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Transparency on energy costs and greater efficiency in municipal tasks
Two to three times a day, the water manager of the municipal Riegel am Kaiserstuhl had to drive to the elevated drinking water tank to check the fill level. Now he has this information on his smartphone at all times. This is just one example of how the municipality is using digital technologies to carry out its tasks more efficiently and better.
Riegel introduced an energy management system back in 2018 to gain transparency about its energy costs. The municipality uses the econ4 software from econ solutions. The software evaluates the data from various sensors, meters and probes as well as manually entered consumption values. From this, it generates analyses and reports that show at a glance where and when how much energy was consumed. In addition to all media (electricity, gas, oil, etc.), econ4 can also evaluate status data such as temperature, humidity or pressure. As in many municipalities, most of this data is recorded manually in Riegel. This is time-consuming and often prone to errors.
Automatisierte Messwert-Erfassung
Jetzt nutzt Riegel im Rahmen eines Pilotprojektes das Netzprotokoll LoRaWAN, um verschiedene Messdaten automatisiert zur Auswertung an die Software zu senden. Das LoRaWAN-Netzwerk in Riegel umfasst derzeit zwei Messgeräte am Pumpwerk und eines am Hochbehälter der Trinkwasserversorgung, außerdem vier Sensoren in der Grundschule. Sie senden ihre Daten an ein LoRa-Gateway, das diese an den Applikationsserver weitergibt. Hier ist die econ4-Software angebunden, die die Daten auswertet und in Grafiken darstellt. Die Nutzer können diese jederzeit auf einem beliebigen Endgerät abrufen. Das in Riegel genutzte LoRa-Gateway deckt einen Umkreis von rund zwei Kilometern ab, leistungsfähigere Modelle schaffen auch mehr.
Die Grundwasserpumpen am Pumpwerk wurden für die automatisierte Datenerfassung ausgewählt, da sie außerhalb der Gemeinde liegen und das manuelle Ablesen bislang viel Zeit gekostet hat. Zudem tragen sie mit einer täglichen Laufzeit von rund zehn bis zwölf Stunden erheblich zu den Energiekosten bei. Sie wurden mit zwei Messgeräten econ sens3 versehen, die die Leistungsaufnahme und den Wirkverbrauch der Pumpen messen. Ein Datenlogger nimmt zusätzliche Signale über die geförderte Grundwassermenge auf. Da die Messwerte der econ sens3 hier über Modbus RTU ausgelesen werden, wandelt ein LoRaWAN-Modbus-Konverter diese in ein von LoRa verarbeitbares Format um.
Für die Füllstandsmessung der Trinkwasser-Hochbehälter hatte Riegel bereits ein Messgerät im Einsatz. Auch hier ist ein Konverter im Einsatz. Alle wichtigen Informationen erhält der Energiebeauftragte nun stets aktuell auf PC und Handy. Außerdem kann er Schwellwerte einrichten, so dass er eine Alarmmeldung bekommt, wenn dieser Wert über- oder unterschritten wird.
Besseres Klima
Da die letzten heißen Sommer zu hohen Temperaturen in den Klassenzimmern der Grundschule geführt hatten, hat die Gemeinde mehrere LoRa-Sensoren montiert, um das Aufheiz- und Abkühlungsverhalten zu analysieren. Diese sind inzwischen so kostengünstig und einfach anzubringen, dass auch in der Mehrzweckhalle solche Messungen durchgeführt werden sollen. Für das LoRa-Gateway in Riegel kein Problem: Das Modell ist für bis zu 500 Sensoren ausgelegt.
Zudem plant die Gemeinde, auch den Hochwasserschutz mit Hilfe des LoRaWAN zu vereinfachen: Die Pegelstände der drei Flüsse, die bei Riegel in einen Kanal münden, sollen hierfür ebenfalls automatisch gemessen werden.
What is LoRaWAN?
A LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) is based on the open, wireless and bidirectional radio technology LoRa. This allows end devices with low energy consumption to transmit small amounts of data over long distances to a gateway or receive data from there. The gateway sends the data to other end devices or to a network server. A LoRaWAN network can be set up and operated cost-effectively. Security is ensured by authenticity checks and end-to-end encryption