[Nachlese nach einem Vortrag von Dr. Walter Lang am 4.6.2019.]

Elektrizitätszähler

  • Klassischer Zähler (Ferrarismesswerk)
  • Elektronischer Zähler
  • „Intelligenter“ Elektrizitätszähler – „intelligentes Messgerät“ – smart meter genannt

Elektrische Leistung und elektrische Energie

Ferrariszähler

Drehzahl proportional zur elektrischen Leistung:

ω(t)= k * p(t)

Verdrehwinkel gemessen mit Zählwerk proportional zur verbrauchten elektrischen Energie:

Φ = ∫ ω dt = k * ∫ p(t) dt = k * W(t)

  • Beispiel für einen Drehstrom-Elektrizitätszähler nach dem Prinzip des Ferrarismesswerks: im Prinzip ein Asynchronmotor, der keine Last antreiben muss.
  • Antriebsmoment proportional zur elektrischen Wirkleistung
  • Das Bremsmoment ist proportional Drehzahl
  • Eigenverbrauch einige (~2 .. 4) W

Elektronischer Zähler

Gezählt werden Inkremente der elektrischen Energie

Die Energieinkremente werden aufsummiert und ergeben die bisher verbrauchte elektrische Energie:

Blockschaltbild

„Intelligenter Stromzähler“

  • e: smart meter
  • Elektronischer Zähler
  • Kommunikationsschnittstelle zum Versorger (EVU)
  • Erweiterte Anzeige-möglichkeiten von Leistung und Energieverbrauch
  • Verbraucherbeeinflussung grundsätzlich möglich

Rechtsgrundlagen

EU

EU-Richtlinie 2009/72/EG: Das europäische Parlament / der europäische Rat PE-CONS 3648/09:

Jedes Mitgliedsland prüft selber: Wird die Einführung intelligenter Zähler positiv bewertet, so werden mindestens 80 % der Verbraucher bis 2020 mit intelligenten Messsystemen ausgestattet.

Österreich

Es wurde eine Kosten-/Nutzen-Analyse durchgeführt, die positiv für die Einführung der intelligenten Stromzähler ausfiel. Damit wurde die Einführung der intelligenten Stromzähler beschlossen. Das Ergebnis der Kosten-/Nutzen-Analyse wurde zwar seither durch den Rechnungshof in Zweifel gestellt, das wird aber an der geplanten Umstellung nichts mehr ändern.

Elektrizitätswirtschafts-Organisationsgesetz (ElWOG)

relevante Verordnungen

Definition „intelligentes Messgerät (ElWOG 2010)

„intelligentes Messgerät“ : eine technische Einrichtung die den tatsächlichen Energieverbrauch und Nutzungszeitraum zeitnah misst, und die über eine fernauslesbare, bidirektionale Datenübertragung verfügt

Anforderungen an intelligente Messgeräte (IMA-VO)

  • Bidirektionale Schnittstelle zur Fernauslesung
  • Messung und Speicherung von 15 min Energiewerten und Speicherung im Gerät für mindestens 60 Tage (Wirkenergie bzw. Wirkleistung)
  • Speicherung des täglichen Verbrauchswerts
  • Datenübermittlung 1 x tgl. an den Netzbetreiber
  • Bidirektionale Kommunikation zu min. 4 externen Messeinrichtungen

Anforderungen an intelligente Messgeräte (IMA-VO), Fts.

  • Möglichkeit der Fernabschaltung und Wiedereinschaltung des Energieflusses (Benutzerwechsel, Begrenzung des Energieverbrauchs)
  • Software-Update
  • Unidirektionale Kommunikation zu Einrichtungen des Endbenutzers
  • Gewährleistung von Datenschutz und Datensicherheit gemäß Stand der Technik (Verschlüsselung)
  • Interne Kalender- und Uhrfunktion mit Möglichkeit der Fernsynchronisation
  • Fehlerprotokoll, Zugriffsprotokoll, Manipulations-schutz

Österreich: Stand E 2018

  • Rollout: ca. 1 Mio. smart meter installiert (entspricht ca. 17 % der Zählpunkte)
  • Die Quote von 80 % der Zählpunkte bis E 2020 sollte erfüllt werden können.
  • Bis Ende 2022 sollen ca. 95 % der Zählpunkte abgedeckt sein.

Eichfrist: konv. Ferrariszähler vs. smart meter

  • Maß- und Eichgesetz, aktuelle Fassung:
  • Ferrariszähler ohne Zusatzeinrichtungen: 20 Jahre
  • Elektronische Zähler: 10 Jahre (!)

smart meter: kann Einbau verweigert werden?

  • NEIN.
  • Der Zähler ist nicht das Eigentum des Verbrauchers, sondern des Netzbetreibers.
  • Kein Zähler – keine Energielieferung.
  • Die Belastung mit elektromagnetischem Smog durch einen elektronischen Zähler kann wohl angesichts der Durchdringung des Alltags mit elektronischen Geräten als belanglos angesehen werden.

smart meter: weitere Konsequenzen?

  • Wie steht es aber mit der Datenschnüffelei?
  • Bisher: 1 x pro Jahr ein Gesamtverbrauch erhoben
  • In Zukunft: 1/4-Stunden-Energieverbrauchsintervalle; fast (wegen der zeitnahen Übertragung) eine online-Leistungs-überwachung – wozu eigentlich?
  • Fernabschaltung des Einzelverbrauchers (??)

Ablesevarianten

  • Standard
  • Opt-In
  • Opt-Out

Standard

  • 1 x täglich Übertragung des Energieverbrauchs (täglicher Verbrauchswert)
  • Speicherung der 15-min Energiewerte im Gerät (60 Tage – werden aber nicht übertragen)
  • Verfügbarkeit der Verbrauchsdaten im Internet
  • Fernabschaltung und -freigabe möglich
  • bei Kundenwunsch: Anzeigen, die mehr als den aktuellen Zählerstand angeben: Leistung, Bezug, Lieferung, Wirk- und Blindleistung etc.

Anzeige Standard

Es wird der Messwert der insgesamt verbrauchten elektrischen Wirkenergie angezeigt. Darüber hinaus ersieht man den aktuellen Tarifzähler (Tarifmodell) sowie die Verfügbarkeit der Phasenspannungen (L1, L2, L3) und den Wirkleistungsfluss (+P) und den Blindleistungsfluss (+Q). Letzterer ist für die Leistungsverrechnung von privaten Konsumenten nicht relevant.

Opt-In (ausdrückliche Kundenzustimmung)

Zusätzlich zur Standardfunktion eines smart meters gemäß der Grundfunktion kommt im wesentlichen dazu:

  • Übertragung von 15-min-Verbrauchswerten der Energie an den Netzbetreiber 1 x tgl.
  • Damit sollen diese Werte auch für den Verbraucher vom Netzbetreiber abrufbar sein (Internet)
  • Kundenwunsch: nur Energieverbrauchsanzeige (Zählerstand) oder mehr

Opt-Out (ausdrückliche Kundenzustimmung)

Der elektronische Zähler wird NICHT als smart meter konfiguriert:

  • Anzeige, dass kein smart meter vorliegt
  • keine Übermittlung von aktuellen Verbrauchsdaten an den Netzbetreiber (sondern nur 1 x mtl.)
  • keine Speicherung von Verbrauchsdaten im Messgerät
  • anlassbezogene Übermittlung soll möglich sein: Verbraucherwechsel, Lieferantenwechsel, Tarifänderung etc.

Vorteile für Versorger

  • Fernablesung
  • Zeitnaher Verbrauch – quasi momentaner Energiebedarf
  • Messung der Rückwärtseinspeisung (z.B. Photovoltaikanlagen)
  • Fernabschaltung jederzeit (Netzstabilität – verbraucherbezogen)

Vorteile für den Konsumenten

  • Information über den eigenen Verbrauch
  • Zählung der Rückwärtseinspeisung mit nur einem Zähler (Stichwort: private Photovoltaikanlage)
  • automatisierte Zählerablesung (weder Eigen- noch Fremdablesung erforderlich)
  • fortschrittliche Tarifmodelle (stundenaktuelle Strompreise, neg. Strompreis bei Überschuss im Netz …)

Fazit

  • aufwändige individuelle Zählerablesung entfällt
  • prognostizierte Einsparungspotentiale scheinen aber übertrieben (siehe verkürzte Eichfristen, Auswirkung auf Konsumentenverhalten)
  • kumulierte Daten für den Energieversorger werden keinen hohen Wert generieren (können an Netzknotenpunkten mit wesentlich geringerem Aufwand gemessen werden)

Gefahren

  • Hacking: ist sicher möglich – die Frage ist: sind die Verbrauchsdaten für irgend jemanden interessant genug?
  • Fernabschaltung durch EVU, z.B. um Netzstabilität aufrecht zu erhalten – warum gerade mein Haushalt?
  • missbräuchliche Fernabschaltung – das könnte schon lästig werden!

Quellen

Links

40 Besucher Clubabend “smart meter”
Walter Lang bei seinem Vortrag über “smart meter”

Wir bedanken uns beim Vortragenden für seine Recherchen und für die Präsentation der neuen Technologie. Wir bedanken uns auch für das Interesse an diesem Thema. 

Wir laden Euch zu unseren beiden Heurigenabenden ein: 

Franz Fiala

Präsident Clubcomputer / Herausgeber PCNEWS bei ClubComputer.at
Franz ist pensionierter HTL Lehrer (TGM), Präsident von ClubComputer, Herausgeber der Clubzeitung PCNEWS und betreut unser Clubtelefon und Internet Support. Er ist leidenschaftlicher Rapid Wien Fan.

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