SAV installiert das weltweit erste bidirektionale OMS-LPWAN-Burst-Mode Netzwerk für Wärmezähler

SAV Systems Ltd, ein führender britischer Anbieter im Bereich  von Messsystemen für Fernwärmenetze,  hat in Zusammenarbeit mit Kamstrup  eine drahtlose Zwei-Wege-Messlösung für PAYG-(Pay-as-you-go)-Wärmenetzinstallationen entwickelt. Die beiden Unternehmen arbeiteten eng mit Metropolitan zusammen, einem Anbieter von CO₂-armen Wärme-, Warmwasser- und Kältenetzen für neue Wohnbauprojekte in Großbritannien. Metropolitan plant, installiert, besitzt und betreibt dezentrale Energiezentralen sowie die dazugehörige Netzinfrastruktur. Bei der Umsetzung der Heizlösungen arbeitet das Unternehmen mit SAV Systems zusammen.

Die über Fernwärmenetze gelieferte Wärme in UK soll von soll von ~12,9 TWh (2020) auf ~95 TWh bis 2050 steigen. (Quelle: GOV.UK)  

Wärmenetze sind ein wichtiger Bestandteil der Strategie der britischen Regierung zur Reduzierung der CO₂-Emissionen und des Energieverbrauchs. Sie ermöglichen eine emissionsarme Wärmeversorgung aus einer Vielzahl von Energiequellen und stellen damit eine attraktive Alternative zu Technologien wie Gasheizungen dar. Gleichzeitig bieten sie eine naheliegende Lösung, um die Klimaauswirkungen des Landes zu verringern.

Wie funktioniert das Pay-as-you-go-System?

Im Rahmen eines PAYG-Modells (Pay As You Go) leisten Endkunden Vorauszahlungen und können Wärme beziehen, solange ihr Guthabenkonto ein ausreichendes Kreditguthaben aufweist. Ist das Guthaben aufgebraucht, kann das Abrechnungsunternehmen die Wärmeversorgung durch Fernbetätigung eines Absperrventils in der HIU (Heat Interface Unit, Wohnungsübergabestation) unterbrechen. Nach erneuter Aufladung des Guthabenkontos wird das Ventil wieder geöffnet und die Wärmeversorgung automatisch wiederhergestellt. PAYG ist im Vereinigten Königreich weit verbreitet und hat sich als effiziente Methode erwiesen, sowohl Zahlungsrückstände bei Versorgungsunternehmen als auch den Energieverbrauch der Verbraucher zu reduzieren.  Erkenntnisse aus verschiedenen PAYG-Programmen zeigen, dass Kunden ihren Energieverbrauch im Vergleich zu Nutzern mit herkömmlicher Abrechnung um bis zu 20 % reduzieren können. Dies ist insbesondere darauf zurückzuführen, dass PAYG die Transparenz über den eigenen Energieverbrauch erhöht und zu einem bewussteren Umgang mit Energie anregt. 

SAV bietet gemeinsam mit seinem Kunden Metropolitan bereits eine kabelgebundene M-Bus-Lösung mit bidirektionaler Ventilsteuerung an. Diese ermöglicht sowohl die Verbrauchserfassung als auch die thermische Trennung über ein kabelgebundenes M-Bus-Netzwerk. Kabelgebundene Lösungen sind jedoch für Gebäude mit geringer Bebauungsdichte, wie freistehende oder Doppelhaushälften, Ferienhäuser und Bungalows, weniger geeignet.

„Wenn Wärmenetze in Großbritannien erfolgreich ausgebaut werden sollen, brauchen wir eine Lösung für Wohngebiete mit geringer Bebauungsdichte“, sagt Douglas Norton. „Bei der Verbrauchserfassung in Wärmenetzen mit geringer Dichte ist ein wesentlicher Bestandteil der Lösung die Abrechnung und Überwachung dieser Systeme. Lange Zeit war der kabelgebundene M-Bus in Großbritannien die bevorzugte Lösung. Das Problem besteht jedoch darin, dass man nicht zu jedem einzelnen Haus mit geringer Bebauungsdichte ein Kabel verlegen kann. Wir benötigten daher eine drahtlose Lösung, um die Steuerung zum Verbinden und Trennen zu ermöglichen.“

Die verfügbaren offenen Wireless-M-Bus-Lösungen boten weder eine bidirektionale Kommunikation zur Ventilsteuerung noch war ihr TCO angesichts der begrenzten Reichweite des Netzwerks akzeptabel.

Ein wesentlicher Faktor war, das Risiko eines vollständigen Austauschs aller Kommunikationsmodule oder Zähler infolge einer Technologieabkündigung zu vermeiden, da die Hardware eine prognostizierte Lebensdauer von 15 bis 20 Jahren hat. Dieses Risiko ist insbesondere bei auf Telekommunikation basierenden Technologien wie 4G oder NB-IoT hoch, falls der Netzbetreiber beschließt, die Technologie innerhalb dieses Zeitraums außer Betrieb zu nehmen.

Darüber hinaus wurden die Anforderungen durch die bevorstehende britische HNTAS-Verordnung weiter verschärft, da diese vorschreibt, dass von jeder Kundeninstallation Daten im 30-Minuten-Takt übermittelt werden müssen.

Insgesamt stellte das SAV-Metropolitan-Projekt folgende Anforderungen:

Eine dedizierte drahtlose Netzwerklösung

Bidirektionale Kommunikation zur Fernsteuerung der Ventile (Öffnen und Schließen) mit einer maximalen Latenz von 15 Minuten und einer Verfügbarkeit von nahezu 100 %

Verbrauchsdaten von allen Zählern im 30-Minuten-Intervall mit einem SLA von 100 % für die Datenerfassung

Niedrige Gesamtbetriebskosten (TCO) durch die Anbindung von 100 bis 1.000 Messstellen pro Datensammler bzw. Konzentrator

Ein offenes Kommunikationsprotokoll

Plug-and-play-Installation

Eine einheitliche Softwareplattform für die Verwaltung kabelgebundener und drahtloser Lösungen

Die erste von Kamstrup entwickelte drahtlose Zwei-Wege-Messlösung OMS LPWAN wurde in UK installiert. Laut Douglas Norton, Produkt- und Technischer Manager bei SAV Systems, bietet die Lösung zuverlässige Leistung – und ließ sich sehr einfach installieren. 
 

Projekt-Highlights:

• Plug-and-Play-Installation: Der MULTICAL® 603S lässt sich einfach installieren und wird über den Konzentrator ohne komplexe Router-/Port-Konfigurationen mit READy verbunden.  
• Reichweite und Ausfallsicherheit: Der OMS-LPWAN Burst-Mode bietet eine 4– bis 5-mal größere Reichweite als der klassische Wireless M-Bus und ermöglicht die Datenerfassung von mehreren tausenden Zählern pro Konzentrator.  Das System ist darauf ausgelegt, eine effektive PAYG-Verfügbarkeit von nahezu 100 % zu gewährleisten.
• Flexibilität bei der Anbieterwahl: Die Lösung mit offenem Protokoll wahrt das Eigentumsrecht an den Daten und das Recht auf Anbieterwechsel (Abrechnung, Messung, Software). Einhaltung britischer Vorschriften: Unterstützt Verbrauchsdaten im 30-Minuten-Takt zur Einhaltung der vorläufigen HNTAS-Vorschriften.  
• Wettbewerbsfähige Gesamtbetriebskosten (TCO): Weniger Konzentratoren, eine vereinfachte Installation und eine einheitliche Softwareplattform für die Verwaltung, Datenerfassung sowie das Fernöffnen und Fernschließen von Ventilen direkt aus dem SAV-Büro.

Douglas Norton lobt den Entwicklungsprozess hinter der SAV-Lösung.

„Kamstrup hat uns während des gesamten Projekts hervorragend unterstützt“, sagt er. „Das Team hat genau zugehört und unsere Anforderungen berücksichtigt – beispielsweise den Consumer Bypass, der ohne die Zusammenarbeit mit dem britischen Markt und dessen Pay-as-you-go-Lösungen vermutlich nicht in das Produktdesign eingeflossen wäre. Wir hatten wöchentliche Abstimmungsgespräche, um uns über den Projektfortschritt und aktuelle Entwicklungen auszutauschen. Unsere  Zusammenarbeit in diesem Projekt war ausgezeichnet.“

Douglas Norton ist zuversichtlich, dass sich die SAV-Lösung weiterentwickeln wird und künftig für die Nachrüstung von Zählern in Gebäuden mit hoher Wohndichte, wie bespielsweise Mehrfamilienhäuser, geeignet sein wird.

"Wir stehen in UK noch ganz am Anfang  bei der Versorgung mit Wärme in geringer Bebauungsdichte ", sagt er. "“Aber wir haben auch einen großen Bestand an Altbauten, die umgerüstet werden müssen, und dort ist die Verlegung von Kabeln nicht möglich. Wir haben Projekte, bei denen man keine proprietären Systeme mehr einsetzen möchte oder bei denen diese versagen und modernisiert werden müssen.“

Kurz gesagt: SAV hat die OMS-Spezifikation und die Produkte von Kamstrup zu einer Lösung kombiniert, die zum weiteren Wachstum der Wärmenetze in Großbritannien beitragen dürfte, offene Standards und Wahlfreiheit gewährleistet und SAV einen Wettbewerbsvorteil verschafft. Es überrascht daher nicht, dass Douglas Norton ein positives Fazit zieht.

"Rückblickend war es eine lange und zugleich sehr erfolgreiche Reise", resümiert er mit einem Lächeln.