Smarte Stromverteilerkästen dank LoRaWAN
RheinEnergie setzt auf LoraWAN! Zusammen mit NetCologne hat der Kölner Regionalversorger mit selbst entwickelten Sensor-Boards 2.000 Stromverteilerkästen ausgerüstet. Die Sensoren überwachen 24 Stunden am Tag die Temperatur und Feuchtigkeit des Innenraums, mögliche Erschütterungen sowie die Tür des Stromverteilkastens. Die Daten werden verschlüsselt über das LoRaWAN-Netzwerk der NetCologne übertragen. Mit dieser Lösung kann RheinEnergie viel schneller auf Störungen reagieren und spart sich Zeitaufwand. RheinEnergie und NetCologne zeigen mit der Maßnahme auf, wie die Möglichkeiten der Digitalisierung für die Sicherheit der Energieversorgung in Köln genutzt werden können.
Drei Jahre hat das Projekt gedauert, nun wurden zunächst 2.000 Stromverteilerkästen mit Sensor-Boards ausgerüstet. Perspektivisch werden es alle 18.000 Stromverteilerkästen im Kölner Stadtgebiet sein. Die erhobenen Messdaten tragen dazu bei, Störungen aufgrund von umgefahrenen Kabelverteilerschränken schneller zu erkennen. Auch offene Türen oder Brandgefahr bei zu hohen Temperaturen werden hierdurch frühzeitig entdeckt.
Die sensorbasierte Überwachung der Kabelverteilerschränke steigert die Effizienz: Da die 18.000 Kabelverteilerschränke der RheinEnergie über das gesamte Stadtgebiet verteilt sind, spart ein durchgängig digitales Monitoring erhebliche Zeit im Entstördienst und bei der Wiederversorgung. Außerdem minimiert es Sicherheitsrisiken durch an- oder umgefahrene Schränke. Zusätzlich wird auch die Netzdokumentation von den Sensordaten profitieren.
Automatische Alarmierung in Planung
RheinEnergie und NetCologne mussten eine funktionsfähige Systemarchitektur für das Digitalisierungsprojekt entwickeln. Dabei war wichtig: Die IoT-Plattform von NetCologne sollte vertikal und horizontal in die Cloud-Infrastruktur der RheinEnergie integriert werden. Damit können die erfassten Sensordaten an die entsprechenden Fachanwendungen weitergegeben werden. Prozessklärung und Entwicklungsarbeit stellten die Beteiligten nahezu täglich vor neue Herausforderungen, die nur gemeinsam im Team gemeistert werden konnten.
Das Ergebnis: Die Sensor-Boards sind fertiggestellt und die Datenübertragung sowie -verarbeitung in den internen Systemen der RheinEnergie läuft reibungsfrei. Techniker bekommen eine vorliegende Störung so digital mitgeteilt, ohne dafür zum betroffenen Stromverteilerkasten zu fahren.
Um die Nutzung der IoT-Lösung auszuweiten, werden nun die Prozesse zum Onboarding der Sensor-Boards automatisiert. Auch planen RheinEnergie und NetCologne, eine automatisierte Alarmierung aufzubauen, deren Warnungen direkt über den Leitstand an den Mess- und Entstördienst übermittelt werden.
So werden die Messdaten bei LoRaWAN erfasst
Die Sensoren übermitteln kleine Datenmengen unter Verwendung des LoRaWAN-Standards an sogenannte Gateways. Der Energieverbrauch ist dabei minimal, sodass die Sensoren unabhängig von einer Stromquelle batteriebetrieben ihre Daten senden können. Die Lebensdauer der Batterie kann je nach Sendefrequenz und Anwendung bis zu 10 Jahre betragen.
Die Funkreichweite ist abhängig von der Bebauungsdichte: In einer Stadt, wie zum Beispiel in Köln, können die Gateways Sensorsignale aus Entfernungen von weit über 1 Kilometer störungsfrei empfangen. Im dünn besiedelten ländlichen Raum können Daten sogar über Entfernungen von 10 oder mehr Kilometer gesendet werden.