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Dies ist eine alte Version des Dokuments!


Die Seite mit den Grundlagen ...

Ich versuche auf dieser Seite in Kürze all die Informationen über das Projekt Volkszaehler.org an einer Stelle zusammenzutragen, die ich als Einsteiger nicht sofort gefunden habe.

Wir arbeiten gerade daran diesen Inhalt in unser Manual einzufügen.

Bitte hier nichts mehr ändern!

Was ist ein intelligenter Zähler, Smart Meter oder elektronischer Heimzähler

Ein intelligenter Zähler ist ein elektronischer Strom-, Gas-, Wasser- oder Wärmemengenzähler. Er soll dem Nutzer seinen Energieverbrauch transparent machen. Durch eine zeitnahe Rückmeldung soll ein sparsamer Umgang mit Energie gefördert werden. Detaillierte Lastprofile erlauben dem Verbraucher eine gezielte Optimierung seines Energieverbrauchs. Sein Lastprofil gibt ihm Antworten auf die folgenden Fragen:

  • Wie hoch ist die eigene Grundlast?
  • Lohnt sich (aus ökonomischer oder ökologischer Sicht) der Ersatz eines Altgerätes durch ein effizienteres Neugerät?
  • Wie hoch ist der Anteil von Geräten mit hoher Leistung, die nur für kurze Zeit eingesetzt werden (bei Stromverbrauchern z.B. Fön, Staubsauger, Mikrowelle), am Gesamtverbrauch?
  • Gibt es hier Optimierungspotenzial?
  • Lassen sich Lastspitzen in Zeiten günstigerer, tageszeitabhängiger Tarife verschieben?

Dem Energieversorger dienen die genaueren Verbrauchszahlen im Falle eines intelligenten Stromzählers dazu, die Bereitstellung von Strom im Netz zu optimieren und so den risikobehafteten kurzfristigen Zukaufbedarf an der Strombörse zu minimieren und die Kraftwerkeinsatzplanung so zu optimieren, dass die bereitgestellte Strommenge die Nachfrage nur minimal übersteigt. Um dies zu erreichen sind die intelligenten Zähler in der Regel aus der Ferne vom Versorger auslesbar.

Wikipedia schreibt zum Thema intelligente Zähler:

Ein intelligenter Zähler (auch Smart Meter genannt) ist ein elektronischer Stromzähler, der dem Energieversorgungsunternehmen über eingebaute Zusatzfunktionen oder nachträgliche Module ermöglicht, die erfassten Zählerstände über die Ferne auszulesen.

Neben dem reinen Einsatz von intelligenten Zählern zur Messung des Stromverbrauchs ist es auch möglich, in einem Haushalt den Wasser-, Gas-, und Wärmeverbrauch intelligent zu überwachen.

Der Zweck intelligenter Zähler ist vornehmlich, variable Leistungsentgelte in Abhängigkeit von der Gesamtnachfrage und Netzauslastung erheben zu können. Damit erhoffen die Energieversorger, das Netz und die vorhandene Kraftwerkinfrastruktur besser auszunutzen sowie Investitionen für Spitzenlastausbau zu vermeiden oder zumindest zurückzustellen.

Quelle: Wikipedia intelligente Zähler

Anmerkungen: Von den E-Werken werden Lösungen 2 Stufen angeboten: - die einfachen elektronischen; diese erfüllen §21b des EnWG [1] und werden daher oft als EDL-21-Zähler bezeichnet - die, die darüber hinaus fernauslesbar sind; diese erlauben die Nutzung der Tarife, die die Versorger lt. §40 EnWG [2] ab 30.12.2010 anbieten müssen; die nennt man daher meist EDL-40-Zähler

Bei den konventionellen Ferrariszählern wird in der Regel einmal im Jahr der Zählerstand abgelesen. Dadurch hat weder der Versorger noch der Kunde einen Überblick darüber, wann genau er wieviel Strom verbraucht. Bei den intelligenten Stromzählern wird der Verbrauch in deutlich kürzeren Intervallen erfasst.

Anhand der gemessenen Werte lassen sich Verbrauchsdiagramme erstellen. Hier seht Ihr als Beispiel ein paar Diagramme typischer Verbraucher eines Haushaltes:

Kühlschrank Spülmaschiene Backofen

Tatsächlich birgt die verbraucherfreundliche Lösung einer automatischen und feingranularen Verbrauchserfassung durch den Stromzähler die Möglichkeit zur Erstellung eines präzisen Lastprofiles. Der Lastgang eines Haushalts verrät viel über die Gewohnheiten der Personen, die in diesem Haushalt leben. Anhand der gemessenen Daten lassen sich Nutzungsprofile erstellen. Es sind im Prinzip Rückschlüsse auf die Lebensgewohnheiten des Haushaltes möglich:

  • Wann stehen die Bewohner auf? Wann gehen Sie ins Bett?
  • Wird jeden Tag gekocht? mit einer oder mit mehreren Herdplatten? oder gibts häufig Pizza? :-)
  • Ändern sich die Gewohnheiten (Besuch oder Nachwuchs)?
  • Muss ein Bewohner Nachts häufiger auf Toilette?

Im Prinzip hat man mit diesen Daten eine bessere Überwachung als mit einer Kamera!

Das Energiewirtschaftsgesetz (EnWG) schreibt den Versorgern nur vor, das auch der Kunde auf diese Daten zugreifen können muss. Die Nutzung, Weitergabe, Anonymisierung der Daten ist in dem Gesetz nicht explizit geregelt.

Was ist der Volkszaehler?

volkszaehler.org ist ein freier intelligenter Stromzähler im Selbstbau, bei dem die anfallenden Stromprofile unter der Kontrolle des Nutzers verbleiben. Die Daten des Volkszaehlers sind nicht duch den Versorger auslesbar. Mit einem Materialeinsatz von ca. EUR 100, etwas Geschick und Zeit lässt sich ein solcher Volkszaehler auf Basis eines Standard-µC-Moduls aufbauen.

Der Volkszaehler kann nicht als fertiges Gerät gekauft werden. Es ist ein Selfmade-Projekt. Der Volkszaehler besteht nicht aus einem einzigen Element sondern aus insgesammt 4 Modulen (Messung, Verarbeitung, Speicherung & Auswertung). Das Modul zur Messung muss in der Regel von einem Elektriker im Schaltschrank der Hausinstallation eingebaut werden. Es gibt auch Varianten die keinen Eingriff in die Hausinstallation benötigen. Alle anderen Module lassen sich von interessierten Tüftlern selber nachbauen.

Die einzelnen Module und deren Zusammenspiel wird etwas weiter unten genauer erklärt.

bitte ergänzen …

Warum brauche ich einen Volkszaehler?

Wer seinen Energiebedarf analysieren möchte, braucht dazu genaue Messwerte. Bei heutigen Hausinstallationen mit konventionellen Drehstromzählern sind für den Stromverbrauch diese Messwerte nicht vorhanden. Es wird also ein intelligenter Zähler benötigt, der in der Lage ist den Energiebedarf über sehr kurze Zeiträume zu messen und zu speichern.

Diese Geräte werden heute schon von vielen Versorgern angeboten. Die einfachen Lösungen ermöglichen die Anzeige der aktuellen Leistung, der Verbrauchswerte des aktuellen Tages, der aktuellen Woche, des aktuellen Monats und der jeweils vorhergehenden Zeiträume. Bei den meisten Lösungen, bei denen darüber hinaus eine komfortable Auswertung möglich ist, werden die Verbrauchsdaten jedoch zum Versorger übertragen. Der Nutzer kann dann i.d.R. über eine Weboberfäche eine komfortable Analyse vornehmen.

Wie schon weiter oben geschildert besteht nun die Möglichkeit für den Versorger auf Grundlage der Daten Nutzerprofile anzulegen und diese auszuwerten.

So Lustig diese Gedankenspiele auch sind - mit einem intelligenten Zähler eines Versorgers gibt man seine Daten aus der Hand und weiß nicht was mit diesen Daten gemacht wird.

Wer dies nicht möchte, hat mit dem Volkszaehler die Möglichkeit sich einen intelligenten Zähler selbst zu bauen und die Verbrauchsdaten selbst auszuwerten. Die Daten bleiben beim Kunden und der Versorger hat keinen Zugriff auf diese Daten.

meine Daten bleiben bei mir … bitte weiterschreiben!

Wie funktioniert der Volkszaehler?

Der Volkszaehler besteht aus mehreren Modulen. Für jedes Modul gibt es unterschiedliche Ideen der Umsetzung. Es gibt also nicht den einen Volkszaehler, sondern in der technischen Ausführung verschiedene Varianten. Grundsätzlich funktionieren aber alle diese Varanten nach dem gleichen Prinzip.

Die Sensoren - in der Regel je einer pro Phase - werden im Schaltschrank der Hausinstallation zwischen den Vorsicherrungen und den normalen Sicherungsautomaten installiert. Diese Sensoren geben ihre Signale an ein µController-Board weiter, welches die Daten über eine Netzwerkverbindung an einen Datenbankserver zur speicherung weitergibt. Möchte der User nun die Daten abrufen und auswerten nutzt er dazu einen Webbrowser, mit dem er die Daten aus der Datenbank abrufen - und diese grafisch aufbereiten lassen kann.

Die folgende Zeichnung zeigt die Position der Sensoren im Schaltschrank. Das µController-Board kann, muss aber nicht, im Schaltschrank installiert werden. Schema

Bitte kontrollieren ob der Text sachlich richtig ist …

Woraus besteht ein Volkszaehler?

Der Volkszaehler besteht aus 4 Modulen:

  • Messen
  • Übertragen
  • Speichern
  • Auswerten

Für jedes dieser Module gibt es verschiedene Ideen diese zu realisieren. Mehr dazu findet Ihr im Wiki unter setup.

Hier ein paar Infos zu den Modulen:

Messen

Die Messung erfolgt entweder über einen Hutschienenzähler mit S0-Schnittstelle oder über mittels einem Smart Meter, der über eine optische Schnittstelle ausgelesen wird. Die Schnittstelle der Messeinheit ist typischerweise nicht für eine Verkabelung über längere Strecken geeignet; normalerweise 1-5 Meter Kabellänge.

Übertragen

Die Messeinheit wird über ein relativ kurzes Kabel an einem Modul angeschlossen, welches im Wesentlichen eine Schnittstellenwandlung auf Ethernet vornimmt. Von hier aus geht's dann quer durch's Haus oder auch gleich quer durch's Internet auf den Server. Umgesetzt wird das zum Beispiel mit einem kleinen, Mikrocontroller-basierten Rechner (ATmega basiert: YPort-Node oder Net-IO) oder einem Plug-Computer (IOmega iConnect oder Seagate Dockstar SheevaPlug)

Speichern

hier den Webserver beschreiben

Auswerten

hier das Frontend beschreiben

Wer bis hierher gekommen ist und nun Lust auf mehr hat, kann sich gerne in dem Wiki umsehen …


Anwendungs Beispiel

Datenerfassung Stromerzeugung aus Fotovoltaik und Verifizierung Hausstromverbrauch. vorab hier ein Picture: Daten und Erklärung folgt!

basics.1333030372.txt.gz · Zuletzt geändert: 2012/03/29 16:12 von dossidr