Ein Smartmeter besteht aus dem digitalen, intelligenten Stromzähler und dem Smartmeter-Gateway, also der Kommunikationsschnittstelle. (Foto: Andreas Lerg)
Energiewende,  Wissenswert

Wie funktioniert ein Smartmeter?

Die Technologie hinter dem modernen Smartmeter: Wie funktioniert er und warum ist er wichtig für die Energiewende?

In der heutigen Welt, in der Energieeffizienz und Nachhaltigkeit immer wichtiger werden, spielt die Technologie der Smartmeter eine entscheidende Rolle bei der Umsetzung einer erfolgreichen Energiewende. Doch wie genau funktioniert ein moderner Smartmeter und warum ist er so bedeutsam für die Zukunft der Energieversorgung?

Was ist ein Smartmeter?

Klären wir zunächst einmal die Frage, was überhaupt ein Smartmeter ist. Das Wort setzt sich aus den Teilworten „Smart“ für schlau oder intelligent und „Meter“ für Messgerät zusammen. Damit ist ein Smartmeter ein intelligentes und damit digitales Messgerät, das den Verbrauch von elektrischer Energie, aber auch von Gas oder Wasser in Echtzeit erfasst, auswertet und übermittelt. Im Gegensatz zu herkömmlichen analogen und meist mechanischen Zählern, die manuell abgelesen werden müssen, ermöglichen diese digitalen, intelligenten Messeinrichtungen eine automatische und ferngesteuerte Datenerfassung. Dies eröffnet neue Wege für Energieversorger und Verbraucher, den Energieverbrauch effizient zu erfassen, auszuwerten zu steuern und zu optimieren.

Der Smartmeter ist hier an der Stelle eingebaut worden, an der früher der alte, analoge „Drehscheiben-Zähler“, offiziell Ferraris-Zähler benannt, den Strom gezählt hat.

Wie funktioniert ein moderner Smartmeter?

Ein moderner Smartmeter besteht aus verschiedenen Komponenten, darunter Sensoren zur Messung des Energieverbrauchs, einem Prozessor zur Datenverarbeitung und einer drahtlosen Kommunikationseinheit zur Übertragung der Daten. Wir betrachten hier und heute einmal nur die Geräte für die Messung von Strom. Der Kern eines smarten Stromzählers ist also sein digitales Messsystem. Es nutzt hoch entwickelte Sensoren und Schaltkreise, um den durchfließenden Strom präzise zu messen und die entsprechenden Kennzahlen wie Volt, Ampere und Watt zu erfassen. Diese Daten werden dann in einem digitalen Format gespeichert, das für weitere Analysen verwendet werden kann. Die digitale Messeinrichtung erfasst kontinuierlich den Energieverbrauch eines Haushalts oder Unternehmens und sendet die Daten an den Energieversorger, der sie zur Abrechnung und Analyse verwendet.

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Kommunikationsschnittstelle

Bislang ist das ganze aber „nur“ ein digitaler Stromzähler. Smart wird das ganze durch das verbaute „Smartmeter-Gateway“, also eine Kommunikationsschnittstelle, mit der die Daten dann an den Messstellenbereiber übertragen werden. Dieser speist die Daten dann auch in ein Webportal ein, über das auch der Verbraucher die Daten seines Haushaltes bis ins Detail einsehen kann. Die Kommunikationsfähigkeit ist es, was Smartmeter wirklich „smart“ macht.

Hier sieht man das Kommunikationsmodul, also das „Smartmeter-Gateway“, dass hier in diesem Fall per LTE-Mobilfunk die Daten überträgt.

Diese Gateway sind mit Modulen ausgestattet, die es ihnen ermöglichen, Daten über verschiedene Kommunikationswege wie Mobilfunk, WLAN oder Powerline-Kommunikation zu senden und zu empfangen. Häufig wird das Mobilfunknetz benutzt, eine entsprechende externe Antenne kann an einem Kabel entsprechend abseits platziert werden, falls am Zählerkasten kein ausreichender Empfang besteht. So können Energieversorger den Verbrauch in Echtzeit verfolgen und bei Bedarf schnell reagieren. Und die Daten werden eben über ein Webprotal oder auch eine Smartphone-App auch dem Verbraucher zur Verfügung gestellt.

Die externe Antenne des Gateways liegt hier an einem Kellerfenster, was genügt, um eine gute Verbindung zum Mobilfunknetz sicherzustellen.

Smartmeter machen Stromtarife dynamisch

Smartmeter bieten dem Verbraucher noch einen sehr interessanten Vorteil: Sie ermöglichen dynamische Stromtarife. Dynamische Stromtarife sind variable Tarife, bei denen der Strompreis nicht dauerhaft festgeschrieben ist, sondern sich in Abhängigkeit von den aktuellen Bedingungen auf dem Strommarkt, insbesondere den Börsenstrompreisen, ändert.

Hichi Wifi, IR Lesekopf für Stromzähler optisch auslesen – SmartMeter – Volkszähler – Optokopf – Wlan
  • GEEIGNET – für Arduino, ESP8266, ESP32, Raspberry, PC, alles mit Wifi
  • KOMPATIBEL – mit Systemen wie Volkszähler, Tasmota, SM1 Reader usw.
  • SENDEN – Zähler kann zum Senden von Daten aufgefordert werden
  • BAUDRATEN – 300 bis 57600 sind möglich und auf Funktion getestet
  • ANLEITUNG – Kurzanleitung, praktische YouTube-Videos und Service auf Deutsch

Genau das geht dank des Smartmeters quasi in Echtzeit. Anbieter von dynamischen Stromtarifen wie Tibber nutzen diese intelligenten, digitalen Stromzähler, um den Stromverbrauch in Echtzeit zu messen und dann genau den Tarif zu kassieren, der in genau diesem Moment über den Strommarkt realisiert werden kann. Verbraucher haben so die Möglichkeit, ihren Energieverbrauch flexibel zu steuern und somit Geld zu sparen.

Sprich, große Verbraucher wie der Wäschetrockner, die Wärmepumpe oder auch die Wallbox zum Laden des E-Autos werden in dem Moment genutzt, in dem der Tarif besonders niedrig ist. Tibber beispielsweise bietet einen stündlich aktualisierten Strompreis an und der Verbraucher kann diesen in der App auch mit 24 Stunden Vorausplanung einsehen. Damit kann er dann planen, wann er beispielsweise seine Wäsche trocknet.

Der Stromtracker „Pulse“ von Tibber sitzt mit seinem „Auge“ auf der optischen Datenschnittstelle des Smartmeters.

Tibber bietet beispielsweise den Pulse-Stromtracker an, der einen digitalen Stromzähler aufrüstet und Echtzeitdaten an die App übermittelt. Der Trecker wird auf die optische Datenschnittstelle des Zählers aufgesetzt und liest damit die Daten in Echtzeit aus und überträgt diese an die App und an Tibber.

Durch dynamische Tarife können Haushalte ihren Verbrauch in günstige Zeiten verschieben, um erneuerbare Energien effizienter zu nutzen und das Stromnetz zu entlasten. Die Verwendung von Smartmetern ermöglicht es Anbietern wie Tibber, den Stromverbrauch zu bestimmten Uhrzeiten und Preisen zuzuordnen, was eine präzise Abrechnung und Anpassung der Tarife ermöglicht. Diese Technologie ist entscheidend für die Zukunft der Energieversorgung und spielt eine wichtige Rolle bei der Integration erneuerbarer Energien in das Stromnetz.

Warum ist ein Smartmeter wichtig für die Energiewende?

Ein Smartmeter spielt eine entscheidende Rolle bei der Integration erneuerbarer Energien in das Stromnetz. Durch die genaue Erfassung des Verbrauchsverhaltens können Energieversorger das Stromnetz effizienter steuern, Engpässe vermeiden und Überproduktion steuern. Darüber hinaus ermöglicht ein Smartmeter Verbrauchern, ihren Energieverbrauch zu analysieren und damit auch zu optimieren, indem sie Einsparpotenziale identifizieren und ihr Verhalten anpassen. Insgesamt trägt die Technologie des Smartmeters dazu bei, den Energieverbrauch zu reduzieren, die Netzstabilität zu verbessern und die Integration erneuerbarer Energien voranzutreiben – wichtige Schritte auf dem Weg zu einer nachhaltigen Energiewende.

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Fazit

Ein moderner Smartmeter ist mehr als nur ein Messgerät – er ist ein Schlüsselelement für die erfolgreiche Umsetzung der Energiewende. Durch die präzise Erfassung des Energieverbrauchs, die effiziente Steuerung des Stromnetzes und die Förderung eines bewussten Energieverbrauchs leistet der Smartmeter einen wichtigen Beitrag zur Schaffung einer nachhaltigen Energiezukunft. Es liegt an uns allen, diese innovative Technologie zu nutzen und gemeinsam an einer umweltfreundlichen und zukunftsfähigen Energieversorgung mitzuwirken.