Saubere Luft liegt den Bürgerinnen und Bürgern in Wuppertal besonders am Herzen. Nun wollen die Wuppertaler Stadtwerke mit einem IoT-Projekt dazu einen Beitrag leisten. Alle Wertstoff-Container werden künftig füllstandbasiert und routenoptimiert geleert, was Emissionen und Kosten senkt.
Mit Smart Waste gegen die NO2-Belastung
Internet of Things (IoT)-Projekte zur Digitalisierung kommunaler Prozesse genießen bei allen Stakeholdern meist große Akzeptanz. Das liegt maßgeblich daran, dass mit überschaubaren Investitionen ein großer und nachhaltiger Nutzen für alle Beteiligten erzeugt wird, der ohne den Einsatz der neuen Technologie nicht erschließbar wäre.
Das gemeinsame Smart Waste-Projekt der Abfallwirtschaftsgesellschaft mbH (AWG) und der Wuppertaler Stadtwerke GmbH (WSW) ist dafür ein anschauliches Beispiel. Im Stadtgebiet befinden sich an 441 öffentlichen Standorten Depot-Container für die Wertstoffe Papier, Glas, Altkleider und Elektro-Kleingeräte.
Diese werden von der AWG aktuell in einem festen Turnus angefahren und geleert. Die Nachteile der kalenderbasierten Leerung liegen auf der Hand: An besonders oft frequentierten Standorten sind die Behälter häufig schon vor dem Leerungstermin voll, so dass Wertstoffe teilweise davor abgestellt werden oder die Bürger andere Standorte ansteuern müssen.
Andere Container wiederum haben zum Turnustermin noch viel Aufnahmekapazität. Würde man sie bedarfsorientiert leeren, d. h. in Abhängigkeit vom tatsächlichen Füllstand, könnte man sowohl Unordnung an überfüllten Containern vermeiden als auch – in Wuppertal besonders wichtig – die zu fahrenden Kilometer der AWG-Fahrzeugflotte reduzieren und damit die Stickstoffdioxid (NO2)-Emissionen im Stadtgebiet reduzieren.
Werkzeug für Smart City-Projekte
Als sich die WSW-Mitarbeiter während der E-World 2020 am Messestand der ZENNER-Firmengruppe über Möglichkeiten der Digitalisierung informierten, erkannten sie schnell, dass der IoT-Standard LoRaWAN® als Werkzeug für die Umsetzung digitaler Smart City- Projekte auch zum Hebel für die Reduktion der NO2– Emissionen werden könnte. Deshalb haben sie das Smart Waste-Projekt als eines der ersten in Angriff genommen. Die Live-Daten liefern LoRaWAN®-Füllstandsensoren, die in den Containern installiert wurden. Im Stadtgebiet verteilte IoT-Gateways sammeln die Füllstanddaten der Sensoren ein und leiten sie ins Backendsystem weiter. Der gesamte LoRaWAN®-basierte Datenverkehr ist dabei verschlüsselt.
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Die ZENNER LoRaWAN® IoT-Gateways nutzen die hervorragende Gebäudedurchdringung und weiträumige Netzabdeckung der leistungsfähigen LoRaWAN®-Technologie.
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LoRaWAN®-Gateway zur Realisierung von IoT-Anwendungsfällen
Auf der von ZENNER entwickelten IoT-Plattform element laufen alle Daten zusammen, welche durch die Gateways gesendet werden. WSW entwickelte ein eigenes Backend-System, das von der element-Plattform in Echtzeit Daten erhält, daraus wertvolle Informationen generiert und aufbereitet. Darauf basierend kann neben der Füllstandüberwachung auch die flexible Routenplanung für die Wertstoffabfuhr errechnet werden, was dieses Digitalisierungsprojekt besonders nachhaltig macht.
Projekterfahrungen stimmen zuversichtlich
Das Projekt startete mit technischen Tests: Welche Sensoren eignen sich? Wie ist es vor Ort um Reichweite und Konnektivität der Sensoren und IoT-Gateways bestellt? Auf Basis der Ergebnisse haben ZENNER und WSW das IoT-Netz konzeptioniert und ausgerollt. Parallel entwickelte WSW das Dashboard für die Tourenplanung. Nach ausgiebigen Tests ist das gesamte IoT-System nun in Betrieb – im ersten Schritt für alle Glas-Container im Stadtgebiet.
Markus Hilkenbach, Vorsitzender der WSW-Geschäftsführung, erklärt: „Der Aufbau einer flächendecken- den LoRaWAN®-Infrastruktur in Wuppertal ermöglicht uns die Umsetzung unterschiedlicher Anwendungsfälle innerhalb der WSW-Unternehmensgruppe und zukünftig auch für externe Kunden. Gemeinsam mit der AWG digitalisieren wir nun die Füllstände innerhalb der Depot-Container, beginnend mit den Glas-Containern. Auf dieser Basis optimieren wir die Routenplanung mit dem Ziel, Kosten einzusparen und einen Beitrag zur NO2-Reduktion im Stadtgebiet zu leisten. Dabei nutzen wir erfolgreich den LoRa-Network-Server von ZENNER.“
IoT-Netz für weitere Anwendungen nutzbar
Weitere LoRaWAN®-basierte Anwendungen bei den WSW sind fernauslesbare Wärmemengenzähler im Fernwärmenetz und das Verfügbarmachen von Statusinformationen aus dem Mittelspannungsnetz. Außerdem sind Pilotprojekte in den Bereichen CO2-Messung, Submetering und bedarfsgerechter Steuerung der Straßenbeleuchtung geplant. Vorteilhaft: Für diese und weitere Anwendungen kann das bereits bestehende LoRaWAN®-Funknetz verwendet werden. Auf all diesen Feldern verfügt ZENNER bereits über – teils mit Partnern und Kunden entwickelte – Lösungen und umfangreiche Projekterfahrung.
Das Smart Waste-Projekt in Wuppertal ist dennoch keines von der Stange: „Für uns ist es besonders interessant, weil der Use Case Smart Waste dort in einem selten großen Maßstab ausgerollt wird“, kommentiert René Claussen, Leiter Geschäftsbereich IoT & Digitale Lösungen bei ZENNER. „Das bedeutet auch für uns spezifische neue Lerneffekte, die wir in kommende Projekte einfließen lassen.“
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Wir beraten Sie gerne: Kontaktieren Sie uns! In allen Projektphasen unterstützen wir Sie bei strategischen und technischen Fragen.
Das Smart Waste-Projekt in Wuppertal zahlt auf folgende UN-Ziele ein:
