Smart Meter- Produktvielfalt in Österreich
Wie viel Strom habe ich heute verbraucht? Wie hoch war meine Einspeiseleistung ins Stromnetz und was habe ich verdient? Diese Fragen stellen sich Besitzer*innen alternativer Energieerzeugungsanlagen - nicht zuletzt wegen der aktuellen Energiesituation und steigender Lebenserhaltungskosten. Die vom Smart Meter gemessenen Daten werden automatisch über das Stromnetz oder das Mobilfunknetz an die Netzbetreiber geschickt. Diese hatten bis vor kurzem Smart-Meter-Modelle sieben verschiedener Hersteller im Einsatz.
Wurde eine Datenschnittstelle für einen Smart Meter-Typ programmiert, konnte es passieren, dass die Datenübernahme bei einem anderen Modell nicht funktionierte. Für Endkunden und -kundinnen war es aufgrund unterschiedlicher Softwareprotokolle und physikalischer Schnittstellen nicht möglich, ihre vom Smart Meter ausgegebenen Daten etwa zur Integration in das eigene Smart-Home-Netzwerk zu verwenden.
Energiemanagement im Eigenheim
Österreichs E-Wirtschaft fasste den Entschluss, eine einheitliche Schnittstelle für Smart Meter entwickeln zu lassen, passend für alle Smart-Meter in Österreich. Den Zuschlag für die Entwicklung und die Option für die anschließende Produktion des "Smart Meter-Adapters" erhielt Ginzinger electronic systems GmbH. Der Smart Meter-Adapter wandelt dabei unterschiedliche Schnittstellen der jeweiligen Smart Meter zu einer einzigen einheitlichen und standardisierten Schnittstelle in Richtung Kundenanlage um.
Er dient als Brücke zwischen dem privaten Heimnetzwerk der/des Anwenderin/Anwenders und dem Smart Meter des Netzanbieters. Nach erfolgter Montage im Zählerkasten wird der Adapter mit der Kundenschnittstelle des Smart Meters verbunden und konfiguriert. Ab diesem Zeitpunkt übermittelt er die Daten binnen Sekunden 1:1 in ein vom Kunden/von der Kundin ausgewähltes WLAN.
Der Adapter bietet privaten Anwendern die einfache Möglichkeit eigene, aktuelle Zählerdaten zu erfassen und für private Zwecke weiterzuverarbeiten. Endkunden und -kundinnen können ihren Energiebezug oder ihre in das Netz eingespeiste Energie in Echtzeit vor Ort, etwa über mobile Endgeräte, visualisieren bzw. in weiterer Folge in Smart-Home-Anwendungen einbinden.
Neben der Aufzeichnung und Auswertung der eigenen Energiedaten im Eigenheim (Energieerzeugung, Einspeiseleistung) ist auch die Feinabstimmung der Regelung von Photovoltaik-Anlagen oder die Erfassung von Blindleistungsdaten möglich. Die Daten werden ausschließlich lokal ausgelesen, um deren Sicherheit zu garantieren. Nur der Kunde/die Kundin hat so Zugang zu den Daten.
„Dem Kunden werden sich damit völlig neue Möglichkeiten erschließen.Mit der Etablierung dieser österreichweit einzigartigen Hardwarelösung schaffen wir eine wichtige, technische Grundlage, auf der künftig innovative Anwendungen – etwa Energiemanagement-Systeme oder Home-Automation-Produkte – aufsetzen können."
Projektstart
Das Entwicklungsprojekt startete im Februar 2021. Unterstützt wurde Ginzinger von seinem langjährigen Partner X-Develop, einem Engineeringbüro aus Salzburg, das bei der Entwicklung der Elektronik seine Expertise aus dem Bereich Energiemanagement einbrachte.
Bei der Hardware für den Smart Meter-Adapter entschied sich das Entwicklungsteam für eine Microcontrollersteuerung, basierend auf einem ESP32 Microcontroller mit eigenem Webclient. Damit können die Daten einfach lokal abgerufen werden und sowohl WLAN als auch Microcontroller sind in einem System vereint.
„Die Vereinfachung der großen Software- und Hardwarevielfalt der einzelnen Smart Meter war auf einem Embedded-Linux-Gerät mit Applikationsprozessor aufgrund der Preissensibilität nicht realisierbar. Die Lösung basierend auf einer Microcontrollersteuerung stellte sich daher schon beim Entwicklungsstart als optimale Lösung heraus.“
Vereinfachung der Variantenvielfalt
Die Herausforderung bei der Entwicklung war es, eine kostengünstige Plattform für alle Netzbetreiber zu entwickeln, welche die unterschiedlichen Soft- und Hardwareschnittstellen vereint. Da je nach Smart Meter-Typ die einzelnen Schnittstellen variieren, wurde beim Hardwarelayout auf ein modulares Konzept gesetzt und speziell darauf geachtet, mit möglichst wenig Varianten auszukommen. Das Platinen-Steckkonzept, bestehend aus Prozessorplatine und smartmeterspezifischer Platine, ermöglicht es, mit insgesamt fünf Varianten den gesamten österreichischen Markt kostengünstig zu bedienen.
Auch wenn die Entwicklung basierend auf der Microcontrollersteuerung technisch nicht überaus komplex war, galt es, einige weitere Hürden bei der Vereinheitlichung der einzelnen Smart Meter hin zu einem Adapter zu meistern. Die Stromversorgung war beispielsweise nur bei einigen Zählertypen per USB-C möglich.
Software und Datensicherheit
Die Daten für die Benutzer*innen des Smart Meter werden in einer übersichtlichen Benutzeroberfläche für Browser angezeigt. Für die einfache Verwendung in Home-Automation-Lösungen werden die Daten über eine REST-API, Modbus TCP bzw. über ein MQTT-Protokoll im JSON-Format zur Verfügung gestellt. Im Testlauf wurden während der Entwicklung alle österreichischen Smart Meter gleichzeitig in Betrieb genommen, damit jedes neue Softwarerelease automatisch aufgespielt und mit jedem Smart Meter individuell getestet werden konnte.
Wichtiger Bestandteil der Entwicklung war von Anfang an das Thema Security.
„Es wurde ein Konzept mit signierten Updates umgesetzt, um sicherzustellen, dass nur die eigene Firmware aufgespielt werden kann. Zusätzlich wurden mit einem Partner Penetration-Tests durchgeführt, um die geforderte Sicherheit auch wirklich gewährleisten zu können.“
Freie Wahl bei der Produktion
Mitte 2023 gab der Österreichs E-Wirtschaft die initiale Produktion von 11.000 Smart Meter-Adaptern bei Ginzinger electronic systems frei. Diese Erstmenge wird im Anschluss an die Netzbetreiber verteilt, damit interessierte Endkunden und -kundinnen den Adapter direkt bei diesen erwerben können. Eine Besonderheit ist, dass es seitens Österreichs E-Wirtschaft jedem Elektrizitätsversorgungsunternehmen freigestellt ist, den Smart Meter-Adapter nach Erhalt der ersten Charge weiterhin bei Ginzinger electronic systems produzieren zu lassen. Jedes Mitglied hat die Möglichkeit, diesen bei anderen EMS-Dienstleistern in Auftrag zu geben. Die benötigten Entwicklungsdaten können unkompliziert von Ginzinger electronic systems erworben werden.
„Wir sind sehr froh, dass wir für die Umsetzung unserer Projektidee in der Firma Ginzinger einen äußerst kompetenten Partner gefunden haben. Wir waren mit der Abwicklung sehr zufrieden und können das Unternehmen nur weiterempfehlen“
„Gerne erhalten die Mitglieder die Produktionsdaten von uns, um beim Mitbewerb produzieren zu lassen. Wir setzen bei unseren Kundinnen und Kunden stets auf gegenseitiges Vertrauen und auf langfristige Beziehungen. Darum freuen wir uns natürlich, wenn Vereinsmitglieder auch in Zukunft auf unsere Erfahrung und Kompetenz als Komplettanbieter vertrauen. Nicht zuletzt, weil wir die Entwicklung des Adapters inklusive Beschaffung der Bauteile für die erste Charge trotz der anhaltenden Bauteilkrise zur vollsten Zufriedenheit des Verein Österreichs E-Wirtschaft abwickeln konnten.“
Verein Österreichs E-Wirtschaft
Österreichs E-Wirtschaft vertritt seit 1953 die gemeinsam erarbeiteten Brancheninteressen gegenüber Politik, Verwaltung und Öffentlichkeit und ist seit rund zwanzig Jahren im Dachverband organisiert. Rund 140 Mitgliedsunternehmen beschäftigen gemeinsam ca. 17.000 Mitarbeiter*innen und erzeugen etwa 90 Prozent des österreichischen Stroms – ca. 70 TWh pro Jahr. Etwa 75 Prozent davon stammen aus erneuerbarer Energie.
Bei privatem Interesse am Erwerb eines Smart Meter-Adapters für das Eigenheim kontaktiert man am besten direkt seinen Energieanbieter. Weitere Infos: https://oesterreichsenergie.at/
