Kommunikation ist eine Kernkomponente jedes intelligenten Netzes und jeder AMI-Implementierung. Je nach Anwendungsfall, Lage, ländlichen/städtischen Gebieten oder vorhandener Infrastruktur kann sich ein Netzbetreiber für PLC, Mesh-Infrastruktur oder Mobilfunk entscheiden. Wie können Versorgungsunternehmen angesichts einer immer vielfältigeren und aktiveren Kundenbasis, die nun auch Prosumer, das Aufladen von Elektrofahrzeugen, erneuerbare Energien und mehr umfasst, sicherstellen, dass alle Segmente bedient werden, ohne ihre Advanced-Metering-Infrastruktur (AMI) zu beeinträchtigen?
Da sich das Umfeld der Versorger verändert und inzwischen auch Prosumer, das Aufladen von Elektrofahrzeugen, erneuerbare Energien und vieles mehr umfasst, spielt die Wahl der geeigneten Kommunikationstechnologie eine entscheidende Rolle, um eine nahtlose Servicebereitstellung zu gewährleisten, ohne die bestehende AMI zu stören. In diesem Blog befassen wir uns mit den wichtigsten drei Technologien, die den AMI-Markt heute beherrschen: Powerline Communication (PLC), Radio Frequency Mesh (RF Mesh) und Mobilfunk.
Powerline-Kommunikation(PLC)
Powerline-Kommunikation nutzt Stromleitungen für die Datenübertragung und ist eine ausgereifte Technologie mit offenen Standards und Herstellerallianzen wie der G3-PLC-Allianz. PLC gilt als kosteneffizient, insbesondere in Verbindung mit intelligenten Zählern mit geringen Übertragungsvolumen und längeren Kommunikationsintervallen, und ist in den italienischen, französischen und spanischen AMI-Systemen vorherrschend. Da Edge-Anwendungen jedoch eine größere Bandbreite und nahezu Echtzeitkommunikation erfordern, benötigt PLC eine höhere Zählerdichte pro Umspannwerk und zusätzliche Datenkonzentratoren, was zu höheren Kosten führt.
Frost und Sullivan prognostizieren in ihrem Bericht "Electricity Metering 2021" eine anhaltende Dominanz von PLC bis 2026, wobei der Marktanteil von 57% 2022 auf 52% sinken wird. Gleichzeitig wird damit gerechnet, dass die Auslieferung von LTE/IoT-Geräten im selben Zeitraum von 13% auf 39% steigt.
RF-Mesh-Netzwerk
Die RF-Mesh-Kommunikation nutzt das unlizenzierte RF-Spektrum in einem Mesh-System, wobei intelligente Zähler als Sender/Empfänger fungieren und miteinander kommunizieren. Das RF-Mesh-Netzwerk arbeitet im Frequenzbereich von 900 MHz bis 2,4 GHz, bietet eine angemessene Bandbreite und ist netzunabhängig, so dass die Kommunikation auch bei Stromausfällen gesichert ist. Allerdings stellen anwendereigene Lösungen und der begrenzte Zugang zu HF-Frequenzen in Europa eine Herausforderung für die Interoperabilität und Standardisierung für das RF-Mesh-Netzwerk dar.
P2P-Mobilfunkverbindungen
Mobilfunkverbindungen, die einst als weniger wettbewerbsfähig galten, bieten heute erhebliche Vorteile und sind deutlich kosteneffizienter. Sie nutzen öffentliche Infrastrukturen und senken dadurch die mit privaten Netzen verbundenen Investitions- und Betriebskosten. P2P-Mobilfunkverbindungen sind Ideal für Bereiche, in denen PLC und RF Mesh ungeeignet oder zu teuer sind, und ermöglichen eine schnelle Serviceaktivierung mit minimalen Investitionen. Im Gegensatz zu PLC- oder Mesh-Architekturen ist die Aufrüstung einer auf Mobilfunkverbindungen basierenden Zählerinfrastruktur unabhängig vom bestehenden System und stellt keine Bedrohung für diese dar, wodurch Hardware-, Firmware- und Serviceerweiterungen vereinfacht werden.
Überlegungen zu Mobilfunk-Umgebungen:
Connectivity as a Service: Trotz der Bedenken hinsichtlich der Abhängigkeit von Telekommunikationsbetreibern kann die Integration von Mobilfunkverbindungen in eine AMI-Lösung Netzbetreibern mehr Flexibilität, Reichweite und Verfügbarkeit bieten. Dieser Ansatz optimiert die Installation und bietet eine einzige Anlaufstelle für effizienten, zuverlässigen und sicheren Service.
Cybersicherheit in öffentlichen Netzen: Sicherheit ist in öffentlichen Netzen nach wie vor oberstes Gebot. Die Wahl von Anbietern, die End-to-End Sicherheit vom Gerät zur Cloud garantieren, gewährleistet Datenintegrität, Vertraulichkeit und die Einhaltung der DSGVO-Bestimmungen.
Erfolgreicher Übergang:
Im Zuge der Weiterentwicklung der Smart-Grid-Technologie müssen Versorgungsunternehmen ihre Kommunikationstechnologie sorgfältig prüfen, um die vielfältigen Bedürfnisse einer zunehmend dynamischen Kundenbasis zu erfüllen. Ob PLC, RF Mesh oder mobil: Jede Netzstruktur bietet einzigartige Vorteile und Leistungen. Wichtig ist, die gewählte Technologie mit den regionalen Anforderungen in Einklang zu bringen, um einen nahtlosen Übergang zu ermöglichen, der die Versorgungsunternehmen auf die IoT-gesteuerte Zukunft der intelligenten Netze vorbereitet.
Die Wahl des Kommunikationsnetzwerks hängt von den regionalen Gegebenheiten, den Vorschriften und den kundenseitigen Erwartungen ab. Der Übergang zwischen den Netzstrukturen erfordert sorgfältige Planung und hat auch Auswirkungen auf die Versorger. Ein erfolgreiches Beispiel ist Vores Elnet in Dänemark, das 2021 auf Cellular P2P umgestellt hat. Durch die Einführung des Landis+Gyr E360-Zählers für Privathaushalte erreichte das Unternehmen Skalierbarkeit, Flexibilität und IoT-Fähigkeit, ohne den Kundenservice zu beeinträchtigen.
