Unser Kundenmagazin Smart & Easy – Ausgabe 2-2024

Veröffentlicht: 08. Mai 2024

DIGITALER ROLLOUT IN DER WASSERWIRTSCHAFT

Wasserzähler automatisiert auslesen und überwachen, Fehlfunktionen und Leckagen frühzeitig bemerken, Wasserqualität und Pegelstände kontrollieren oder Hochwassergefahren automatisch erkennen – das Internet of Things (IoT) mit dem Funkstandard LoRaWAN^® bietet Wasserversorgern und Stadtwerken viele Vorteile und die Möglichkeit, neue Services zu entwickeln. Versorger halten mit der Digitalisierung neue Werkzeuge in der Hand, die viele Prozesse in der Verbrauchserfassung und -abrechnung sowie in anderen Bereichen der Wasserwirtschaft von Grund auf verändern, die Umwelt schonen und Nachhaltigkeit erzeugen. ZENNER bietet nahezu sein gesamtes Wasser- und Wärmezählerprogramm mit LoRaWAN^®-Funkmodulen an. Um über die reine Verbrauchserfassung hinaus digitale Mehrwerte mit LoRaWAN^® (Long Range Wide Area Network) zu bieten, hat ZENNER sein Portfolio um zahlreiche smarte Sensoren ergänzt, mit denen sich viele Anwendungsfälle im Bereich der Wasserwirtschaft umsetzen lassen. Außerdem unterstützt ZENNER seine Kunden beim Aufbau und Betrieb eigener LoRaWAN^®-Netze. Mit LoRaWAN^® lassen sich die Daten tausender Zähler und Sensoren kosten und energiesparend in kürzester Zeit und über weite Strecken hinweg übertragen und auf entsprechenden Plattformen digital verarbeiten. Einige hundert Stadtwerke und Kommunen haben inzwischen solche Netze aufgebaut und nutzen die smarte Technologie. Dort, wo ein Netz bereits vorhanden ist, lassen sich neue Geräte, Sensoren und Anwendungen besonders effizient integrieren.

Digitale Verbrauchserfassung

Wie hoch der Effizienzgewinn der Digitalisierung sein kann, zeigt sich beispielsweise bei der automatisierten Auslesung von Zählern. Wenn kein Ableser mehr vor Ort die Zählerstände erfassen muss, spart dies dem Versorger Zeit und Geld. Zudem schont es die Umwelt, da durch weniger Fahrten gleichzeitig CO₂ eingespart wird.
Vor allem die manuelle Ablesung von Schachtzählern stellt Wasserversorger regelmäßig vor große Herausforderungen. Mit LoRaWAN^® kann der enorme Aufwand auf ein Minimum reduziert werden.

Schäden durch Wasserrohrbruch vermeiden

Die smarte und LoRaWAN^®-basierte Leckage-Prävention ist ein weiteres Beispiel, wie mit Hilfe der LoRaWAN^®-Technologie datenbasiert Mehrwerte und Nutzeffekte realisiert werden können. Bei der smarten Leckage-Prävention wird ein LoRaWAN^®-fähiger Wasserzähler mit einem smarten Ventil vernetzt. Stellt das Backendsystem fest, dass ein voreingestellter Durchfluss-Maximalwert verletzt wird, sendet die Plattform ein Signal an das smarte Ventil, das daraufhin automatisch schließt und den Wasserfluss stoppt. So lassen sich im Falle eines Defektes oder Rohrbruchs kostspielige Wasserschäden und Nutzungsausfälle durch Reparaturen vermeiden. Das Alarm und Störmanagement meldet den Vorgang per E-Mail und SMS an die im System hinterlegten Personen.

Smarte Überwachung der Wasserqualität mit LoRaWAN^®

Mit LoRaWAN^® lassen sich nicht nur Zählerstände und Verbräuche übertragen. Kommunen können auch die Wasserqualität ihrer Gewässer und Wasserspeicher
durchgängig und zuverlässig überwachen. Die manuelle Prüfung der Wasserqualität ist personal- und kostenintensiv. Da oft großflächige Messungen erforderlich sind, bieten sich automatisierte Verfahren an. Mit intelligenten IoT-Sensoren werden die Daten zur Wasserqualität regelmäßig über ein LoRaWAN^®-Netz übertragen. Werden bestimmte Grenzwerte überschritten, sendet das System automatisch Alarmmitteilungen. Die IoT-Sensoren von ZENNER messen u.a. Parameter wie Leitfähigkeit, Temperatur, Wasserstand, gelösten Sauerstoff, pH-
Wert oder den Nitratgehalt. Dadurch ist eine Veränderung der Wasserqualität zeitnah und ohne zeitliche Verzögerung bemerkbar. Das ist vor allem im Sommer hilfreich, wenn sich bei steigender Wassertemperatur Blaualgen bilden, die den Fischbestand in Binnengewässern gefährden. Wird die Zunahme der Blaualgen früh erkannt, können rechtzeitig Gegenmaßnahmen ergriffen werden. Damit leistet die IoT- Lösung einen großen Anteil zum Umweltschutz. Außer der Überwachung der Wasserqualität gibt es auch im Bereich Starkregen- und Hochwassermanagement interessante IoT-Anwendungsfelder im Themenumfeld Wasser.

Pegelstandsmessung und Hochwasserschutz mit LoRaWAN^®

Auch in Deutschland kommt es seit einigen Jahren immer häufiger zu extremen Wettersituationen. Hitzeperioden sorgen für einen niedrigen Grundwasserspiegel. Das gefährdet vielerorts den Baumbestand, was enorme wirtschaftliche Schäden erzeugt und der Umwelt schadet. Andere Wetterphänomene wie Starkregen in Verbindung mit heftigen Gewittern sorgen ebenfalls häufig für enorme
Schäden. Im Gegensatz zu Hochwasser an größeren Flüssen sind Ort und Zeitpunkt kaum vorherzusagen. Viele Kommunen überwachen mit Hilfe des Internets der Dinge daher die Pegelstände von stehenden Gewässern, Fließgewässern oder des Grundwassers. Sei es das Hochwasser unter einer Unterführung,
ein kurz vor dem Überlauf stehendes Regenrückhaltebecken oder das Eindringen des ansteigenden Hochwassers in Geschäfts- und Wohnhäuser – gerade Sensoren an unzugänglichen Orten können mit Hilfe von LoRaWAN^® ® zuverlässig ausgelesen werden. Die Nutzer erhalten die Daten der Pegelstände via LoRaWAN^® in Echtzeit, identifizieren frühzeitig mögliche Gefahrenbereiche und erhalten automatische Status- und Warnmeldungen. Stadtwerke, Feuerwehr oder Technisches Hilfswerk können sofort eingreifen und das Problem beheben – im Idealfall bevor größere Schäden entstehen oder Leib und Leben in Gefahr sind.

Ein Netz für viele Anwendungen

Das LoRaWAN^®-Funknetz kann der Versorger je nach Bebauungsdichte selbst ausgestalten und mit Erreichbarkeitstests prüfen, indem er die IoT Gateways bedarfsgerecht im Stadtgebiet platziert. So können Versorger in ihren Städten schnell und einfach flächendeckende LoRaWAN^®-Funknetze aufbauen. Das ist nicht zuletzt deshalb sinnvoll, weil mit der LoRaWAN^®-Technologie viele andere smarte Anwendungen im Bereich der Fernüberwachung und Fernsteuerung möglich sind.