IoT Monitoring im Gebäude von Zählerauslese und Energieüberwachung zu Gebäude und Raumautomation

IoT Monitoring im Gebäude von Zählerauslese und Energieüberwachung zu Gebäude und Raumautomation

Michael Kofel / Irhan Murati

In dieser Bachelor-Thesis wurde die Frage behandelt, ob in Zukunft Funklösungen die etablierten, drahtgebundenen Systeme im Bereich der privaten Energiemessungen im Gebäude ersetzten können. Der Fokus lag dabei auf Neubauten sowie der Sanierung von Wohnüberbauungen in der Schweiz. Energiemessungen der Gewerke Elektro, Wasser und Heizung wurden zunächst auf deren gesetzliche Grundlagen in mehreren Kantonen sowie auf eine mögliche Fernauslesung hin untersucht. Dabei sollten Lösungen aus dem Bereich des Internet of Things (deutsch: Internet der Dinge, IoT) ihre Anwendung finden. Die Verbindung zum Internet kann drahtgebunden mit einem Netzwerkkabel oder drahtlos per Funk erfolgen. Weil funkfähige Energiezähler i.d.R. batteriebetrieben sind und keine grossen Datenmengen versenden, wurden zu diesem Zweck energieeffiziente IoT-Funknetze aufgebaut. Diese arbeiten mit geringen Bandweiten und können dadurch eine längere Batterielebensdauer gewährleisten. Aufgrund ihrer technischen Eigenschaften werden in der Schweiz vor allem LoRaWAN und NB-IoT als IoT-Funkprotokolle für das Energiemonitoring eingesetzt. 

Durch Recherchen im Internet sowie Telefonate mit Energiecontractors, Energieversorgungsunternehmen, Netzbetreibern und Herstellern von Energiezählern wurden zahlreiche Informationen ausgewertet und in die Arbeit eingebaut. Dabei stellte sich heraus, dass IoT-Funklösungen ein grosses Potential für das Energiemonitoring in Wohngebäuden aufweisen. Die Anschaffungskosten solcher Systeme erscheinen zunächst attraktiv. Die vergleichsweise geringen Anschaffungskosten – weil die Kosten für Verrohrungen und Verkabelungen entfallen – gleichen sich jedoch nach wenigen Jahren aufgrund der laufenden Abonnementskosten wieder aus. Bei einem konventionellen, drahtgebundenen System wird lediglich ein Abonnement für das komplette System benötigt, während bei Funklösungen Gebühren pro angeschlossenem Energiezähler und Monat anfallen. Diese Preise werden aktuell (noch) als zu hoch eingestuft. Je tiefer die laufenden Kosten fallen, desto mehr wird sich eine Funklösung lohnen.

Abbildung 1: Vergleich im Neubau
Abbildung 2: Vergleich in der Sanierung

Die Punkte werden vergeben, wenn ein Kriterium dem System als Vorteil angerechnet werden kann.

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