Wie LoRaWAN unser Stadtleben prägt

Energieversorgung

Frankfurt und Region

18.11.2021

Smart City digitale Infrastruktur

Autor: Mainova Redaktion

‚Smart City‘ ist die Stadt der Zukunft. Aber was versteht man eigentlich darunter? Und was bedeutet es für die Stadt Frankfurt? Welchen Beitrag leistet Mainova? Und welche Rolle spielt dabei LoRaWAN? Keine Frage, der Begriff ‚Smart City‘ ist facettenreich. Bürgerinnen und Bürger fordern zum Beispiel, dass die Dienstleistungen der städtischen Verwaltung online angeboten und einfacher zugänglich werden. Kritische Stimmen artikulieren die Angst, dass mit smarten Technologien die Stadt gläsern oder gar von automatisiert arbeitenden Maschinen bestimmt wird. Wir haben nachgefragt und stellen euch drei konkrete Anwendungsfälle aus der Praxis vor.

Nachhaltig, vernetzt, lebenswert

Was verbindet Mainova mit Smart City? Das haben wir Christian Borg-Krebs gefragt. Der Leiter für die Produktentwicklung datengetriebener und urbaner Geschäftsmodelle sagt: „Mit der Entwicklung zur Smart City wird eine Stadt nachhaltiger, vernetzter und lebenswerter.“ Was das konkret bedeuten kann, dafür hat der 33-Jährige ein ganzes Füllhorn an Beispielen parat, die der Frankfurter Energiedienstleister derzeit prüft, plant und umsetzt. Zum Beispiel Grünanlagen und Stadtbäume, die bedarfsgerecht bewässert werden. Oder Müllcontainer, deren Füllstand gemeldet wird. Oder Straßenlaternen, deren Helligkeit sich reguliert. Oder Elektroladesäulen, deren Auslastung angezeigt wird. Oder Energieversorgungsnetze, die überwacht werden. Oder Straßenbahnen, die freie Fahrt haben sollen. Oder. Oder. Oder.

LoRaWAN als digitales Rückgrat einer Smart City

Damit diese Anwendungen die Lebensqualität von Menschen in den Städten steigern können, braucht es eine digitale Infrastruktur als Rückgrat. In Frankfurt hat Mainova hierfür LoRaWAN aufgebaut. Die Abkürzung steht für Long Range Wide Arena Network. Das Netzwerk besteht aktuell aus rund 60 Gateways – das sind etwa 50 Zentimeter hohe Antennen, die im gesamten Stadtgebiet verteilt sind. Sie übertragen via Funk kleine Datenpakete. Dabei sind sie besonders strahlungsarm – etwa 1/80 eines Mobiltelefons.

Und die Technik ist in vielerlei Hinsicht smart: „Die Reichweite der Gateways ist enorm. Wir haben in Frankfurt schon Daten über eine Distanz von 38 Kilometer übertragen. Der Energieverbrauch der Gateways ist hingegen sehr gering“, erläutert Borg-Krebs. Die Datenpakete stammen von kleinen Sensoren. Sie melden: Ist der Boden rund um den Baum ausreichend feucht? Ist der Müllcontainer voll? Ist der Parkplatz belegt? Wie ist die Luftqualität? Betrieben mit langlebigen Batterien, funken die Sensoren diese Informationen an die Gateways, die sie an intelligente Managementsysteme weiterleiten. Dort werden die Daten dann aufbereitet und visualisiert, um so das Leben in der Stadt angenehmer zu machen.

Übrigens: Mit LoRaWAN können nur sehr kleine Datenpakete übertragen werden. „Für Bilder oder Videos reicht die Bandbreite nicht aus. Schon dadurch ist ein gewisser Datenschutz garantiert, sozusagen Datenschutz per Design“, sagt Borg-Krebs.

Christian Borg-Krebs, Produktentwicklung datengetriebener und urbaner Geschäftsmodelle

Christian Borg-Krebs,  Leiter für Produktentwicklung datengetriebener und urbaner Geschäftsmodelle

Drei Beispiele aus der Praxis

Freie Fahrt für die Straßenbahn

„Das ist gut, dass hier endlich mal was passiert!“ Mit diesen Worten begrüßten aufmerksame Anwohnerinnen und Anwohner in Frankfurt-Niederrad das Team der Mainova und der Straßenbeleuchtung RheinMain, als Mitte 2021 die Technik für ein Pilotprojekt mit der Frankfurter Verkehrsgesellschaft (VGF) installiert wurde. Das Problem vor Ort sind quer zu den Schienen parkende Autos, an denen die Straßenbahn relativ eng vorbeifährt. Bis zu 20-mal im Jahr kommt es vor, dass die Tram nicht weiterkommt, weil Fahrzeuge die Gleise blockieren.

Das stresst alle Beteiligten: Die Gäste der Straßenbahn, da sie nicht an ihr Ziel kommen, sondern bis zu zwei Stunden den Abschleppvorgang abwarten müssen. Und die Anwohnerschaft, da sich der Autoverkehr staut und mehr Abgase in die Luft geblasen werden. LoRaWAN bietet hier eine Lösung: Sensoren erkennen, wenn ein Fahrzeug parkt, und geben ein Signal an zwei Leuchtanzeigen, die im Sichtbereich montiert sind. Sie weisen auf den Straßenbahnverkehr hin und bitten die Fahrerinnen und Fahrer darum, so weit wie möglich in die Parkbucht einzufahren. Wie das System ankommt, zeigt das Video weiter unten mit VGF-Fahrerin Andrea Ramsthaler.

Bäume smart bewässern

Szenenwechsel in die Solmsstraße 38, der Unternehmenszentrale der Mainova AG. Auf der Grünfläche steht eine Parkbank aus Holz. Was ihr von außen kaum seht: In der Sitzfläche ist ein Wasserbehälter installiert, der via LoRaWAN von Feuchtigkeitssensoren Informationen bekommt, wann der in der Nähe stehende Baum bewässert werden muss, und dann automatisiert die nötige Menge abgibt. Das Pilotprojekt ist durch eine Kooperation mit einem Start-up entstanden. Neben den Informationen aus dem Boden werden unter anderem auch Wetterprognose-Daten verarbeitet. Schließlich würde es keinen Sinn ergeben, den Boden zu wässern, wenn es eine Stunde später ohnehin regnet. Die Bank auf dem Mainova-Gelände ist die erste, die in einer Großstadt im Einsatz ist. Mainova steht hier im Austausch mit dem Grünflächenamt der Stadt, um gemeinsam diese intelligente Lösung an die Bedürfnisse der Stadt Frankfurt anzupassen und vielleicht in Zukunft in Frankfurt in größerem Maßstab umzusetzen.

Und auch die Spieler der Frankfurter Eintracht freuen sich über effizient gewässerten Rasen, denn auch auf den Rasenflächen des Stadions im Deutsche Bank Park ist eine Bewässerungslösung von Mainova im Einsatz. Die Fortschritte, die Mainova in diesem Jahr bei dem Thema smarte Bewässerung gemacht hat, sind für Borg-Krebs ein echtes Highlight: „Die intelligenten Lösungen sind gut für den Klimaschutz. Und es ist eine Maßnahme, die ohne Verbote oder Maßregelungen auskommt.“

Heizzentralen immer im Blick

Ein dritter konkreter Anwendungsfall – diesmal aus der Wohnungswirtschaft – sind Heizzentralen. Große Wohnungsbaugesellschaften oder Genossenschaften betreuen oft eine Vielzahl von Liegenschaften und müssen dafür sorgen, dass Heizung, Wasser- und Stromversorgung sowie sonstige technische Anlagen funktionieren. Auch hier kann Mainova mit LoRaWAN wertvolle Dienste leisten. Dafür wurde eine Anwendung entwickelt, die die Effizienz von Heizzentralen misst, in einer Web-Applikation visualisiert, Verbrauchskurven anzeigt und Vergleiche ermöglicht. Und das Tool kann noch mehr: „Wir können auch den Zustand von Nebenanlagen wie Pumpen, Lüftungen, Rauchmeldern oder Aufzügen überwachen und bei Störungen unverzüglich eine Meldung erzeugen“, so Borg-Krebs. Ziel ist es, dass das Liegenschaftsmanagement in einer Anwendung alle Standorte im Blick hat und auf Störungen hingewiesen wird. Vielleicht heißt es dann in Zukunft, wenn sich jemand im Haus über fehlendes Warmwasser in seiner Wohnung beschweren möchte: „Wir wissen bereits Bescheid und sind auf dem Weg zu Ihnen.“

Mainova nutzt LoRaWAN auch für viele interne Anwendungsfälle im Kerngeschäft Energie- und Wasserversorgung. Zum Beispiel können Zählerwerte mit LoRaWAN übertragen oder der Zustand der Versorgungsnetze geprüft werden. Allen Anwendungen ist gemein, dass sie helfen, Ressourcen zu sparen, Abläufe zu optimieren und Fehler frühzeitig zu erkennen. So bleibt die Zuverlässigkeit der Energieversorgung auf einem hohen Niveau. Davon profitieren am Ende des Tages die Menschen in einer Stadt.

Pläne für 2022

Auch für 2022 hat sich das Smart City Team der Mainova viel vorgenommen. Die Produkte für die Wohnungswirtschaft und smarte Bewässerung sollen zur Marktreife entwickelt und auf einer eigenen Plattform Kommunen, Ämtern und Unternehmen angeboten werden. In den Kommunen Steinbach und Kelsterbach, die beim Smart City Wettbewerb der Mainova AG im Herbst 2021 gewonnen haben, werden die vorgeschlagenen Projekte umgesetzt. Während in Steinbach ein ganzheitliches intelligentes Wassermanagement – mit Niederschlagssensorik, bedarfsgerechter Bewässerung sowie Grundwasser- und Flusspegelmessung – umgesetzt wird, steht in Kelsterbach urbane Sensorik wie die Überwachung von Luftwerten und die Messung des Straßenverkehrs im Fokus. Und die Vision von Borg-Krebs zur Smart City geht noch weiter: „Wenn eine Smart City anfängt, Datensilos aufzubrechen, Werte kontinuierlich zu erfassen und miteinander in Beziehung zu setzen, wenn Akteure und ihre Daten vernetzt werden – dann entstehen komplett neue Mehrwerte für eine Stadt und das Leben macht Spaß!“

Interesse geweckt? In unserem Blog sowie auf Facebook, YouTube und Instagram findet ihr weitere spannende Themen rund um eine nachhaltigere Zukunft.

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Freie Fahrt dank LoRaWAN

Kennt ihr das: Ihr sitzt in einer Tram und plötzlich geht nichts mehr? Nicht selten sind sogenannte ‚Gleisparker‘ Schuld daran, dass der Schienenverkehr kurzfristig stoppt. Im Video zeigen wir euch, wie intelligente Sensoren Abhilfe schaffen.