Smart Meter
• Elektronisch Stromzähler ablesen direkt über das LCD ist nicht lustig, da man hier immer warten muss bis der gewollte Zählerstand am LCD vorbeikommt.• Ablesen über die Cloud des Stromanbieters, nicht Echtzeitfähig
• Daten auslesen über die Kundenschnittstelle per IR Interface via Browser oder Python Skript ist hier das Thema.
Smartmeter sind Elektronische Zähler, welche mit dem E-Werk (über die nächste Trafostation) die Daten automatisch abgleichen. Wenn diese Trafostationen noch nicht die Einrichtungen zum Datenabgleich haben, dann werden einfache Elektronische Zähler ausgerollt, welche manuell abgelesen werden. Das sind dann aber keine Smartmeter,
Das Smartmeter gehört dem Elektro Versorgungs Unternehmen, die Übertragung der Daten erfolgt über deren Einrichtungen (Stromleitung etc.)
Die Datenübertragung erfolgt NICHT über meinen Internetanschluss, WLAN, LAN, Bluetooth, Zigbee oder sonstiges, das ist Sache des Elektro Versorgungs Unternehmens. Die Kosten (installation und Betrieb) für das Smartmeter sind in den Leitungskosten schon eingerechnet. In Deutschland werden im Gegensatz zu Österreich ja hohe Kosten dafür verrechnet. Hier wird beschrieben, wie man per Infrarot Schnittstelle die Daten passiv auslesen kann. Die Infrarot Schnittstelle (Kundenschnittstelle) hat den Vorteil, der galvanischen Trennung zum Smartmeter. Es werden nur die Zählerstände des Smartmeter ausgelesen, es wird nichts gezählt oder gemessen. Jedes Bundesland ist etwas anders, aber das hier gezeigte Modul deckt hier Österreich ab.
Bitte analog für die anderen Bundesländer verfahren, kann hier nur für Wien sprechen.
Auslesen des Smart Meters im Bereich Wiener Netze mittels Kundenschnittstelle über SHRDZM Interface.
Mit diesem Interface können die Daten sofort in Echtzeit ausgelesen werden.
Nach Konfiguration können die Werte sofort per Browser in Echtzeit angesehen werden. Weitere Verarbeitung wie mit eigenen Webserver ist optional
Anbindung an andere Haustechnik Plattformen ist optional.
Stromzähler
Die Mechanischen Zähler werden nun nach und nach durch elektronische Modelle ersetzt.
Für die Abrechnung der Energie bei Photovoltaik sind die neuen Geräte notwendig. Da hier die gekaufte und verkaufte Energie getrennt aufgezeichnet wird.
Als Smart Meter werden die Modelle mit Fernablesung durch das Energie Versorgungs Unternehmen bezeichnet. Es muss aber die Trafostation mit Kommunikationseinrichtungen ausgestattet sein. Wenn nicht, kommt ein Elektronischer Zähler ohne Fernablesung zum Einsatz, wie der E550, auch Lösungen mit Sim Card sind denkbar.
Die Daten werden in einer Weboberfläche vom Energie Versorgungs- Unternehmen dargestellt. Normal ist die Tagesaktuelle Datenerfassung. Erfassung im 15 Minuten Raster sollte man aus Datenschutzgründen ablehnen, da hier ja doch Verknüpfungen über die Lebensgewohnheiten gesammelt werden. Stichwort: Variable Tarife über den Tag. Strom am billigsten, wenn niemand zuhause und am teuersten wenn die Waschmaschine läuft.
Die elektronischen Zähler haben ein Infrarot Interface zur elektronischen Datenerfassung.
Nur bei den Smart Metern kann diese Interface vom Kunden benutzt werden. Man kann dafür eine Freischaltung beantragen. Siehe hier Kundenschnittstelle Wiener Netze
Das ist dann die "Kundenschnittstelle" um die es in diesem Bericht geht.
Kosten: Das ist in den Netzkosten, welche ich für meinen Standort zahle enthalten. Siehe "Messleistungsentgelte"
Auch der Einbau ist kostenlos. Durch die PV, war es notwendig, den mechanischen Zähler zu ersetzen. Ein Smartmeter kam dann etwas später, damit muss niemand mehr zum ablesen kommen.
Ich wohne in Wien im Versorgungsgebiet der Wiener Netze. Nach Installation der Photovoltaik bekam ich einen elektronischen Non Smart Meter eingebaut. Der wurde lokal von einem Mitarbeiter der Wiener Netze einmal im Jahr abgelesen. Für mich war es nicht möglich die Infrarot Schnittstelle zu nutzen. Lokale Ablesung der Daten am etwas dunklen LCD war sehr mühsam. Man muss warten bis die Daten am Display nacheinander erscheinen. Stichwort OBIS-Code, hier sind 1.8.0 und 2.8.0 (Kauf und Verkauf Zählerstand) relevant. Siehe hier Wiki OBIS-Kennzahlen
In den Beschreibungen über Smart Meter der Wiener Netze wurde die "Kundenschnittstelle" erwähnt. Die Daten werden verschlüsselt hier via Infrarot ausgegeben. Den Key zur Entschlüsselung bekommt man von den Wiener Netzen wenn man die Freischaltung der Kundenschnittstelle anfordert wie hier beschrieben Kundenschnittstelle Wiener Netze
Empfehlungen oder Auskünfte über benötigte Hard- und Software werden von Wiener Netzte aber keine erteilt.
Der Lesekopf und Software ist noch zusätzlich erforderlich siehe hier bei SHRZDM
Kundenschnittstelle (IR)
Video: IR Interface Landis+Gyr E450
Das Infrarot Interface (Kundenschnittstelle) des Landis-Gyr+E450 sendet nach Freischaltung permanent Daten.
Kann mit der Kamera eines Android Smartphones leicht überprüft werden.
Die Daten werden nach erfolgter Freischaltung, immer gesendet.
Achtung: Apple Iphones haben ein Infrarot Filter und sehen daher IR nicht...
Nach etwas Recherche im Internet konnte ich zufällig eine Firma finden, welche geeignete Hardware vertreibt.
Lesekopf und Interface dazu gibt es bei der Österreichische Firma SHRZDM aus Villach.
Von SHRZDM habe ich das Set für Wiener Netze (Modul+Lesekopf) bestellt. Generische Lösung für alle Anbieter in Österreich ist nicht möglich.
Die Föderalismus Grafik der Stromanbieter (EVU) in Österreich, hier im Webshop zur Auswahl des richtigen Moduls, verdient besondere Beachtung.
Durchführung Installation
1• Feststellung welcher EVU ist zuständig?
2• EVU und Smartmetertype in der Aufstellung von SHRZDM enthalten?
3• Freischaltung Kundenschnittstelle und Entschlüsselungs Key beim EVU beantragen - in Wien über das SmartMeter Portal Wiener Netze eingeben.
4• SHRZDM und Lesekopf bestellen.
5• SHRZDM Modul konfigurieren lt. Anleitung - Key für Entschlüsselung eintragen
6• SHRZDM Modul mit Netzteil installieren
Wenn Punkte 1,2,3 OK sind kann die SHRZDM Hardware bestellt werden.
Konfiguration SHRZDM
Wenn die Freischaltung und Entschlüsselung Key vom EVU vorhanden ist, kann das Modul konfiguriert werden. Das Interface benötigt ein 5V Netzteil mit Micro USB Stecker. SHRDZM Smartmeter Modul Datasheet.pdf
Die Konfiguration ist hier im Forum etwas versteckt als PDF für die einzelnen Versorger besprochen.
SHRDZM Konfigrationen
Die Anleitung
SmartMeter_5V_Setup_IR.pdf habe ich zur Konfiguration verwendet.
Hier wird besprochen, wie das Interface erfolgreich in ein WLAN eingebunden wird. Der Key zur Entschlüsselung wird hier eingegeben. Die Sache hat sofort funktioniert. Eine wirklich sehr gute Anleitung.
YT Video zur Einrichtung ist auch vorhanden.
Testaufbau
Installation im Zählerkasten, der Lesekopf wird von einem Magnet am Zähler gehalten.
Die Verbindung zu Lesekopf zu Modul wird mit einem Lan Kabel steckbar realisiert. Ein LAN Verlege Kabel wird durch die Mauer geführt und an beiden Seiten kommt eine RJ45 LAN Buchse, ausgeführt als Keystone Modul In eine 8 polige RJ45 Buchse passen auch die schmalen 4 oder 6 poligen Western Stecker. Damit ist die Installation auch für Änderungen in der Zukunft gerüstet. Der fliegende Aufbau wird später durch eine Installation in einem Kasten ersetzt. Steckernetzteile sehe ich für den Echtbetrieb als ungeeignet an, für Echtbetrieb wird ein Hutschienen Netzteil besorgt.
WLAN im Zählerkasten ist keine gute Idee, daher wird das SHRDZM Modul nicht im Zählerkasten montiert. Der Lesekopf wird per Kabel mit dem Modul verbunden.
Meine Installation für Echtbetrieb
Das SHRZDM Modul wird auf einen Wago Hutschienen Halter oder Wago Befestigungsadapter (Halter für Wago Klemmen) montiert. LS Schalter 230V/2A und ein 5V/2.2A Hutschienen Netzteil haben dazu Platz in einem kleinen Hutschienen Gehäuse.
Damit ist das Modul sauber und sicher installiert. Mit dem LS Schalter kann das Netzteil bei Bedarf freigeschaltet werden. Für Infrastruktur Geräte wie diese habe ich einen eigenen WLAN Access Point installiert.
Leider gibts das Modul nicht mit einem LAN Anschluss..
Hier eine andere Installation von Lesekopf und Modul
Zählerkasten mit IR Lesekopf, Lan Schrank mit SHRDZM Modul,
Der IR-Lesekopf und das SHRDZM Modul wird mit am einfachsten per LAN Verlegekabel + Keystonemodulen-RJ45 Ein 8 poliges Lan Kabel ist die einfachste Methode für interne Verkabelungen. Die kleinen 4pol. oder 6pol Western Stecker passen auch in 8polige RJ45 Buchsen.
Da der Lan Schrank eine Glastüre hat, ist WLAN hier kein Problem.
Betrieb
Der interne Webserver des Moduls kann mit einem Browser angesprochen werden, und liefert nun Daten im Sekunden Takt.
mit "http://ip-adresse/chart" kann die Seite im lokalen Netz aufgerufen werden.
Am 30.12.2023 um 13:30 wurden diese Daten angezeigt. Rot ist Verbrauch, Blau ist Einspeisung.
Hier sieht man den Ertrag der PV.
Der Peak der PV ist natürlich um den aktuellen Verbrauch im Haus vermindert und wird ins Netz als Überschuss eingespeist.
Die Daten vom Interface sind nur eine Moment Anzeige ohne weitere Datenverarbeitung und Historie
Der interne Webserver ist für den Test OK, man sieht sofort, dass Daten angeliefert werde. Manche Browser (Firefox) stoplpern bei der Anzeige nach längerem Betrieb.. Siehe auch SHRZDM Doku hier SmartMeter_5V_Setup_IR.pdf
Software
SHRZDM kann die Daten per REST, MQTT oder UDP weitergeben. Per REST kann Interface leicht abgefragt werden.
URL in Browser eingeben: http://ip.xx.xx.xx/getLastData?user=uuuuuuuuuu&password=ppppppp
Hier die richtige IP des Moduls angeben. Denn gesamten URL für REST mit User und PW kann man der Konfigurations- Seite entnehmen. Im Browser wird eine JSON Struktur angegeben.
Hier werden die Zählwerksdaten angegeben. Daten seit Installation des jeweiligen Zählers im Haus.
Diese Daten sind die Grundlage für die Abrechnung des Stromanbieters.
Diese Zählwerke kann man auch per Python Script abfragen und die Daten dann weiterverwenden. Python Version 3.xx lauft unter Windows und Linux. Hier ein Minimales Python Skript zur Abfrage der Daten
Das Skript kann leicht auf wegschreiben der Daten nach Files erweitert werden. Hier geht es um die Abfrage und den Zugriff auf die Dictionary Elemente der Json Struktur.
Die Zählerstände für Arbeit werden in Watt/h und Aktuelle Werte für Leistung werden in Watt angegeben.
1.8.0 Zählerstand Wh Wirk Bezug
2.8.0 Zählerstand Wh Wirk Einspeisung
3.8.0 Zählerstand Wh Blind Bezug
4.8.0 Zählerstand Wh Blind Einspeisung
1.7.0 Aktuell W Wirkleistung Bezug
2.7.0 Aktuell W Wirkleistung Einspeisung
3.7.0 Aktuell W Blindleistung Bezug
4.7.0 Aktuell W Blindleistung Einspeisung
16.7.0 Aktuell W Saldierte Verbrauchsanzeige mit Vorzeichen +Bezug -Einspeisung
Interessant sind hier Momentanwerte wie 1.7.0 , 2.7.0 und 16.7.0 dazu die Zählerstände 1.8.0 und 2.8.0.
Optionaler Linux Webserver
Diese Werte Speichere ich am Server in einer Datenstruktur auf der Festplatte ab. Skripte laufen alle 2 sec. Es wird ein html.file in der Ramdisk permanent neu geschrieben.
Anzeige per Browser mit autorefresh wie hier.
Abgesehen vom Saldo, Einspeisung und Verbrach in Watt werden auch die Zählerstände per Tag, Monat und Jahr in kWh angezeigt.
Fazit
Das SHRDZM Modul bietet eine leicht zu Realisierende Möglichkeit die Zählerstände eines Smartmeters auszulesen. Ohne Programmierkentnisse können per Browser, die Daten abgelesen werden.
Die Daten können auch mit Python Skript weiterverarbeitet werden, und auf einem internen Webserver (Raspberry) ausgegeben werden.
Die Lösung per IR Lesekopf ist perfekt, da damit keine galvanische Verbindung zum Zähler notwendig wird. Es genügt der Aufruf des abgespeicherten REST URL im Browser für eine einmalige Abfrage, oder man kann auch eine Skript Lösung für die permanente Abfrage der Daten machen. Die Möglichkeit per MQTT werden ich nach Maßgabe meiner Zeit einmal testen.
Ich habe bei meinen Stromanbieter die Option tägliche Ablesung gewählt. Das 15 Minuten Intervall habe ich abgelehnt. Natürlich kann ich mir in der Webseite des die Verbrauchsdaten ansehen, aber die lokale Weiterverarbeitung gefällt mir so besser.
Ich lehne auch die Cloudlösungen welche heute überall angeboten werden ab - darum lokale Lösung.
Im Modul dürfte vermutlich ein ESP8266 Baustein verbaut sein. Ich wollte das Gehäuse nicht gewaltsam öffnen, daher nur Vermutung. Es wäre wünschenswert wenn alle Hersteller von Haustechnik (Wärmepumpen, PV, Stromspeicher, etc.), einen kleinen Webserver wie hier in Ihre Geräte einbauen, damit wäre man nicht auf deren oft suboptimalen Cloudlösungen angewiesen. Ich lehne auch die Cloudlösungen welche heute überall angeboten werden ab - darum lokale Lösung. Mit Webserver wie hier können ohne Aufwand die notwendigsten Daten der Geräte dargestellt werden.
SHRZDM hat hier eine hervorragende Lösung im Portfolio.
Dateidatum: 10.05.2024