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09.02.2017

IoT-Lösung für NEXT Kraftwerke:Mehr Megawatt mit M2M von Telefónica

© Next Kraftwerke
Die Energiewende in Deutschland nutzt nicht nur der Umwelt. Es entstehen auch ganz neue Geschäftsmodelle in der Stromproduktion. Durch ihre privaten Windkraft- und Solaranlagen können beispielsweise die Kunden der großen Energieanbieter auch selbst zu Produzenten werden und ihren sauberen Strom an andere Nutzer verkaufen. Neue M2M-Lösungen für das Internet der Dinge (IoT) ermöglichen es dabei, dass sich viele kleine Erzeuger zu einem großen Anbieter zusammenschalten. Ein solches virtuelles Kraftwerk betreibt auch die NEXT Kraftwerke GmbH aus Köln und verwendet dafür eine clevere IoT-Lösung von Telefónica. Strom ist nicht immer gleich viel wert: Gibt es gerade ein Überangebot, ist er günstiger. Wird mehr Energie benötigt, können auch kleinere Erzeuger wie Windkraft- und Solaranlagen kurzfristig höhere Preise erzielen – zumindest theoretisch. Denn als Einzelkämpfer haben es kleine Anbieter auf dem Strommarkt seit jeher schwer. Doch in Zeiten von Machine-to-Machine-Kommunikation und "Internet of Things" können sie ihre Kräfte erfolgreich bündeln und gemeinsam ihre Position stärken.

Virtuelle Kraftwerke: Tausende Stromproduzenten zusammengeschaltet

© Next Kraftwerke
Zum Beispiel mit Hilfe der NEXT Kraftwerke GmbH in Köln. Das Technologieunternehmen, das 2009 von Hendrik Sämisch und Jochen Schwill gegründet wurde, nutzt die neuesten Möglichkeiten der Digitalisierung, um Tausende von Stromproduzenten zu einem virtuellen Kraftwerk zu verbinden und mit Stromverbrauchern zu vernetzen. Dieses neuartige Vorgehen dient zum Zweck der gemeinsamen Stromvermarktung und zur Übernahme von Netzverantwortung. Zum Beispiel durch die Bereitstellung von Regelenergie, die zum Ausgleich von Produktions- und Verbrauchsschwankungen nötig ist. "Regelbarkeit oder, anders gesagt, eine bedarfsgerechte, flexible Stromerzeugung ist sehr wertvoll, da sich hierüber für unsere Kunden Mehrerlöse erzielen lassen", erklärt Norman Gentges, stellvertretender Leiter des virtuellen Kraftwerks von NEXT Kraftwerke. "Wir haben uns aus wirtschaftlichen Gründen für Telefónica entschieden – aber auch, weil das webbasierte Managementsystem Smart M2M einen robusten Eindruck macht. Andere M2M-Plattformen erschienen uns nicht ganz so ausgereift wie das von Telefónica." Norman Gentges, stellvertretender Leiter des virtuellen Kraftwerks von NEXT Kraftwerke, Köln Die NEXT Kraftwerke GmbH in Köln betreibt eines der größten virtuellen Kraftwerke Europas und beschäftigt derzeit rund 130 Mitarbeiter. Über dessen Leitsystem sind rund 3800 kleine und mittelgroße Stromproduzenten für erneuerbare Energien in ganz Europa vernetzt – zum Zweck der gemeinsamen Stromvermarktung und zur Übernahme von Netzverantwortung. Ein Beispiel hierfür wäre die Bereitstellung von Regelenergie. Die vernetzte Erzeugungsleistung des virtuellen Kraftwerks liegt bei etwa 2700 Megawatt. Als zertifizierter Stromhändler an verschiedenen europäischen Börsen ist NEXT Kraftwerke zudem einer der größten Direktvermarkter von Strom aus erneuerbaren Energien. Gewerbliche Stromkunden unterstützt das Unternehmen mit Lösungen für einen flexiblen und kostengünstigen Verbrauch.

Next Pool: Gemeinsam sind wir Megawatt-stark

Norman Gentges, stellvertretender Leiter des Virtuellen Kraftwerks von NEXT Kraftwerke, Köln
Das Geschäftsmodell des jungen Unternehmens hat sich seit seiner Gründung als äußerst erfolgreich erwiesen: Innerhalb von wenigen Jahren haben sich im "Next Pool" europaweit über 4000 dezentrale Stromerzeuger und -verbraucher zusammengeschlossen – größtenteils Anlagen für erneuerbare Energien, sprich Biogas-, KWK- (Kraft-Wärme-Kopplung), Windkraft-, Solar- und Wasserkraftanlagen. Dank der geballten Power der vielen Kleinanbieter betreibt NEXT Kraftwerke heute eines der größten virtuellen Kraftwerke Europas mit einer vernetzten Erzeugerleistung von rund 2700 Megawatt (MW). Zur Einordnung: Um in Deutschland am Regelenergiemarkt teilnehmen zu können, ist eine Leistung von mindestens fünf Megawatt erforderlich, die schnell und zuverlässig abrufbar sein muss. Technisch ist das kein Problem. NEXT Kraftwerke hat alle im virtuellen Kraftwerk vernetzten und regelbaren Anlagen – unter ihnen auch die aktiven Stromkunden – mit sogenannten "Next Boxen" ausgestattet. Mit ihrer Hilfe kann der Betreiber sämtliche Einzelanlagen im "Next Pool" bündeln und sorgt so dafür, dass alle zentral steuerbar sind – wie ein einziges Kraftwerk.
Die Next Box dient als dezentrale Steuerungs- und Kommunikationseinheit: Sie sorgt für die Verbindung der angeschlossenen Anlagen mit der Zentrale des virtuellen Kraftwerks in Köln. Durch die Bündelung im "Next Pool" werden die Anlagen zentral steuerbar wie ein einziges Kraftwerk.
Anforderungsprofil: Die Kommunikation zwischen der zentralen Leitstelle von NEXT Kraftwerke und den angebundenen Stromerzeugern erfolgt per Mobilfunk. Diese Verbindung ist essenziell für das Geschäftsmodell und muss ausfallsicher funktionieren. Zudem soll die Verbindungsqualität zu den europäischen Anlagen verbessert werden. Daher beschließt das Technologieunternehmen, die GPRS-Verbindung redundant auszulegen und eine zweite Daten-SIM eines weiteren Mobilfunkproviders in seine "Next Boxen" einzubauen, die die Steuerung der Anlagen vor Ort übernehmen. Die M2M-Lösung des neuen Mobilfunkpartners soll nicht nur weltweit verfügbar sein und nationales sowie internationales Roaming unterstützen, sondern auch wirtschaftlich überzeugen. Zudem wünscht sich NEXT Kraftwerke ein leistungsfähiges Monitoring- und Verwaltungstool für seine neuen SIM-Karten. Bei den Next Boxen handelt es sich um 30 x 30 Zentimeter große Kästchen, die aus einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS), einem Modem mit eingebauter M2M-SIM sowie einer Antenne bestehen. Sie werden in den dezentralen Anlagen installiert und stellen eine bidirektionale, eigens abgesicherte GPRS-Verbindung zum zentralen Leitsystem in Köln her. Die Konnektivität erfolgt nicht über das öffentliche Mobilfunknetz, sondern über einen eigenen Zugangspunkt (APN), an dem sich jede beteiligte M2M-SIM authentifizieren muss, damit sie der geschlossenen Benutzergruppe für die Kommunikation mit dem Leitsystem beitreten kann. Über diesen Kommunikationsweg steuert das zentrale Leitsystem alle Vorgänge im virtuellen Kraftwerk weitgehend automatisiert. Zu den Steuerungsvorgängen gehören beispielsweise das Hoch- und Herunterfahren der regelbaren Anlage; je nachdem, wie viel Strom am Regelenergiemarkt benötigt wird. Zugleich fließen in Echtzeit und verschlüsselt Betriebsdaten von den Anlagen an den Betreiber zurück, die dieser unter anderem für die viertelstundengenaue Vermarktung des produzierten Stroms benötigt.

Smart M2M: Robustes, ausgereiftes M2M-Portal

Stromhändler der NEXT Kraftwerke bei der Arbeit
Mit der Zahl der vernetzten Anlagen und der geballten Erzeugerleistung wuchs bei NEXT Kraftwerke die Notwendigkeit, jederzeit eine optimale Verbindung zwischen der Leitstelle und den dezentralen Einheiten sicherzustellen. "Optimal" heißt im vorliegenden Fall 24 Stunden täglich, sieben Tage die Woche, an 365 Tagen im Jahr, in gleichbleibend hoher Qualität, selbst in den entlegensten Winkeln Europas. "Wir steuern mittlerweile rund 4000 Einheiten in vielen europäischen Ländern über die SIM-Karten. Da muss die Verbindung einfach redundant ausgelegt sein", betont Ingenieur Gentges die Bedeutung der absoluten Zuverlässigkeit und Ausfallsicherheit von NEXT Kraftwerke. Im Sommer 2016 kam NEXT Kraftwerke mit Telefónica ins Geschäft. Von deren weltweitem M2M-Lösungsangebot konnte sich das Kölner Technologieunternehmen in einigen Testläufen vorab überzeugen. Den eigentlichen Ausschlag für die Zusammenarbeit mit Telefónica gaben schließlich wirtschaftliche Gründe und die Qualität der Telefónica-eigenen Smart-M2M-Plattform.
Leistungsprofil:
  • Ausgewiesene M2M-Lösungskompetenz auch im Energiemarkt
  • Global SIM für optimale Konnektivität, weltweite Verfügbarkeit
  • Nationales und internationales Roaming, überall das beste Netz
  • SIM-Hardware zuverlässig für M2M von -40 bis +105 Grad Celsius
  • Einfache Steuerung und Verwaltung der SIM-Karten und -Verträge per Smart-M2M-Webportal
  • Individualisierbare und extrem flexible Tarifmodelle: Einzelabrechnung und Pooling-Lösung möglich
Da die technische Abteilung bei NEXT Kraftwerke ein regelmäßiges Monitoring der M2M-SIMs betreibt, war dem Unternehmen dieser Aspekt besonders wichtig: "Telefónica hat uns zum einen ein sehr gutes individuelles Tarifangebot gemacht. Zum anderen haben wir uns für Telefónica entschieden, weil deren webbasiertes Managementsystem Smart M2M einen robusten Eindruck macht. Andere M2M-Plattformen erschienen uns nicht ganz so ausgereift wie das von Telefónica", sagt Gentges. Das browserbasierte Managementsystem Smart M2M, mit dem NEXT Kraftwerke seine Global SIMs von Telefónica verwaltet, bietet wirkungsvolle Werkzeuge, um die Geschäftsprozesse rund um das Monitoring und die Verwaltung der SIM-Karten kosteneffizient zu optimieren. "Wir sehen beispielsweise auf einen Blick, ob die SIM-Karten eine Netzverbindung haben und welchem Tarif sie zugeordnet sind" , so Gentges. Sämtliche Funktionen zur Visualisierung, Kontrolle und Überwachung von SIM-Karten sind übersichtlich in einer Weboberfläche zusammengefasst, die intuitiv zu bedienen ist. Aufgrund der browserbasierten Funktionsweise ist Smart M2M auch einfach in die Unternehmensstruktur und die IT implementierbar.

Global SIM: Mehr Flexibilität und Sicherheit

Weltweit im Einsatz: die Global SIM von Telefónica
Seit Sommer also baut NEXT Kraftwerke die Global SIM von Telefónica als eine von insgesamt zwei SIM-Karten in seine Next Boxen ein. Durch die redundante Auslegung ist das Unternehmen – je nach Land und Region – flexibler geworden, was die Wahl der primären oder sekundären M2M-Verbindung angeht. Während die Global SIM von Telefónica, bedingt durch den erst kürzlich erfolgten Vertragsabschluss, in den meisten Regionen Deutschlands als Backup-SIM fungiert, gibt NEXT Kraftwerke ihr bei der Anbindung seiner europäischen Stromerzeuger bereits teilweise den Vorzug. "Wir konnten in den Verhandlungen mit Telefónica sehr gute Konditionen für unsere Auslandsgesellschaften erzielen. Daher nutzen wir die Global SIM dort als primäre SIM. Es gibt jedoch auch einige Regionen in Deutschland, wo das ebenfalls der Fall ist, da wir dort unsere Verbindungsqualität verbessern wollten" , verrät Gentges.
Kundennutzen: Mit der Global SIM von Telefónica kann NEXT Kraftwerke die M2M-Kommunikation zwischen Leitstelle und Next Box redundant und damit ausfallsicher gestalten.
  • Hohe Verfügbarkeit und Datensicherheit durch redundante M2M-Verbindung
  • Größere Flexibilität bei der Wahl des Netzanbieters
  • Zuverlässige Übertragung der für die Direktvermarktung relevanten Daten und der Schaltbefehle zwischen Leitsystem und Anlagenbetreibern
  • Höhere Verbindungsqualität im europäischen Ausland durch Roaming-Zugang zu verfügbaren Mobilfunknetzen
  • Individuelles, flexibles und kompetitives Tarifangebot
  • Übersichtliche Vertragsverwaltung und leistungsfähiges Analysetools im Smart-M2M-Webportal
Die Global SIM von Telefónica sorgt weltweit für eine zuverlässige Datenkommunikation in Echtzeit. Da sie nationales und internationales Roaming unterstützt, kann sie sich derzeit in jedes verfügbare Mobilfunknetz einbuchen. Auch die Anforderungen an Schutz und Sicherheit der transportierten Daten sind dank Verschlüsselung und redundanter Datenspeicherung erfüllt. Zudem ist die Global SIM robust, feuchtigkeits- und temperaturresistent und kommt somit gut mit den unterschiedlichen Umgebungseinflüssen der stromerzeugenden Anlagen zurecht. Somit zieht Norman Gentges aus den bisherigen Erfahrungen ein positives Fazit: "Die Zusammenarbeit mit Telefónica läuft sehr gut; wir haben nichts zu bemängeln. Im Gegenteil: Wenn es mal Schwierigkeiten gibt, so haben wir die Erfahrung gemacht, dass diese sehr schnell ausgeräumt werden." Die M2M-Konnektivität von Telefónica trägt so dazu bei, dass Stromerzeuger und -verbraucher zuverlässig und ausfallsicher zusammenarbeiten können – und ein wichtiger Teil der Energiewende gelingt.

Von: Markus Oliver Göbel

Markus Oliver Göbel war bis September 2019 Senior Public Relations Manager und Pressesprecher für das Telefónica BASECAMP. Davor arbeitete er bei Telefónica Deutschland als Pressesprecher für Innovationen, B2B, Netztechnik, Startups und Social Media. Der Diplom-Journalist absolvierte die Deutsche Journalistenschule und schrieb viele Jahre für FTD, DIE ZEIT, Wirtschaftswoche und andere große Medien. Außerdem auch für bekannte Blogs wie TechCrunch oder News-Websites wie AreaMobile und Heise Online.

Weitere Informationen:

NEXT Kraftwerke: Website | Referenzen Telefónica M2M-Team Telefon: 0800 – MACHINE oder 0800 622 44 63 (Montag bis Freitag von 8 bis 17 Uhr) E-Mail: telefonica@bs-m2m2.de | Website: www.m2m.telefonica.de