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@ -59,20 +59,8 @@ volkszaehler.org
the open smartmetering platform
\end_layout
\begin_layout Standard
\align right
\begin_inset Graphics
filename /home/stv0g/workspace/volkszaehler.org/misc/graphics/logo.png
lyxscale 50
scale 20
\end_inset
\end_layout
\begin_layout Author
Steffen Vogel
volkszaehler.org community, Steffen Vogel
\end_layout
\begin_layout Abstract
@ -102,6 +90,16 @@ Darum sollten diese Daten ausschließlich für den Nutzer selbst zur Verfügung
s aufbauen.
\end_layout
\begin_layout Title
\begin_inset Graphics
filename /home/stv0g/workspace/volkszaehler.org/misc/graphics/logo.png
scale 40
\end_inset
\end_layout
\begin_layout Standard
\begin_inset Newpage pagebreak
\end_inset
@ -225,7 +223,329 @@ Wir haben es uns zur Aufgabe gemacht diese Ziele durch eine lückenlose Kette
\end_layout
\begin_layout Section
Aufbau
Was ist ein intelligenter Zähler, Smart Meter oder elektronischer Heimzähler
\end_layout
\begin_layout Standard
Ein intelligenter Zähler ist ein elektronischer Strom-, Gas-, Wasser- oder
Wärmemengenzähler.
Er soll dem Nutzer seinen Energieverbrauch transparent machen.
Durch eine zeitnahe Rückmeldung soll ein sparsamer Umgang mit Energie gefördert
werden.
Detaillierte Lastprofile erlauben dem Verbraucher eine gezielte Optimierung
seines Energieverbrauchs.
Sein Lastprofil gibt ihm Antworten auf die folgenden Fragen:
\end_layout
\begin_layout Itemize
Wie hoch ist die eigene Grundlast?
\end_layout
\begin_layout Itemize
Lohnt sich (aus ökonomischer oder ökologischer Sicht) der Ersatz eines Altgeräte
s durch ein effizienteres Neugerät?
\end_layout
\begin_layout Itemize
Wie hoch ist der Anteil von Geräten mit hoher Leistung, die nur für kurze
Zeit eingesetzt werden (bei Stromverbrauchern z.B.
Fön, Staubsauger, Mikrowelle), am Gesamtverbrauch?
\end_layout
\begin_layout Itemize
Gibt es hier Optimierungspotenzial?
\end_layout
\begin_layout Itemize
Lassen sich Lastspitzen in Zeiten günstigerer, tageszeitabhängiger Tarife
verschieben?
\end_layout
\begin_layout Standard
Dem Energieversorger dienen die genaueren Verbrauchszahlen im Falle eines
intelligenten Stromzählers dazu, die Bereitstellung von Strom im Netz zu
optimieren und so den risikobehafteten kurzfristigen Zukaufbedarf an der
Strombörse zu minimieren und die Kraftwerkeinsatzplanung so zu optimieren,
dass die bereitgestellte Strommenge die Nachfrage nur minimal übersteigt.
Um dies zu erreichen sind die intelligenten Zähler in der Regel aus der
Ferne vom Versorger auslesbar.
\end_layout
\begin_layout Standard
Wikipedia schreibt zum Thema intelligente Zähler:
\end_layout
\begin_layout Quotation
Ein intelligenter Zähler (auch Smart Meter genannt) ist ein elektronischer
Stromzähler, der dem Energieversorgungsunternehmen über eingebaute Zusatzfunkti
onen oder nachträgliche Module ermöglicht, die erfassten Zählerstände über
die Ferne auszulesen.
\end_layout
\begin_layout Quotation
[…] Neben dem reinen Einsatz von intelligenten Zählern zur Messung des Stromverb
rauchs ist es auch möglich, in einem Haushalt den Wasser-, Gas-, und Wärmeverbra
uch intelligent zu überwachen.
\end_layout
\begin_layout Quotation
[…] Der Zweck intelligenter Zähler ist vornehmlich, variable Leistungsentgelte
in Abhängigkeit von der Gesamtnachfrage und Netzauslastung erheben zu können.
Damit erhoffen die Energieversorger, das Netz und die vorhandene Kraftwerkinfra
struktur besser auszunutzen sowie Investitionen für Spitzenlastausbau zu
vermeiden oder zumindest zurückzustellen.
\begin_inset Foot
status collapsed
\begin_layout Plain Layout
Quelle:
\begin_inset Flex URL
status open
\begin_layout Plain Layout
http://de.wikipedia.org/wiki/Intelligenter_Zähler
\end_layout
\end_inset
\end_layout
\end_inset
\end_layout
\begin_layout Standard
Bei den konventionellen Ferrariszählern wird in der Regel einmal im Jahr
der Zählerstand abgelesen.
Dadurch hat weder der Versorger noch der Kunde einen Überblick darüber,
wann genau er wieviel Strom verbraucht.
Bei den intelligenten Stromzählern wird der Verbrauch in deutlich kürzeren
Intervallen erfasst.
\end_layout
\begin_layout Standard
Anhand der gemessenen Werte lassen sich Verbrauchsdiagramme erstellen.
Hier seht Ihr als Beispiel ein paar Diagramme typischer Verbraucher eines
Haushaltes:
\end_layout
\begin_layout Standard
\noindent
\align center
\begin_inset Graphics
filename /home/stv0g/workspace/volkszaehler.org/misc/graphics/backofen.jpg
\end_inset
\begin_inset Graphics
filename /home/stv0g/workspace/volkszaehler.org/misc/graphics/kuehlschrank.jpg
\end_inset
\begin_inset Graphics
filename /home/stv0g/workspace/volkszaehler.org/misc/graphics/spuelmaschine.jpg
\end_inset
\end_layout
\begin_layout Standard
Tatsächlich birgt die verbraucherfreundliche Lösung einer automatischen
und feingranularen Verbrauchserfassung durch den Stromzähler die Möglichkeit
zur Erstellung eines präzisen Lastprofiles.
Der Lastgang eines Haushalts verrät viel über die Gewohnheiten der Personen,
die in diesem Haushalt leben.
Anhand der gemessenen Daten lassen sich Nutzungsprofile erstellen.
Es sind im Prinzip Rückschlüsse auf die Lebensgewohnheiten des Haushaltes
möglich:
\end_layout
\begin_layout Itemize
Wann stehen die Bewohner auf?
\end_layout
\begin_layout Itemize
Wann gehen Sie ins Bett?
\end_layout
\begin_layout Itemize
Wird jeden Tag gekocht? mit einer oder mit mehreren Herdplatten? oder gibts
häufig Pizza? :-)
\end_layout
\begin_layout Itemize
Ändern sich die Gewohnheiten (Besuch oder Nachwuchs)?
\end_layout
\begin_layout Itemize
Muss ein Bewohner Nachts häufiger auf Toilette?
\end_layout
\begin_layout Standard
Im Prinzip hat man mit diesen Daten eine bessere Überwachung als mit einer
Kamera!
\end_layout
\begin_layout Standard
Das Energiewirtschaftsgesetz (EnWG) schreibt den Versorgern nur vor, das
auch der Kunde auf diese Daten zugreifen können muss.
Die Nutzung, Weitergabe, Anonymisierung der Daten ist in dem Gesetz nicht
explizit geregelt.
\end_layout
\begin_layout Section
Was ist der Volkszaehler?
\end_layout
\begin_layout Standard
volkszaehler.org ist ein freier intelligenter Stromzähler im Selbstbau, bei
dem die anfallenden Stromprofile unter der Kontrolle des Nutzers verbleiben.
Die Daten des Volkszaehlers sind nicht duch den Versorger auslesbar.
Mit einem Materialeinsatz von ca.
EUR 100, etwas Geschick und Zeit lässt sich ein solcher Volkszaehler auf
Basis eines Standard-µC-Moduls aufbauen.
\end_layout
\begin_layout Standard
Der Volkszaehler kann nicht als fertiges Gerät gekauft werden.
Es ist ein Selfmade-Projekt.
Der Volkszaehler besteht nicht aus einem einzigen Element sondern aus insgesamm
t 4 Modulen (Messung, Verarbeitung, Speicherung & Auswertung).
Das Modul zur Messung muss in der Regel von einem Elektriker im Schaltschrank
der Hausinstallation eingebaut werden.
Es gibt auch Varianten die keinen Eingriff in die Hausinstallation benötigen.
Alle anderen Module lassen sich von interessierten Tüftlern selber nachbauen.
\end_layout
\begin_layout Standard
Die einzelnen Module und deren Zusammenspiel wird etwas weiter unten genauer
erklärt.
\end_layout
\begin_layout Section
Warum brauche ich einen Volkszaehler?
\end_layout
\begin_layout Standard
Wer seinen Energiebedarf analysieren möchte, braucht dazu genaue Messwerte.
Bei heutigen Hausinstallationen mit konventionellen Drehstromzählern sind
für den Stromverbrauch diese Messwerte nicht vorhanden.
Es wird also ein intelligenter Zähler benötigt, der in der Lage ist den
Energiebedarf über sehr kurze Zeiträume zu messen und zu speichern.
\end_layout
\begin_layout Standard
Diese Geräte werden heute schon von vielen Versorgern angeboten.
Die einfachen Lösungen ermöglichen die Anzeige der aktuellen Leistung,
der Verbrauchswerte des aktuellen Tages, der aktuellen Woche, des aktuellen
Monats und der jeweils vorhergehenden Zeiträume.
Bei den meisten Lösungen, bei denen darüber hinaus eine komfortable Auswertung
möglich ist, werden die Verbrauchsdaten jedoch zum Versorger übertragen.
Der Nutzer kann dann i.d.R.
über eine Weboberfäche eine komfortable Analyse vornehmen.
\end_layout
\begin_layout Standard
Wie schon weiter oben geschildert besteht nun die Möglichkeit für den Versorger
auf Grundlage der Daten Nutzerprofile anzulegen und diese auszuwerten.
\end_layout
\begin_layout Standard
So Lustig diese Gedankenspiele auch sind - mit einem intelligenten Zähler
eines Versorgers gibt man seine Daten aus der Hand und weiß nicht was mit
diesen Daten gemacht wird.
\end_layout
\begin_layout Standard
Wer dies nicht möchte, hat mit dem Volkszaehler die Möglichkeit sich einen
intelligenten Zähler selbst zu bauen und die Verbrauchsdaten selbst auszuwerten.
Die Daten bleiben beim Kunden und der Versorger hat keinen Zugriff auf
diese Daten.
\end_layout
\begin_layout Section
Wie funktioniert der Volkszaehler?
\end_layout
\begin_layout Standard
Der Volkszaehler besteht aus mehreren Modulen.
Für jedes Modul gibt es unterschiedliche Ideen der Umsetzung.
Es gibt also nicht den einen Volkszaehler, sondern in der technischen Ausführun
g verschiedene Varianten.
Grundsätzlich funktionieren aber alle diese Varanten nach dem gleichen
Prinzip.
\end_layout
\begin_layout Standard
Die Sensoren - in der Regel je einer pro Phase - werden im Schaltschrank
der Hausinstallation zwischen den Vorsicherrungen und den normalen Sicherungsau
tomaten installiert.
Diese Sensoren geben ihre Signale an ein µController-Board weiter, welches
die Daten über eine Netzwerkverbindung an einen Datenbankserver zur speicherung
weitergibt.
Möchte der User nun die Daten abrufen und auswerten nutzt er dazu einen
Webbrowser, mit dem er die Daten aus der Datenbank abrufen - und diese
grafisch aufbereiten lassen kann.
\end_layout
\begin_layout Standard
Die folgende Zeichnung zeigt die Position der Sensoren im Schaltschrank.
Das µController-Board kann, muss aber nicht, im Schaltschrank installiert
werden.
\end_layout
\begin_layout Standard
\begin_inset Graphics
filename /home/stv0g/workspace/volkszaehler.org/misc/graphics/schematischer_schaltkasten.jpeg
scale 50
\end_inset
\end_layout
\begin_layout Section
Woraus besteht ein Volkszaehler?
\end_layout
\begin_layout Standard
Der Volkszaehler besteht aus 4 Modulen:
\end_layout
\begin_layout Itemize
Messen
\end_layout
\begin_layout Itemize
Verarbeiten
\end_layout
\begin_layout Itemize
Protokollieren/Speichern
\end_layout
\begin_layout Itemize
Auswerten
\end_layout
\begin_layout Standard
Für jedes dieser Module gibt es verschiedene Ideen diese zu realisieren.
Mehr dazu findet Ihr im Wiki unter Morphologischer Kasten.
\end_layout
\begin_layout Standard
Hier möchte ich für jedes Modul eine Beispielkonfiguration vorstellen und
kurz ein paar Infos dazu schreiben:
\end_layout
\begin_layout Standard
@ -239,6 +559,59 @@ Das Projekt lässt sich in drei Bereiche aufteilen, die untereinander über
werden.
\end_layout
\begin_layout Subsubsection
Messen
\end_layout
\begin_layout Standard
Ein möglicher Messsensor ist ein Wattmeter, welches auf der Hutschiene des
Schaltschrankes montiert wird und zwischen den Vorsicherungen und den Sicherung
sautomaten eingeschleift wird.
In der Regel wird pro Phase ein Wattmeter benötigt.
\end_layout
\begin_layout Standard
hier ein Foto der Wattmeter im Schaltschrank einfügen!
\end_layout
\begin_layout Standard
Auf dem Foto sieht man unten die Stromanschlüße und oben - die etwas dünnere
Kabel - die Signalleitungen die dann zum µController-Board gehen.
\end_layout
\begin_layout Standard
kurz die Funktionsweise der Wattmeter erklären
\end_layout
\begin_layout Subsubsection
Verarbeiten
\end_layout
\begin_layout Standard
hier das AVR-Net-IO beschreiben
\end_layout
\begin_layout Subsubsection
Speichern
\end_layout
\begin_layout Standard
hier den Webserver beschreiben
\end_layout
\begin_layout Subsubsection
Auswerten
\end_layout
\begin_layout Standard
hier das Frontend beschreiben
\end_layout
\begin_layout Standard
Wer bis hierher gekommen ist und nun Lust auf mehr hat, kann sich gerne
in dem Wiki umsehen …
\end_layout
\begin_layout Subsection
Controller
\end_layout
@ -271,7 +644,7 @@ Ein typisches Setup für ein Einfamilienhaus könnte folgendermaßen aussehen:
\begin_layout Itemize
3x 1-phasige S0-Stromzähler für den Hausanschluss
\begin_inset Foot
status open
status collapsed
\begin_layout Plain Layout
jede Phase erhällt einen Zähler

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BIN
misc/graphics/backofen.jpg Normal file

Binary file not shown.

After

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After

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After

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After

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