“Wir konnten dank IoTnova ein digitales Netzmonitoring aufbauen, unsere Infrastruktur auf §14a-konformes Lastmanagement vorbereiten und damit die Grundlage für eine zukunftsfähige und sichere Energieversorgung im Niederspannungsnetz legen.”
Im Rahmen der Digitalisierung der Energieverteilungsnetze hat Regionetz ein zukunftsweisendes Projekt gestartet: die Digitalisierung und das Monitoring von Netzstationen im Niederspannungsbereich. Ziel war der Aufbau eines digitalen Zwillings des Niederspannungsnetzes, um Netzbelastungen in Echtzeit sichtbar zu machen und bei Überlastungen frühzeitig eingreifen zu können – insbesondere im Kontext der gesetzlichen Vorgaben gemäß §14a des Energiewirtschaftsgesetzes (EnWG).
Die zentrale Herausforderung bestand darin, eine vollständige IoT-Infrastruktur aufzubauen – beginnend bei der Auswahl geeigneter Protokolle bis hin zur Integration einer skalierbaren Datenverarbeitung und Visualisierung. Unterstützt wurde Regionetz in diesem Vorhaben vom Digitalisierungsspezialisten it-novum.
Projektstart und Vorgehensweise
Das Projekt begann mit einem zweitägigen IoT-Workshop mit it-novum, in dem die Anforderungen und Anwendungsfälle gemeinsam erarbeitet wurden. Aufgrund fehlender interner Erfahrung mit IoT-Technologien entschied sich Regionetz, mit einem Proof of Concept (PoC) zu starten.
Der PoC, der über ein Jahr lief, diente dem Testen und Evaluieren von Systemkomponenten, Kommunikationsprotokollen sowie der Visualisierungsplattform. Die positiven Ergebnisse führten dazu, dass der PoC-Ansatz anschließend in die produktive Umgebung übernommen wurde.
Technischer Aufbau der Lösung
Sensorik und Datenfluss
- Die Netzstationen wurden mit Sensorik ausgestattet, um Zustandsdaten wie Spannungen, Ströme und Temperaturen zu erfassen.
- Die Daten werden über das MQTT-Protokoll an den HiveMQ Broker übermittelt, der eine sichere und skalierbare Datenübertragung gewährleistet.
- Die Integration von ECOS ermöglichte den Aufbau eines Zertifikatsmanagements zur Absicherung der Kommunikationswege.
- Eine Kafka-Instanz übernimmt das Data-Streaming und fungiert als zentrale Datendrehscheibe. Über Kafka können unterschiedliche Fachsysteme angebunden werden, ohne dass direkte Punkt-zu-Punkt-Schnittstellen notwendig sind.
- IoTnova wurde als zentrale IoT-Plattform eingeführt. Sie ermöglicht die Visualisierung und Überwachung der eingehenden Sensordaten.
- Anwender können Dashboards flexibel selbst gestalten, Fehlerquellen wie Verdrahtungsfehler schneller erkennen und die Datenqualität laufend überprüfen.
- Die Daten werden an nachgelagerte Systeme übergeben, die z. B. für die Umsetzung der §14a-Funktionalitäten oder für den digitalen Zwilling des Netzes verantwortlich sind.
Projektumfang und Unterstützung durch it-novum
it-novum begleitete Regionetz bei mehreren zentralen Projektbausteinen:
Einführung der IoT-Plattform IoTnova: Beratung, Installation und Schulung für Anwender zur selbstständigen Nutzung und Visualisierung der Sensordaten.
Konzeption und Umsetzung der IoT-Architektur: Auswahl und Integration geeigneter Technologien und Kommunikationsprotokolle (z. B. MQTT) für die sichere und skalierbare Datenübertragung.
Einbindung eines MQTT Brokers (HiveMQ): Technische Konzeption sowie Umsetzung der sicheren Datenübertragung in Zusammenarbeit mit dem Partnerunternehmen ECOS, insbesondere zur Integration eines professionellen Zertifikatsmanagements.
Herausforderungen und Learnings
Im Verlauf des Projektes traten mehrere Herausforderungen auf, die gemeinsam mit it-novum erfolgreich gemeistert wurden:
- Know-how-Aufbau: Regionetz hatte zu Projektbeginn keine Erfahrungen mit IoT-Technologien. Der Wissensaufbau erfolgte durch Schulungen, Workshops und eine enge Zusammenarbeit mit it-novum.
- Infrastrukturaufbau: Vor dem Projektstart war keine IoT-Infrastruktur vorhanden. Der Aufbau der nötigen Komponenten verlief dank der Unterstützung von it-novum zügig und reibungslos.
Produktivsetzung und nächste Schritte
Nach erfolgreichem Abschluss des PoC wurde die Lösung produktiv gesetzt. Weitere Maßnahmen sind bereits in Planung:
- Aufbau einer zweiten HiveMQ-Instanz zur Erhöhung der Ausfallsicherheit durch Georedundanz.
- Erweiterung der Anwenderschulungen für IoTnova zur weiteren Verankerung der neuen Arbeitsweise im Unternehmen.
- Skalierung der Sensorik-Ausstattung auf weitere Netzstationen zur kontinuierlichen Erweiterung des digitalen Zwillings.
Vorteile und Nutzen der Lösung
- Transparenz und Frühwarnsysteme: Netzbelastungen können frühzeitig erkannt und Gegenmaßnahmen eingeleitet werden.
- Erhöhte Betriebssicherheit: Proaktive Fehlererkennung durch Analyse der Sensordaten.
- Flexibilität und Unabhängigkeit: Durch den Einsatz von Kafka als Datendrehscheibe sind keine festen Schnittstellen notwendig – neue Systeme lassen sich einfach anbinden.
- Hohe Nutzerfreundlichkeit: IoTnova ermöglicht eine schnelle und individuelle Visualisierung der Daten durch die Fachabteilungen selbst.
- Zukunftssicherheit: Die Architektur ist skalierbar und gesetzeskonform im Hinblick auf §14a EnWG.
Fazit und Zusammenarbeit
Das Projekt hat gezeigt, wie mit einem gezielten PoC-Ansatz und starker Partnerunterstützung auch ohne Vorerfahrung eine komplexe IoT-Infrastruktur aufgebaut werden kann. “Die Zusammenarbeit mit it-novum war durchwegs lösungsorientiert, effizient und partnerschaftlich, einfach rundum angenehm”, beschreibt Alexander Schölgens den Prozess.
Die gesetzten Ziele – Aufbau eines digitalen Netzmonitorings sowie die Vorbereitung auf §14a-konformes Lastmanagement – wurden erreicht. Die Lösung schafft die Grundlage für eine zukunftsfähige und sichere Energieversorgung im Niederspannungsnetz.
Was ist IoTnova?
IoTnova ist eine hochperformante IoT-Plattform, die Unternehmen dabei unterstützt, ihre Daten effizient zu erfassen, zu verarbeiten und zu analysieren. Sie basiert auf Open-Source-Technologien und bietet eine flexible Architektur, um IoT-Projekte jeder Größenordnung sicher und skalierbar umzusetzen.
Die Vorteile von IoTnova
- Alerting: Intelligente Alarmierung & Automatisierung von Prozessen
- Analytics: Self-Service Analysen & KI-Unterstützung für End-User
Dashboards & Reporting: Operative und taktische Insights in Geschäftsprozesse & Unternehmensbereiche - Data Converter: Höchste Flexibilität bei der Transformation von ein- und ausgehenden Daten
- Device Management: Verwaltung von IoT-Devices & Assets an zentraler Stelle
- Security: Umfangreiche Berechtigungsvarianten & Data Governance Features
Text vom Original übernommen – it-novum
