Funkende Mülleimer und vernetzte Mausefallen

In der Smart City senden Sensoren Statusinformationen über Funknetze – das können Messwerte zur Luftqualität oder die Füllstände von Müllbehältern sein. Verbessert das die Lebensqualität in der Stadt?

In einer Kleinstadt nahe Stuttgart führt unser Kunde telent mit einem Entsorgungsbetrieb gerade einen Pilotversuch durch. Bisher fuhren Mitarbeiter der Müllabfuhr im Turnus jeden einzelnen der rund 200 öffentlichen Müllbehälter im Ort an, um sie zu leeren – oft umsonst, weil sie nicht oder kaum gefüllt waren. Das bedeutet unnötige Wegstrecken, Zeitaufwand und CO2-Emissionen. Jetzt meldet ein in der Tonne angebrachter Sensor den exakten Füllstand. In Korrelation mit anderen Umgebungsvariablen, wie zum Beispiel Wetter-, Verkehrs- oder Verwaltungsdaten wird entschieden, ob der Behälter geleert werden soll oder nicht. Die Entsorgungsfahrzeuge erhalten eine errechnete, optimierte Route durch das Stadtgebiet und fahren dabei nur die zu leerenden Tonnen an. Rund die Hälfte der Fahrten und der Abgasemissionen lassen sich so einsparen.

Im Internet der Dinge (der Mülleimer ist genau so ein „Ding“) funken Gegenstände Statusinformationen über eine eigens dafür aufgebaute Funkinfrastruktur. Diese sogenannten Low-Power-Netzwerke übertragen Datenpakete mit – der Name sagt’s – niedrigem Energieverbrauch. Mit sehr überschaubarem Aufwand lassen sich so große Gebiete abdecken, z. B. ein Betriebshof oder eine komplette Innenstadt. Die erfassten Messwerte und Daten werden auf einer zentralen Plattform gebündelt, ausgewertet und visualisiert. Prozesse können auf diese Weise bestmöglich optimiert und neue digitale Services entwickelt werden. Die Einsatzmöglichkeiten sind vielfältig, hier einige Beispiele:

Wenn erneuerbare Energien in lokale Verteilnetze eingespeist werden, spielen die Ortsnetzstationen eine entscheidende Rolle. Damit die Energieversorger die vorgeschriebene Spannungsqualität einhalten können, ist es notwendig, die Spannung permanent mit intelligenten Technologien zu überwachen. Strom- und Spannungsmessgeräte in Ortsnetzstationen, Kurz- und Erdschlussanzeiger werden ebenso wie analoge und digitale Schnittstellen mithilfe von intelligenter Sensorik eingebunden.

Für das Wasserqualitätsmanagement werden Trinkwasserspeicher, Badeseen und Gewässer mithilfe von Sensoren zeit- und ortsunabhängig überwacht. Durch die Funknetzanbindung entfallen aufwendige Lösungen auf Basis von Mietleitungen oder Mobilfunk. Wasserverbräuche lassen sich vollelektronisch ermitteln, was die Prozesskosten bei der Wasserabrechnung um 50 bis 70 Prozent reduziert. Die Daten werden dabei direkt vom Zähler an die Abrechnungssoftware übermittelt. Für Ent- und Bewässerung sowie das Abwassermanagement überwachen Sensoren den Durchfluss in Abwassersystemen und Wasserrückhaltebecken, erkennen Pegelstände für den Hochwasserschutz und messen Bodenwerte für die ressourcenschonende Bewässerung von öffentlichen Anlagen.

30 bis 50 Prozent des kommunalen Stromverbrauchs fallen auf Straßenbeleuchtung. Sie verursacht nicht nur hohe Kosten, sondern belastet auch das Klima durch jährlich über zwei Millionen Tonnen CO2-Emissionen. Die Energieeinsparung durch sensorgestützte Straßenbeleuchtung beträgt bis zu 60 Prozent gegenüber herkömmlichen Beleuchtungsinfrastrukturen. Neben der Steuerung der Beleuchtung kann die Infrastruktur durch weitere Sensoren zusätzliche Umweltdaten liefern. Bestehende Straßenbeleuchtung lässt sich wirtschaftlich nachrüsten. Energieeinsparung erfolgt durch Anpassen des Beleuchtungsniveaus an das Verkehrsaufkommen und durch Teilnachtschaltung; Dimmen führt zu geringerer Lichtemission. Zusätzlich können Mitarbeiter am Leitstand oder mit dem Smartphone die Beleuchtung auf Basis übermittelter Daten zur Wetter- oder Verkehrssituation steuern.

Intelligentes Parkraummanagement sorgt dafür, dass Autofahrer schneller einen freien Parkplatz finden; dazu melden Sensoren freie Parkflächen oder die Auslastung von Parkhäusern. Mit intelligentem Liegenschaftsmanagement („Smart Building“) überwachen Sensoren in Gebäuden das Raumklima (Temperatur und Feuchtigkeit), Öffnung/Verschluss von einzelnen oder mehreren Türen oder Fenstern. Als Teil messtechnischer Konzepte für die Bauwerksüberwachung erkennen Sensoriken schädigende Faktoren in Betonbauwerken, erfassen Korrosion, Feuchtigkeit, Temperaturen und Statik von Dächern, überwachen Risse innerhalb und außerhalb von Gebäuden. Für die Schädlingsbekämpfung, z. B. in Kläranlagen, melden funkende Tierfallen, dass sie gerade eine Maus oder eine Ratte gefangen haben.

Die Bandbreite der Anwendungen im Internet der Dinge ist groß. Milliarden funkender Gegenstände werden uns künftig umgeben: im Haus, in der Fabrik, im Büro, auf der Straße – und eben im städtischen Bereich. Hier sorgt der Ansatz dafür, dass Energie, Arbeitszeit, Kosten und CO2 reduziert werden können. Ich freue mich auf die Smart City!

Über den Verfasser

Veit Mathauer ist einer der beiden Geschäftsführer von Sympra. Wirtschaftswissenschaftler, Journalist, PR-Mensch, Boardmitglied im internationalen Public Relations Network (PRN) und seit einiger Zeit Blogger. Ansonsten auch in den einschlägigen sozialen Netzwerken zu finden.

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