in der Industrie sind Smart Meter oder „Smart Metering“ längst Standard und Pflicht. Doch was genau versteht man darunter, welche Vorteile bietet solch ein System und wie werden sie in Unternehmen jetzt schon erfolgreich eingesetzt? Wir geben Antworten.
Was sind Smart Meter?
Smart Meter sind intelligente Zähler, die den Energieverbrauch in Haushalten, kleineren Unternehmen oder einem Gebäude messen. Dabei überwachen sie die Daten automatisch und senden sie an das jeweilige Versorgungsunternehmen. Sie sind mit modernster Technologie ausgestattet und ermöglichen eine präzise Erfassung des Energieverbrauchs in Echtzeit. Smart Meter sind die zentralen Steuereinheiten eines Smart-Grid-Systems. Auch bei dem PV-Monitoring sielen sie eine wichtige Rolle. Sie es ermöglichen, den Stromverbrauch und die Stromproduktion einer Photovoltaikanlage genau zu erfassen und zu analysieren.
Sie bestehen aus einem digitalen Stromzähler und einer Kommunikationseinheit, dem sog. Smart-Meter-Gateway, das die Kommunikation mit den verschiedenen Marktteilnehmern sicherstellt. Mit Hilfe von Smart Metern können beispielsweise die Betreiber von PV-Anlagen ihre Energieeffizienz verbessern und gleichzeitig ihre Kosten senken. Smart Meter bieten zahlreiche Vorteile für das PV-Monitoring, wie eine genaue Überwachung des Energieverbrauchs, die Identifizierung von Einsparpotentialen und die Möglichkeit zur Optimierung der Energieeffizienz.
Durch ihren Einsatz können Betreiber von PV-Anlagen die eigenen Energiedaten in Echtzeit verfolgen und somit schnell auf Veränderungen reagieren. Insgesamt ist der Einsatz von Smart Metern unerlässlich, um die Effizienz der Stromerzeugung zu maximieren, Stromsparpotentiale zu identifizieren und langfristig Kosten zu reduzieren.
Smart Meter werden auch für kleiner Verbraucher und Einspeiser zur Pflicht
Mit der Verabschiedung des Gesetzes zum Neustart der Digitalisierung der Energiewende (GNDEW) am 20.04.2023 durch den Bundestag werden intelligente Messysteme jetzt auch für Verbraucher und Unternehmen mit vergleichsweise geringem Stromverbrauch und kleineren Einspeisemengen zur Plicht. Der Einsatz von Smart Metern wird daher ab 2025 auf private Haushalte mit einem Jahresstromverbrauch von über 6.000 kWh bzw. einer PV-Anlage mit mehr als 7 kWp ausgerollt.
Nach der Stromnetzzugangsverordnung (StromNZV) galt bisher nur, dass Unternehmen ab einem jährlichen Stromverbrauch ab 100.000 kWh und/oder einer Photovoltaikanlage ab 100 kWp ein intelligentes Stromsteuersystem einzusetzen haben, da solche Anlagen durch den Netzbetreiber nach den VDE-Regeln steuerbar sein müssen. Dies gilt seit 2016 insbesondere für PV-Anlagenbetreiber mit Direktvermarktung. Durch die Erweiterung der Smart-Meter-Pflicht auch auf kleinere Einheiten, verspricht sich die Bundesregierung einen deutlichen Schub für die Energiewende und für das Erreichen der Klimaziele.
Welche Komponenten werden von Gewerbe- und Industrieunternehmen als „Smart Meter“ verbaut?
Die Terminologie „Smart Meter“ hat sich im Grunde erst seit wenigen Jahren etabliert und basiert auf die erstmalig im Messstellenbetriebsgesetz von 2016 genannte Kommunikationseinheit „Smart-Meter-Gateway“ und der entsprechenden Schnittstelle. Daher ist die Bezeichnung „Smart Meter“ bei Gewerbe- und Industrieunternehmen sowie Betreibern gewerblicher Photovoltaikanlagen eher ungebräuchlich. Hier spricht man von Lastgangzählern und Spannungsqualitätsanalysatoren, die insgesamt alle Funktionen eines Smart Meters ergeben.
Ein Lastgangzähler, oder besser RLM-Zähler (registrierender Leistungsmessungs-Zähler), ist seit dem Inkrafttreten des Gesetzes nicht nur Standard, sondern Pflicht. Er misst viertelstündlich den Stromverbrauch und übermittelt die Daten an den Netzbetreiber. So lassen sich Lastgänge und Lastprofile inkl. Lastspitzen anhand der Messdaten erstellen, die mindestens monatlich an den Energieversorger und das jeweilige Unternehmen versendet werden.
Die RLM-Zähler werden auf der AC-Seite im Unternehmen verbaut und sind auch für PV-Anlagenbetreiber ohne Direktvermarktung ab 100 kWp Pflicht. Die Spannungsqualitätsanalysatoren werden ebenfalls in das AC-System des Unternehmens integriert. Sie überwachen die Spannungsqualität, erfassen alle Verbrauchswerte und kontrollieren alle elektrischen Kennwerte in den Energieverteilungsanlagen. Diese Leistungsmessgeräte sind die Schaltzentralen für Energiemanagementsysteme, sind äußerst konnektiv und können sämtliche Steuerungsaufgaben übernehmen, wenn sie an intelligente Software angebunden werden.
Was leistet die Technologie und welche Vorteile bietet sie für Unternehmen?
Durch den Einsatz von Smart Metern bzw. der Kombination von RLM-Zählern mit Spannungsqualitätsanalysatoren eröffnen sich viele Möglichkeiten. Diese reichen vom einfachen Energie-Monitoring bis zur Automatisierung und Optimierung von internen Prozessen und anhand der gesammelten Daten lassen sich weitere Potentiale zur Effizienzsteigerung und Kostenreduzierung identifizieren. Hier ein kurzer Überblick:
Echtzeit-Monitoring
Die Kombination von RLM-Zählern mit Spannungsqualitätsanalysatoren erfassen den Stromverbrauch und die Stromerzeugung in Echtzeit. Dadurch können Betreiber von Photovoltaikanlagen sofortige Rückmeldungen über die Leistung ihrer Anlagen erhalten. Sie können den Energiefluss verfolgen, sehen, wie viel Strom sie erzeugen und wie viel davon ins Netz eingespeist oder im Unternehmen verbraucht wird.
Transparenz und Kontrolle
Sie ermöglichen es den Anlagenbetreibern, den Energieverbrauch und die Energieerzeugung genau zu überwachen und zu analysieren. Dies ermöglicht eine bessere Kontrolle über den Energiehaushalt und die Identifizierung von Optimierungspotenzialen oder den teuren Lastspitzen. Betreiber können beispielsweise erkennen, wann der beste Zeitpunkt für den Eigenverbrauch ist oder wie sie ihren Stromverbrauch an die erwartete Energieerzeugung anpassen können.
Datenerfassung, Analyse und Prognosen
Smart Meter oder die Kombination von RLM-Zählern mit Spannungsqualitätsanalysatoren sammeln umfangreiche Daten über den Stromverbrauch und die -erzeugung. Diese Daten können für eine detaillierte Analyse genutzt werden, um Muster zu erkennen, die Leistung zu optimieren und mögliche Probleme oder Defekte frühzeitig zu erkennen. Langfristige Daten ermöglichen auch die Bewertung der langfristigen Leistung der PV-Anlage und die Berechnung ROI. Zusätzlich lassen sich durch standortgenaue Wettervorhersagen automatisierte Prognosen des Reststrombedarfs erstellen, die direkt an die Netzbetreiber übermittelt werden, was den Energieeinkauf für das Unternehmen enorm erleichtert.
Integration ins Stromnetz
Sie sind auch für die Integration von dezentralen Photovoltaikanlagen ins Stromnetz von großer Bedeutung. Da der Strombedarf in Unternehmen in der Regel nicht gleichmäßig über den Tag verteilt ist und auch die Energieerzeugung von PV-Anlagen je nach Sonneneinstrahlung variiert, helfen Smart Meter dabei, die Stromerzeugung und den Stromverbrauch standortübergreifend besser aufeinander abzustimmen. Ausgestattet mit der entsprechenden intelligenten Software können sie die Daten der PV-Anlage durch eine Direktvermarktungs-Schnittstelle austauschen. So wird jederzeit der günstigste Tarif automatisch gewählt.
Abrechnungen und Einspeisemanagement
Smart Meter bzw. die Kombination von RLM-Zählern mit Spannungsqualitätsanalysatoren ermöglichen eine präzise Abrechnung, sowohl für den Strom, der ins Netz eingespeist wird (Einspeisevergütung) als auch für den selbst verbrauchten Strom (Eigenverbrauch). Dies ist für den Betreiber der PV-Anlage wichtig, um finanzielle Erträge zu ermitteln und ihren Beitrag zur Energiewende zu dokumentieren.
Reporting & Ticketing
Die Daten, die sie aufzeichnen, können automatisiert in zusammengefassten und individuellen Reports an einen festgelegten Empfängerkreis versendet werden. Darüber hinaus sind sie in der Lage, bei auftretenden Fehlern oder Defekten Tickets mit Diagnosen zu erstellen oder in definierten Abständen an die Wartung zu erinnern.
All dies trägt dazu bei, den nicht nur den Ertrag einer PV-Anlage zu maximieren und somit einen größeren Nutzen aus der Investition zu ziehen, sondern auch das gesamte Energie-Management eines Unternehmens zu optimieren. Alle Daten werden an ein intelligentes Monitoring-System übermittelt, das eine detaillierte Auswertung ermöglicht. So können Schwankungen im Stromverbrauch oder -ertrag schnell erkannt werden und gegebenenfalls Anpassungen vorgenommen werden.
Installation & Funktionsweisen von Smart Metern oder RLM-Zählern und Spannungsqualitätsanalysatoren
Smart Meter, RLM-Zähler und Spannungsqualitätsanalysatoren werden immer auf der AC-Seite des Stromnetzes in einem Unternehmen oder einem Gebäude verbaut. Die Installation von Smart Metern beginnt mit der Auswahl des geeigneten Modells, das den Anforderungen des Stromversorgers und der Verbraucher entspricht. Es gibt verschiedene Arten von Smart Metern, die mit unterschiedlichen Kommunikationstechnologien und Funktionen ausgestattet sind.
Die Auswahl hängt von Faktoren wie der geografischen Lage, dem Stromnetztyp und den spezifischen Anforderungen ab. RLM-Zähler werden hingegen meist von den Netzbetreibern in Absprache mit dem Auftraggeber montiert. In beiden Fällen müssen sie von einem qualifizierten Techniker in der Nähe des bestehenden Stromanschlusses installiert werden. Anschließend werden die Stromkabel und Kommunikationsmodule verbunden, um eine reibungslose Datenerfassung und -übertragung zu ermöglichen.
Smart Meter und RLM-Zähler sind dazu mit Kommunikationstechnologien wie GSM, GPRS, PLC oder Funktechnologien ausgestattet. Nach der Installation wird das Smart Meter in das Kommunikationsnetzwerk integriert, um Verbrauchsdaten in Echtzeit an den Stromversorger zu übertragen. Dadurch entfällt die manuelle Ablesung und ermöglicht eine kontinuierliche Überwachung des Energieverbrauchs.
Die Installation von Spannungsqualitätsanalysatoren erfordert eine genaue Standortwahl. Diese Geräte sollten an strategischen Stellen im Stromnetz oder in der Nähe empfindlicher elektronischer Geräte platziert werden, um die Qualität der elektrischen Versorgung zu überwachen. Sie werden in das Stromnetz integriert und mit den relevanten Messpunkten verbunden. Sie können so alle Spannungsparameter erfassen und analysieren, um mögliche Abweichungen und Probleme zu identifizieren. Dabei wird die gesamte elektrischen Versorgung, wie beispielsweise Spannungsschwankungen, -einbrüche, -oberwellen, -thd (Total Harmonic Distortion) und Flicker überwacht.
Diese Informationen helfen, die Stabilität und Zuverlässigkeit des Stromnetzes zu bewerten. Durch das kontinuierliche Monitoring der Spannungsqualität können Spannungsqualitätsanalysatoren Unregelmäßigkeiten und Probleme im Stromnetz erkennen. Solche Erkenntnisse sind wertvoll, um mögliche Ursachen für Stromausfälle oder Schäden an elektronischen Geräten zu identifizieren.
Erst eine smarte Software macht alle Energie-Daten auch für Unternehmen wertvoll
Smart Meter und RLM-Zähler kommunizieren zunächst nur einmal mit den Netzbetreibern und dem Energieversorger. Damit sind sie in der Lage, genaue Abrechnungen zu erstellen und den Stromfluss zu regulieren, so dass es nicht zu Überlastungen kommt. Dank diverser Schnittstellen können aber auch die Unternehmen selbst mit den Daten arbeiten. Besonders die Spannungsqualitätsanalysatoren, die bei jeder gewerblichen Photovoltaikanlage eingesetzt werden, liefern dazu zusätzlich wertvolle Daten.
Durch den Einsatz intelligenter Software eröffnen sich dann für den Energieeinkauf, das Management, das Marketing oder die Technik im Unternehmen nahezu ungeahnte Möglichkeiten. CUBE CONCEPTS montiert bei jeder PV-Anlage alle notwendigen elektronischen Bauteile, entwickelt und installiert die passende Software mit den jeweiligen Partnern und macht die Nachhaltigkeit und Solarstromerzeugung mittels CUBE VISION® sichtbar.