smart Offices, Smart Buildings und sogar Smart Cities mit ein. Der Einsatz eines LoRaWAN-basierten gebäudeeigenen IoT lohnt sich insbesondere für größere Wohnhäuser, aber auch für Gebäudekomplexe wie Bürogebäude oder Einkaufscenter. Wird ein Wohn- oder Geschäftsgebäude digitalisiert, bietet es sich an, das vorhandene LoRaWAN-Netzwerk für weitere Funktionen zu nutzen. So lässt sich durch die intelligente Verwendung von Sensoren nicht nur Energie sparen, sondern auch der Einsatz von Arbeitskräften optimieren.

Sensoren überwachen das Raumklima

Zum Beispiel können seitens der Mitarbeiter unnötige Arbeiten wie die Temperaturkontrollen im Serverraum eingespart werden. Temperatur- und Luftfeuchtigkeitssensoren übernehmen die Steuerung des Raumklimas, indem sie die Messwerte Temperatur und Luftfeuchtigkeit im Innenbereich erfassen. Die Daten werden per LoRaWAN übertragen, stehen im gewählten Backend zur Verfügung und können weiterverarbeitet werden. Insbesondere für Räume, die in Kellergeschossen oder mit empfindlichen, technischen Gerätschaften wie Servern genutzt werden, sind diese Sensoren eine Hilfestellung. Auch Schimmelbefall lässt sich so frühzeitig erkennen.

Sensoren in Türen und Fenstern vermeiden teure Kontrollgänge

Tür- und Fenstersensoren übertragen Öffnungen und Schließungen. Zeitintensive und damit teure Kontrollgänge durch Mitarbeiter in großen Gebäuden werden so überflüssig. Der Sensor arbeitet mit einem Magneten. Dabei wird erkannt ob sich der Magnet in Reichweite des Sensors befindet oder nicht. Indem der mitgelieferte Magnet an der Tür oder dem Fenster befestigt wird und der Sensor am dazugehörigen Rahmen, kann der Facilitymanager Öffnungen und Schließungen registrieren.

Optimale Nutzung von Parkplätzen

Und auch außerhalb von digitalisierten Wohnhäusern und Bürogebäuden kommen Sensoren zum Einsatz, etwa auf Parkplätzen und in Parkhäusern. Hier erfassen sie unter anderem die Parkdauer und den Belegungszustand oder identifizieren Falschparker an E-Ladestationen oder vor und in Feuerwehrzufahrten. Die Vorteile: Die Suchzeit für einen Parkplatz sinkt – und damit auch der Ausstoß von CO2 –, E-Ladestationen sind besser verfügbar, Kapazitäten werden optimal genutzt und Kontrolleure werden gezielt eingesetzt.

LoRaWAN-Sensoren: Hohe Durchdringung und Reichweite ohne Lizenzen

Ein entscheidender Vorteil von LoRaWAN-Sensoren ist neben der hohen Reichweite ihre gute Gebäudedurchdringung. Während zum Beispiel WLAN oft schon an einer geschlossenen Tür zwischen zwei Räumen scheitert, überwindet LoRaWAN Mauern und mehrere Stockwerke. Darüber hinaus kann LoRaWAN im Gegensatz zu anderen Netzen wie NBIoT oder Sigfox selbst installiert und betrieben werden und lässt sich individuell an die jeweiligen Anforderungen anpassen – das Netz lässt sich autark aufbauen und jederzeit ohne hohe Kosten erweitern. Wird das Signal an einer Stelle schwach, etwa weil die Distanz zu groß ist, schafft ein zusätzliches kostengünstiges Gateway Abhilfe. Und ein IoT auf LoRaWAN-Basis spart Geld, denn im Gegensatz zu anderen Technologien ist das Netz lizenzfrei, das heißt, es fallen keine Kosten für einen externen Dienstleister oder Provider an. Sparsam sind auch die Batterien der Sensoren: Sie halten bis zu fünf Jahre.

Intelligente Messeinrichtungen: Optisches Auslesegerät für mehr Energieeffizienz

Moderne Stromzähler nutzen optische Schnittstellen, um die Messwerte des Zählers auszugeben. Bislang gab es jedoch keine technische Lösung, um diese Daten zu erfassen und kontinuierlich auszuwerten. Diese Lücke haben die IT-Unternehmen Alpha-Omega-Technology und ZENNER IT Solutions mit der Produktinnovation KLAX geschlossen. KLAX ist ein Aufsatz für die integrierte optische Schnittstelle, der einfach per Magnet angeheftet wird. Die Signale der Schnittstelle werden über den Optokopf aufgenommen und über LoRaWAN übertragen. Die ermittelten Messwerte stehen bereits kurz nach der Messung im Backend zur Verfügung – anders als bei den nur einmal täglich bereitgestellten Messwerten der Netzbetreiber. Hierdurch kann der Kunde kontinuierlich alle 15 Minuten seinen Energieverbrauch monitoren und direkt Einfluss auf seinen aktuellen Stromverbrauch nehmen. Energie- und Wasserversorgern oder Wohnungsbaugesellschaften ermöglicht das Produkt, auf Basis der verfügbaren Messwerte Mehrwertdienste anzubieten.

Datenschutz im LoRaWAN

Der Einsatz von IoT in von Menschen genutzten Gebäuden stellt große Herausforderungen an den Datenschutz. Ein Smart-Building-System auf Basis eines LoRaWAN-Netzwerks bietet hier ideale Voraussetzungen: Zum einen ist LoRaWAN ein sicheres Protokoll mit mehreren Verschlüsselungsebenen. Es werden zudem keine persönlichen Daten erfasst.
Und die Sensoren übertragen ganz im Sinne des Gebotes der Datensparsamkeit der EU-DSGVO ausschließlich Informationen, die für die jeweilige Funktion zwingend notwendig sind.

Die erforderliche Hardware für den Aufbau eines eigenen LoRaWAN-IoT halten spezialisierte Online-Shops wie iot-shop.de bereit. Fachkundige Beratung zum Thema finden Interessierte bei der Alpha-Omega-Technology GmbH.

Quelle: Alpha-Omega-Technology GmbH

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