Was uns bewegt

15. Januar 2016

DigitalSTROM, einfach und doch funktionell?

Die Mul­ti­me­dia­elek­tro­nik ist eine Bran­che, wel­che in der Ent­wick­lung nicht zu stop­pen ist. Ste­ti­ge Ver­bes­se­run­gen und neue Ent­wick­lun­gen wer­den ange­strebt, um den Men­schen im All­tag best­mög­li­chen Kom­fort zu bie­ten. Auch in den Gebäu­de­au­to­ma­ti­ons­sys­te­men fin­det ein ähn­li­cher Pro­zess statt. Mit digi­tal­STROM wur­de ein Sys­tem ent­wi­ckelt, wel­ches dem Nut­zer Kom­fort, Sicher­heit, Wohl­be­fin­den und vie­les mehr bie­ten kann.

Die Her­ren Ivan Bian­chi und Domi­nic Stu­de­rus, bei­de Part­ner und Mit­ar­bei­ter der Coren­ta AG, haben im Jahr 2015 eine Diplom­ar­beit über die The­ma­tik digi­tal­STROM ver­fasst. Wir von der Redak­ti­on möch­ten nun wis­sen, was ist digi­tal­STROM über­haupt und für was kann dies ein­ge­setzt werden.

 

Was ist digitalSTROM?

digi­tal­STROM ist eine logi­sche Wei­ter­ent­wick­lung, wel­che auf dem hei­mi­schen Strom­netz auf­ge­baut wird und zudem den Ein­tritt ins digi­ta­le Zeit­al­ter ermöglicht.

Der Haupt­teil der gan­zen Tech­no­lo­gie ist ein win­zig klei­ner Chip, in der Grös­se einer Amei­se, wel­cher auf einer Klem­me (Bau­stein) auf­ge­baut ist. Mit die­sem Chip kön­nen diver­se Funk­tio­nen durch rei­nes Kon­fi­gu­rie­ren rea­li­siert wer­den. Der Chip kann zum Bei­spiel den Strom schal­ten, dim­men, mes­sen oder sogar klei­ne Pro­gram­me ablau­fen las­sen wie eine Zeit­schalt­uhr­funk­ti­on. Alle Betriebs­mit­tel, die in das digi­tal­STROM-Sys­tem mit­ein­be­zo­gen wer­den sol­len, erhal­ten vor­ge­schal­ten einen digi­tal­STROM-Bau­stein (Klem­me).

Der gros­se Vor­teil dabei ist, dass die Klem­me an das 230V-Netz ange­schlos­sen wer­den kann. Die gesam­te Kom­mu­ni­ka­ti­on der ein­zel­nen Chips geschieht über die 230V-Lei­tun­gen. Es wer­den kei­ne zusätz­li­chen Kabel benö­tigt. Aus die­sem Grund eig­net sich das Sys­tem per­fekt, um bereits vor­han­de­ne Instal­la­tio­nen zu erwei­tern. Selbst­ver­ständ­lich kann das Sys­tem auch bei einem Neu­bau direkt mit­ein­ge­plant werden.

Durch das Ver­net­zen sämt­li­cher Betriebs­mit­tel, bei­spiels­wei­se in einer Woh­nung oder einem Büro, wer­den Vor­gän­ge umsetz­bar, wel­che den Kom­fort enorm stei­gern. Das Licht, die Jalou­sien oder auch ein Ven­ti­la­tor kön­nen nun nicht mehr nur über gewöhn­li­che Schal­ter bedient wer­den, son­dern auch über Smart­pho­nes und Tablet-PC’s. Wei­ter kann beim Ein­gang ein zen­tra­ler Aus-Tas­ter plat­ziert wer­den, wel­cher bei Betä­ti­gung der Nut­zer (z.B. beim Ver­las­sen der Wohnung/Büro) sämt­li­che von ihm defi­nier­ten Gerä­te aus­schal­tet. Dadurch, dass alle Gerä­te zusam­men ver­bun­den sind, kön­nen diver­se Sze­na­ri­en erstellt wer­den. An einem gemüt­li­chen TV Abend kann zum Bei­spiel durch einen ein­zi­gen Knopf­druck eine TV-Atmo­sphä­re ent­ste­hen. Das Licht wird gedimmt, die Jalou­sien fah­ren her­un­ter und der Fern­se­her schal­tet ein.

Da das Sys­tem fähig ist, alle Strom­krei­se ein­zeln zu mes­sen und den Ver­brauch ent­spre­chend gra­phisch dar­zu­stel­len, hat man immer die vol­le Kon­trol­le über den Ener­gie­ver­brauch und kann gege­be­nen­falls gros­se Strom­fres­ser aus­fin­dig machen. Die gesam­te Pro­gram­mie­rung, Kon­fi­gu­rie­rung und Auto­ma­ti­sie­rung des Sys­tems ist web­ba­sie­rend. So kann alles von über­all auf der Welt, wo ein Inter­net­zu­gang vor­han­den ist, gesteu­ert werden.

Zusam­men­ge­fasst ist digi­tal­STROM ein Sys­tem, das dem Besit­zer Wohl­stand, Kom­fort, Sicher­heit und Kos­ten­ein­spa­rung bie­ten kann.

 

Wer hat digi­tal­STROM erfunden?

Die Idee war es, den kon­ven­tio­nel­len Gerä­ten eine Intel­li­genz zu geben. Über eine 230V-Lei­tung sol­len die­se Gerä­te mit­ein­an­der ver­knüpft wer­den und eine Daten­trans­por­ta­ti­on soll über eine 230V-Lei­tung mög­lich sein. For­schun­gen, Tests und Ent­wick­lun­gen führ­ten die Erfin­der Wil­fried Beck und Lud­ger Hove­stadt durch, bis der Grund­stein von digi­tal­STROM im Jahr 2005 an der eid­ge­nös­si­schen tech­ni­schen Hoch­schu­le (ETH) in Zürich gelegt wur­de. digi­tal­STROM wur­de geboren.

Nach den ers­ten Test­ver­su­chen wur­de den Erfin­dern schnell klar, dass ihr ent­wi­ckel­tes Sys­tem zu viel mehr fähig ist, als nur simp­le Daten­pa­ke­te zu übertragen.

Zur Wei­ter­ent­wick­lung haben die Erfin­der bereits im Jahr 2004 zusam­men mit Ani­ta Beck und Katha­ri­na Schrö­der-Börsch die Fir­ma Aizo AG in Schlie­ren gegrün­det. Die Tech­no­lo­gie hat immer mehr an Inter­es­sen geweckt und kann heu­te auf vie­le nam­haf­te Mit­glie­der in der Alli­anz zäh­len. Eine Alli­anz ist ein Bünd­nis, wel­che ein Ver­hält­nis zwi­schen gleich­be­rech­tig­ten Part­nern ver­trag­lich regelt. Gros­se, bekann­te Schwei­zer­un­ter­neh­mun­gen wie Otto Fischer, Axpo, Hal­ter, Hus­tech und R&M aber auch inter­na­tio­na­le Unter­neh­mun­gen von Deutsch­land und Öster­reich zäh­len zur Alli­anz dazu.

2007 haben die Bei­den die Non-Pro­fit-Orga­ni­sa­ti­on “digitalSTROM.org” gegrün­det. Wie es der Name bereits ver­rät, ver­folgt eine Non-Pro­fit-Orga­ni­sa­ti­on (NPO) kei­ne wirt­schaft­li­chen Gewinn­zie­le. Sie dient allei­ne zu gemein­nüt­zi­gen, sozia­len, kul­tu­rel­len oder wis­sen­schaft­li­chen Zie­len ihrer Mit­glie­der und deckt die eige­nen Kos­ten ab. In die­sem Fall dient die NPO ledig­lich den wis­sen­schaft­li­chen Zielen.

Der Ein­tritt in den Markt ist nach sie­ben­jäh­ri­ger Ent­wick­lungs­pha­se im Jahr 2011 erfolgt. Momen­tan zäh­len die Schweiz, Deutsch­land und Öster­reich zu den Haupt­ver­wen­dern der Tech­no­lo­gie digi­tal­STROM, doch ein­zel­ne Pro­jek­te spie­len sich auch in ande­ren euro­päi­schen Län­dern ab.

Die Aizo AG wur­de am 1. Janu­ar 2014 zu “digi­tal­STROM AG” umbe­nannt. Mit die­sem Schritt sol­len Mar­ke und Pro­dukt mit­ein­an­der verschmelzen.

 

Wie funk­tio­niert digitalSTROM?

Die Funk­ti­on erfolgt über ein Netz­werk mit dazu­ge­hö­ren­den Kom­po­nen­ten. Das Netz­werk von digi­tal­STROM besteht aus den Kom­po­nen­ten digi­tal­STROM-Fil­ter (dSF), digi­tal­STROM-Meter (dSM) und einem digi­tal­STROM-Ser­ver (dSS). Im Feld bei den Gerä­ten wer­den die digi­tal­STROM-Klem­men instal­liert. Für jeden Strom­kreis, also eine Siche­rungs­grup­pe, wird ein dSM gebraucht.

Die Archi­tek­tur von digi­tal­STROM basiert auf dem Mas­ter-/Slave ver­fah­ren, wobei das dSM den Mas­ter für die Kom­mu­ni­ka­ti­on dar­stellt. Nebst der Funk­ti­on als Kom­mu­ni­ka­ti­ons­zen­tra­le haben die dSM auch die Auf­ga­be die ein­zel­nen Strom­krei­se zu mes­sen. Die Mas­ter der ein­zel­nen Strom­krei­se kom­mu­ni­zie­ren über die Netz­lei­tung 230V mit den Klem­men (Slaves), die im glei­chen Strom­kreis instal­liert sind.

Der dSF wird gebraucht, um die digi­tal­STROM-Signa­le zu fil­tern, damit sie nicht aus dem Netz­werk her­aus respek­ti­ve hin­ein gera­ten können.

Der digi­tal­STROM-Ser­ver dient zur eigent­li­chen Ver­net­zung des gan­zen Sys­tems, d.h. er ver­bin­det alle digi­tal­STROM-Meter über das Web. Das Sys­tem wird web­ba­sie­rend kon­fi­gu­riert und unter­schied­li­che Kom­fort-Funk­tio­nen kön­nen rea­li­siert werden.

Im Gegen­satz zu ande­ren renom­mier­ten Bus­sys­te­men hat digi­tal­STROM einen ent­schei­den­den Vor­teil. Die Kom­mu­ni­ka­ti­on basiert voll­um­fäng­lich auf dem 230V-Netz und kommt ohne zusätz­li­che Lei­tun­gen aus. Ledig­lich in der Ver­tei­lung muss der dSS mit allen dSM mit einer digi­tal­STROM-Bus­lei­tung (dS485-Bus) ver­bun­den werden.

Bei digi­tal­STROM spricht man von einem Hin­ka­nal und einem Rück­ka­nal. Unter dem Hin­ka­nal ver­steht man den Daten­aus­tausch zwi­schen dem dSM und den jewei­li­gen Kom­po­nen­ten. Der Rück­ka­nal sorgt ent­spre­chend für die Kom­mu­ni­ka­ti­on in die ande­re Rich­tung, näm­lich von den Kom­po­nen­ten zum dSM. Das Signal wird hier über den Strom über­tra­gen, in dem wie beim Hin­ka­nal wäh­rend zwei defi­nier­ten Zeit­fens­tern der Strom mit­tels FSK-Ver­fah­ren modu­liert wird.

 

Wie wird denn das gan­ze nun installiert?

Bei der Instal­la­ti­on von digi­tal­STROM kann man grund­sätz­lich zwei Arten unter­schei­den; einer­seits die Instal­la­ti­on bei einem Umbau, ande­rer­seits die Instal­la­ti­on bei einem Neu­bau. Wie bereits beschrie­ben wor­den ist, basiert die gan­ze Instal­la­ti­on auf dem 230V-Netz. Somit wer­den nur die bereits vor­han­de­nen oder die neu zu instal­lie­ren­den drei Aus­sen­lei­ter (L1-L3), Neu­tral­lei­ter und Schutz­lei­ter gebraucht. Damit die Las­ten gleich­mäs­sig ver­teilt sind, sol­len sie, wie bei der kon­ven­tio­nel­len Instal­la­ti­on, auf die drei Aus­sen­lei­ter auf­ge­teilt wer­den. Es muss nur noch bei der Zulei­tung auf die Ver­brau­cher und die Tas­ter die ent­spre­chen­de Klem­me und in der Ver­tei­lung die Sys­tem­ge­rä­te plat­ziert wer­den. Sobald der digi­tal­STROM-Meter die Klem­men erkannt hat, ist die digi­tal­STROM- Instal­la­ti­on betriebs­be­reit. Die Instal­la­ti­on kann jeder­zeit mit wei­te­ren Kom­po­nen­ten ergänzt werden.

Da bei einem Umbau die Dräh­te bereits vor­han­den sind, müs­sen nur die not­wen­di­gen Klem­men ergänzt wer­den. Eben­falls müs­sen in der Ver­tei­lun­gen Anpas­sun­gen vor­ge­nom­men wer­den, damit die Sys­tem­ge­rä­te instal­liert wer­den kön­nen. Falls in der Ver­tei­lung für den Ein­bau kein Platz vor­han­den ist, kön­nen die Gerä­te auch in einer zusätz­li­chen Ver­tei­lung ein­ge­baut wer­den. Mit gros­ser Wahr­schein­lich­keit sind im Gebäu­de an diver­sen Stel­len Schal­ter instal­liert. Für das Funk­tio­nie­ren von digi­tal­STROM wer­den Tas­ter benö­tigt. Bei einer neue­ren Instal­la­ti­on kön­nen die Schal­ter ein­fach auf Tas­ter umge­stellt wer­den. Bei älte­ren Bau­ten, wo die Umschal­tung von Schal­tern auf Tas­ter nicht direkt vor­ge­nom­men wer­den kann, muss der Schal­ter durch einen Tas­ter aus­ge­wech­selt werden.

In einem Neu­bau­pro­jekt kann man bei der Pla­nung den Platz für die Sys­tem­ge­rä­te und die Klem­men von Anfang an berück­sich­ti­gen. Das bedeu­tet, dass in der Ver­tei­lung der Platz­be­darf für die Sys­tem­ge­rä­te mit­ein­ge­rech­net und genü­gend gros­se Dosen für den Ein­bau der digi­tal­STROM-Kom­po­nen­ten und deren Ver­drah­tung vor­ge­se­hen wer­den muss. Dies erleich­tert dem Instal­la­teur die Arbeit. Vor dem Pla­nen ist mit dem Bau­herrn abzu­klä­ren, wel­che Ver­brau­cher mit digi­tal­STROM gesteu­ert wer­den sol­len. So kann eine genaue Stück­lis­te der Kom­po­nen­ten erstellt und der effek­ti­ve Platz­be­darf bestimmt werden.

Was ist euer Fazit?

digi­tal­STROM ist eine neue Tech­no­lo­gie, wel­che mit­tels einer bestehen­den 230V-Lei­tung einen Aus­tausch von Daten­pa­ke­ten ermög­licht, ohne auf­wän­di­ge zusätz­li­che Instal­la­ti­on von Lei­tun­gen. Ein gros­ser Vor­teil im Ver­gleich zu ande­ren Steue­rungs­sys­te­men ist einer­seits die schnel­le Nach­rüs­tung und Instal­la­ti­on und ande­rer­seits ihre Bedie­nung. Obwohl das neue Sys­tem bereits einen gros­sen Kom­fort mit sich bringt, besteht ein sehr gros­ses Poten­ti­al an Entwicklung.

 

Bericht digi­tal­STROM als PDF

Nesthocker

Nesthocker

Wer sucht der fin­det – einen (Rückzugs)Ort, um das Leben zu geniessen.

Mit neuer Energie

Mit neuer Energie

Wir gra­tu­lie­ren Ben­ja­min Kurt zum höhe­ren Fach­schul­ab­schluss als Dipl. Tech­ni­ker Ener­gie und Umwelt.

On track!

On track!

On track! Seit Ende ver­gan­ge­nen Jah­res ste­hen auf der For­mu­la V‑Strecke im Cir­cle alle Lam­pen auf Grün.