Einzelverbindungsnachweise gibt es bald nicht nur auf der Telefon-, sondern auch auf der Stromrechnung. Dafür sorgt die von Fraunhofer Forschern entwickelte Technik NILM (Non-intrusive Load Monitoring).
Fingerabdruck im Stromnetz
NILM basiert auf einem simplen Prinzip: Jedes Gerät weist beim Stromverbrauch ein Muster auf. So entsteht eine Art Signatur oder Fingerabdruck im Stromnetz. Mit Hilfe von Algorithmen lässt sich diese Signatur im Gesamtstromverbrauch erkennen und damit der Verbrauch des einzelnen Geräts feststellen.
Nötig ist dafür nur ein einziges Messgerät mit dreiphasiger Strom- und Spannungsmessung. Die aufwendige Installation und Verwaltung vieler Messgeräte, das sogenannte Sub-Metering entfällt.
Lastspitzen im Netz vermeiden
Eine Software visualisiert die nach Verbrauchern aufgeschlüsselten Daten. Das Programm zeigt die Stromaufnahme in Echtzeit an. So kann der Anwender feststellen, wenn die Espressomaschine sich einschaltet, die Waschmaschine gerade schleudert oder eine Lampe ausgeschaltet wird. Außerdem erkennt er, wenn ein Gerät defekt ist. Denn dadurch ändert sich auch die typische Signatur im Stromverbrauch. So macht sich etwa eine schadhafte Dichtung am Kühlschrank durch erhöhte Energieaufnahme bemerkbar.
Energiemanagement 4.0 für die Industrie
Im Bereich Industrie, Gewerbe, Handel und Dienstleistungen sind durch NILM Einsparungen von mehr als 12 Prozent möglich. Unternehmen können den Stromverbrauch bei der Fertigung analysieren und beispielsweise feststellen, welche Komponente eines Produkts in der Produktion besonders viel Strom verbraucht. Auch Lastspitzen im Netz lassen sich so registrieren und vermeiden.
Damit könnte NILM als Ergänzung für die Industrie 4.0 dienen. Durch die gerätespezifische Messung des Stromverbrauchs kann ein Unternehmen das Energiemanagement anpassen.
Partner des Hightech Smart Meter
Um die Algorithmen mit ausreichend Daten füttern zu können, misst der Hightech-Smart Meter die Energieaufnahme mit einer Abtastrate von bis zu 1 Megasample pro Sekunde. Das Messgerät registriert unter anderem auch das von den Verbrauchern ausgesendete Rauschen im Stromnetz (Störspannung). Das liegt jeweils auf unterschiedlichen Frequenzen und lässt so ebenfalls Rückschlüsse auf das Gerät zu.
Für die Entwicklung der NILM-Zähler-Hardware ist Easy Meter als Partner zuständig. Das Unternehmen Discovergy entwickelt Gateway und Verarbeitungsserver. Ein weiterer Projektpartner ist GreenPocket. Das Unternehmen kümmert sich um die Bedienoberfläche der Software, wertet die Daten aus und visualisiert sie. Innogy vermittelt passende Testkunden aus dem gewerblichen und industriellen Umfeld und analysiert die Daten im Hinblick auf Maßnahmen für eine effizientere Nutzung. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) fördert das Verbundprojekt.
Die Fraunhofer-Forscher arbeiten derzeit weiter an der Erkennungsgenauigkeit des Systems und der idealen Kombination aus Messparametern und Algorithmen. Im Sommer 2017 soll die Technologie marktreif sein.
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