Zum 1. November 2020 ist die Stadt Lippstadt mit dem Aufbau eines Energiemanagementsystem (EnMS) und der damit verbundenen Energiedatenerfassung über ein Long Range Wide Area Network (LoRaWAN) gestartet. Das Projekt wird im Rahmen der "Nationalen Klimaschutzinitiative" vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit gefördert und läuft bis 2023.
Mit der Nationalen Klimaschutzinitiative initiiert und fördert das Bundesumweltministerium seit 2008 zahlreiche Projekte, die einen Beitrag zur Senkung der Treibhausgasemissionen leisten. Ihre Programme und Projekte decken ein breites Spektrum an Klimaschutzaktivitäten ab: Von der Entwicklung langfristiger Strategien bis hin zu konkreten Hilfestellungen und investiven Fördermaßnahmen.
Warum führt die Stadt Lippstadt ein Energiemanagementsystem für die städtischen Liegenschaften ein?
Ein Energiemanagementsystem trägt dazu bei,
[1] Laut den Autoren des EU-geförderten Projektes „compete4secap“, können Kommunen durch ein EnMS von einer langfristigen Einsparung von 3-8 % ihres Energieverbrauches ausgehen
Der Erfolg eines EnMS steht und fällt mit der Höhe der Datenqualität. Je mehr Daten erhoben werden, desto besser können Fehlverbräuche identifiziert und Einsparmaßnahmen umgesetzt werden. Hierfür ist ein Submetering-System erforderlich, über das die einzelnen Energieverbräuche erfasst werden können. Gegenwärtig werden die Zähler der meisten Liegenschaften der Stadt Lippstadt von den Gebäudeverantwortlichen regelmäßig abgelaufen und die Daten werden nachträglich manuell in das IT System eingepflegt. Somit liegen entsprechende Energiedaten nur unregelmäßig in Abständen von mehreren Wochen vor und es sind Mitarbeiterressourcen erforderlich, um die Messwerte zu protokollieren. Der Einsatz dieser Mitarbeiterressourcen kann beispielsweise mit LoRaWAN-fähigen Zählern bzw. Sensorik reduziert werden. Durch diese günstige Konnektivitätstechnologie können Zähler schneller, in genau festgelegten Zeiträumen und mit einer deutlich besseren Datengranularität ausgelesen werden. Die Daten werden per LoRaWAN an ein Gateway gesendet, das mit dem Internet verbunden ist und von dort an das EnMS weitergeleitet. Hier können dann Energieeinsparmaßnahmen geplant werde. Kommt es zur Überschreitung von Grenzwerten, wird z.B. eine Push-Benachrichtigung auf mobile Endgeräte der Gebäudeverantwortlichen geschickt.
LoRaWAN steht für Long Range Wide Area Network und gehört zur Familie der Low Power Wide Area Netzwerke (LPWAN). LoRa® ist eine weltweit anerkannte Funktechnologie für die Datenübertragung im Internet der Dinge (IoT = Internet of Things) und ist eine vielversprechende Technologie im Bereich Smart City. Sie ermöglicht es, geringe Datendurchsätze von Sensoren, Aktoren, Zählern (Wasser, Gas, Strom, Wärme) oder Messinstrumenten kostengünstig zu transportieren. Während das klassische WLAN in puncto Reichweite bei etwa 100 Metern eine Grenze zieht, macht LoRaWAN deutlich größere Reichweiten möglich. Die Technologie funktioniert auch in abgelegenen Regionen, an schwer zugänglichen Orten und in Gebäuden aus Stahlbeton.
Die Datenverschlüsselung spielt bei LoRaWAN eine große Rolle. Eine durchgehende Verschlüsselung der Anwendungsdaten ist hier gegeben. Jedes Netzwerk wird im Zuge der Programmierung mit einem einzigartigen Schlüssel, dem sogenannten App Key, und mit einer weltweit eindeutigen Kennzeichnung versehen. Dies stellt einen hohen Authentifizierungsgrad sicher. Zudem prüft jeder Knotenpunkt des Netzwerks die Identität des jeweiligen Gateways, bevor eine Verbindung stattfindet.
LoRaWAN Sensoren verfügen oftmals über eine Batterielaufzeit von fünf bis zehn Jahren. Somit lässt sich ein geringer Wartungsaufwand realisieren.
