mSure-Technologie von Analog Devices

Smart Meter nicht unnötig entsorgen!

Smart Meter
Ein Stromzähler auf mSure-Basis prüft die Genauigkeit der gesamten Metrologie-Funktion im laufenden Betrieb vor Ort. Das macht es möglich, Zähler über ihre gesamte Lebensdauer zu betreiben.
© Destina/Adobe Stock

Die Entscheidung, wann Stromzähler ausgemustert werden, treffen Energieversorger meist auf Grundlage einer statistischen Verteilung von Ausfällen. Eine spezielle Diagnosetechnik ermöglicht es nun, Zähler länger zu verwenden und nur solche zu ersetzen, die ihre Nutzungsdauer wirklich erreicht haben.

Betreiber von Versorgungsnetzen stehen vor der Herausforderung, Millionen von Zählern zu verwalten. Um automatische Zählerablesungen, Demand-Response-Programme, Fernein- und -abschaltungen sowie ein verbessertes Ausfallmanagement zu ermöglichen, planen sie häufig den Einsatz einer fortschrittlichen Messinfrastruktur (AMI) mit neuen intelligenten Zählern. Trotzdem müssen sie immer noch teure Arbeitsteams für den Austausch dieser neuen intelligenten Zähler beschäftigen, wenn diese sich dem Ende ihrer erwarteten Nutzungsdauer nähern. Da Versorgungsunternehmen oder Regulierungsbehörden die Nutzungsdauer von Zählern in der Regel auf der Grundlage von Statistiken bestimmen, sind die meisten ausgetauschten Zähler immer noch betriebsbereit und werden es vermutlich noch viele Jahre sein.

Die Verlängerung der Zähler-Lebensdauer bringt eine überraschend hohe Rendite. Ein Beispiel: Ein Versorgungsunternehmen, das für eine Zählerinstallation 50 Euro ausgibt, einschließlich der Kosten für den Zähler selbst. Geht man von einer anfänglichen Nutzungsdauer von zehn Jahren aus, ergibt sich bei einer Verlängerung der Nutzungsdauer dieses Zählers um nur zwei weitere Jahre eine Ersparnis von 10 Euro für die gesamte Lebensdauer des Zählers. Die Verlängerung der Laufzeit um drei Jahre erhöht die Ersparnis auf 15 Euro.

Wenn die anfängliche Nutzungsdauer weniger als zehn Jahre beträgt oder die Kosten für den Zähler und die Installation höher als 50 Euro sind, sind die daraus resultierenden Einsparungen noch größer. Darüber hinaus kann das Energieversorgungsunternehmen zukünftige Investitionskosten aufschieben und den elektronischen Abfall an entsorgten Zählern verringern.

Nutzungsdauer eines Zählers bestimmen

Aufsichtsbehörden oder Versorgungsunternehmen bestimmen die Nutzungsdauer des Zählers auf der Grundlage von branchenüblichen Verfahren, die auf einer statistischen Verteilung von Ausfällen beruhen. Typischerweise wird dies von Zuverlässigkeitsingenieuren mit Hilfe einer Weibull-Funktion bestimmt, auch bekannt als Badewannenkurve, wie in Bild 1 dargestellt. Ingenieure verwenden diese Techniken, um sicherzustellen, dass die Genauigkeit der Energiemessung eines Zählers innerhalb der zulässigen Klasse oder Toleranzgrenze bleibt, bevor er ausgetauscht wird. Dies ist wichtig, um die Verbraucher davor zu schützen, dass sie zu viel für Strom bezahlen oder dass das Versorgungsunternehmen zu wenig Strom in Rechnung stellt, weil das Messelement des Zählers im Laufe der Zeit abweicht.

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Bild 1: Die Badewannenkurve (Weibull-Funktion) stellt die erwartete Ausfallrate für den gesamten Bestand dar, nicht für ein einzelnes Gerät.
© Analog Devices

In der Vergangenheit lag das Augenmerk auf der Reduzierung von Frühausfällen durch verbesserte Fertigungsprozesse, Burn-In unter speziellen Umgebungsbedingungen und umfangreichen Tests vor dem Einsatz der Messgeräte. Der Bereich der Kurve gegen Ende der Lebensdauer, der typischerweise eine Gaußsche Verteilung aufweist, wird jedoch durch den Einsatz konservativer statistischer Methoden – drei oder mehr Standardabweichungen – zur Auswahl der Nutzungsdauer des Geräts vermieden, um die Möglichkeit zu minimieren, dass Geräte außerhalb der Spezifikation im Betrieb verbleiben. Der größte Nachteil dieser Methoden ist, dass in den meisten Fällen mehr als 99 Prozent der aus dem Betrieb genommenen Zähler noch innerhalb der Spezifikationen arbeiten. Bislang gab es keine kostengünstige Möglichkeit, die Messgenauigkeit der einzelnen Zähler zu überprüfen.

Analog Devices
Bild 2: mSure-fähige Zähler senden Diagnosedaten an einen Analysedienst, der Berichte, Warnungen und Analysen erstellt.
© Analog Devices

Die mSure-Technologie bietet ein nicht-invasives Diagnosesystem für Haushalts-, Gewerbe- und Industriestromzähler. Das Diagnosesystem ist direkt in die aktuellen Energiemessungs-ICs von Analog Devices eingebaut und wird von Zählerlieferanten weltweit eingesetzt. Während des Betriebs werden die Strom- und Spannungssensoren kontinuierlich auf Änderungen ihrer Kennwerte überwacht, die durch Umwelteinflüsse, Ereignisse wie Blitzeinschläge, Manipulationen am Messgerät, Fertigungsfehler oder altersbedingten Verschleiß verursacht werden können. Wie in Bild 2 dargestellt, werden mSure-Diagnosedaten über das AMI-Netzwerk gesendet – zusammen mit den Zählerständen – und anschließend von einem Dienst analysiert, der Berichte, Analysen und Warnungen erstellt.


  1. Smart Meter nicht unnötig entsorgen!
  2. Nicht-invasives Diagnosesystem für Stromzähler

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