Wasser ist weltweit eine kostbare Ressource. In der Landwirtschaft entscheidet der effiziente Einsatz oft über Ertrag, Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit. In Zeiten des Klimawandels mit zunehmend längeren Trockenphasen gewinnt die gezielte und sparsame Bewässerung an Bedeutung – nicht nur in südlichen Ländern, sondern auch in unseren Breitengraden. Ein Landkreis in Deutschland hat sich dieser Problematik nun angenommen und mithilfe der IoT-Lösung SMARTebox nanoIO von PSsystec die landwirtschaftliche Beregnung auf ein digitales Fundament gestellt.
Die Herausforderung: Aufwendige Kontrolle und Wasserverschwendung
Bislang müssen Landwirte bzw. die Verwaltung normalerweise regelmäßig vor Ort prüfen, ob Beregnungspläne eingehalten werden, was entsprechenden Personal- und Arbeitsaufwand erfordert. Erschwerend kommt hinzu, dass viele Pumpstationen und Wasserzähler verteilt und nur schwer zugänglich sind und über keine IT-Anbindung verfügen. Eine IT-Nachrüstung gilt in den meisten Fällen entweder als zu teuer oder aus technischer Sicht als weder möglich noch sinnvoll.
Ohne eine digitale Steuerung kommt es außerdem zu Wasserverschwendung, beispielsweise weil die Bewässerung zu ungünstigen Tageszeiten durchgeführt wird und somit übermäßige Verluste durch Verdunstung entstehen. Für den bereits erwähnten deutschen Landkreis führten diese Herausforderungen zu der Entscheidung, eine wirtschaftliche und zukunftssichere Digitalisierungslösung zu suchen. Zumal die geplante Abschaltung des 2G-Netzes in Deutschland zum 30. Juni 2028 ohnehin eine Umrüstung vorhandener Anlagen und Infrastrukturen auf 4G oder 5G zwingend erforderlich macht.
Herausforderungen im Überblick:
- Hoher Aufwand durch manuelle Kontrolle
- Verdunstungsverluste wegen ungünstiger Bewässerungszeiten
- Dezentrale Infrastruktur und fehlende IT-Anbindung
- Erzwungener technologischer Umbruch durch 2G-Abschaltung
Die Lösung: Einfache IoT-Lösung im Retrofit
Die Entscheidung des Landkreises fiel auf eine industrietaugliche IoT-Lösung, die auf der SMARTebox nanoIO von PSsystec basiert. Dabei handelt es sich um einen kompakten, IP65-geschützten und batteriebetriebenen Datenlogger, den der Anbieter speziell für die einfache Nachrüstung dezentraler und sogar unterirdischer Anlagen entwickelt hat. Dank der Mobilfunkverbindung über LTE-M und NB-IoT ermöglicht es die Box, Zähler und Anschlüsse von potenzialfreien Alarmkontakten für die Fernablesung, Störungsübermittlung und Anomalie-Erkennung aus der Ferne auszulesen. Ist das Signal im Schacht stark gedämpft, kann optional eine externe Antenne Abhilfe schaffen.
Echtzeit-Feedback per SMS-Alarme informiert über Start, Ende und Mengen der Bewässerung sowie Bodenfeuchtigkeit und erhöht so die Transparenz. Auch bei Überschreiten vordefinierter Grenzwerte kann eine SMS-Alarmierung ausgelöst werden. Der Alarm-Eingang synchronisiert das Ereignis direkt mit der IoT-Plattform und übermittelt alle aktuellen Messwerte zur direkten Vergleichbarkeit mit Planvorgaben.
Die SMARTebox nanoIO ist mit allen Zählwerken mit Impulsausgang kompatibel und verfügt über vier potenzialfreie Eingänge für Zählimpulse oder Alarmkontakte. Zusätzlich verfügt sie auch über eine BLE Schnittstelle mit der bluetoothfähige Beacons (zb für Temperatur/Feuchtge/ID/Door Switch/ Wasserleckage) verbunden werden können. Die sichere Übertragung der Daten und Integrität wird über den Telekom-PSA-zertifizierten Übertragungsweg in die IoT-Plattform gewährleistet. Über die offene REST-API können Daten von jedem Betriebssystem eingelesen werden, was die Integration einfach macht. Mit fünf Standardbatterien betrieben, arbeitet die Box bis zu fünf Jahre autark.
Die Inbetriebnahme der Sensoren, die Konfiguration sowie das Flottenmanagement erfolgen per Remote über eine Web-App der IoT-Plattform: Im Remote Manager lassen sich die installierten Geräte zentral von einem einzigen Standpunkt aus aktivieren, überwachen und diagnostizieren – entweder vom Desktop aus im Büro oder von unterwegs. Der Zustand der vernetzten Anlage lässt sich in Diagrammen verschiedener Widgets übersichtlich auswerten.
Keyfeatures der SMARTebox nanoIO
- Batteriestromversorgung über 5 Standard-AA-Zellen im auswechselbaren Batteriepack
- 4 Eingänge für Zählimpulse oder Alarmkontakte
- Wasserfestes Gehäuse
- Remote-Konfiguration über IoT-Plattform
- REST-API zur Anbindung an das Betreibersystem
- Web-App zur Inbetriebnahme der Sensoren
- Befestigungsoptionen: Magnet, Wand, Rohr
In dem erwähnten Landkreis werden mithilfe der SMARTebox nanoIO jetzt Durchflussmengen über Zähler erfasst und mit geplanten Zeitfenstern, beispielsweise 20 bis 22 Uhr, abgeglichen.
Das Ergebnis: Eingesparter Wasserverbrauch und verringerter Personalaufwand
Die Einführung der IoT-Lösung von PSsystec brachte dem Landkreis zahlreiche Vorteile. Durch die bedarfsgerechte und zeitgesteuerte Bewässerung konnten die Verdunstung verringert und die Effizienz der Beregnung erheblich gesteigert werden. Das Ergebnis ist ein deutlich verringerter Wasserverbrauch und eingesparte Kosten, sodass sich die Umrüstung auf die digitale Technik schon in kürzester Zeit amortisiert hat. Positive Auswirkungen ergeben sich auch hinsichtlich der Transparenz: Die automatische Dokumentation ermöglicht eine lückenlose Aufzeichnung der Daten für interne Auswertungen oder zur Fördermittelabwicklung. Eine manuelle Kontrolle durch das Personal ist nicht mehr erforderlich, sodass Kapazitäten für andere Aufgaben frei werden.
Zusammengefasst zeigt dieses Digitalisierungsprojekt beispielhaft, wie IoT-Technologie in der Wasserwirtschaft ohne komplexe Infrastrukturschaffung sofort spürbare positive Effekte im Alltag schafft und gleichzeitig einen wertvollen Beitrag zum nachhaltigen Umgang mit Ressourcen leistet.
Ergebnisse im Überblick:
- Verringerter Wasserverbrauch und erhöhte Effizienz
- Erhöhte Transparenz und verbessertes Monitoring
- Automatisierte Dokumentation
- Verringerter Personal- und Kontrollaufwand
- Zukunftssicherheit dank moderner Mobilfunktechnologien
