DigitalSTROM

Für die Verbindung von Stromleitungen mit Geräten

DigitalSTROM verbindet vorhandene Stromleitungen mit elektrischen Geräten und ermöglicht die Umsetzung von Regelungs- und Steuerungsaufgaben. Hauptteil des Systems ist eine in das Elektrogerät installierte Klemme und die Kontroll-Komponente mit eingebautem Schaltkreis, der DigitalSTROM Chip. Ab 2011 war DigitalSTROM in der Schweiz und in Deutschland erhältlich und kann heute von Elektroinstallateuren eingebaut werden. Seit 2012 ist DigitalSTROM auch in Italien, Holland und in der Österreich erhältlich.

Dieses System beruht auf einem von Ludger Hovestadt und Wilfried Beck zum Patent eingetragenen Verfahren der Übertragung. 2007 wurde an der ETH Zürich die DigitalSTROM Allianz gegründet, eine Non-Profit-Organisation, die daran arbeitet, dieses Verfahren zu einem globalen Standard zu etablieren. Die gegründete Firma Aizo AG vermarktet und entwickelt die Systemkomponenten basierend auf diesem Verfahren.

DigitalSTROM überträgt die Informationen über die Stromleitung, ohne weitere Leitungen zu nutzen. Deswegen ist das System besonders gut geeignet für die Weiterentwicklung bestehender Gebäude. Das zugrunde liegende Prinzip - insbesondere die Verfahren der Übertragung über Hin- und Rückkanal - wurde durch viele Patente eingezeichnet. Der DigitalSTROM Chip in dem Verbraucher übernimmt die Eigenschaft eines Slaves. Die an den Master zu übertragenden Daten moduliert dieser auf die Leitung auf, indem bei der sinusförmigen Spannung die Leistung des Wirkens des angeschlossenen Verbrauchers für einige Sekunden vergrößert oder verkleinert wird.

Andere Übertragungssysteme für die Stromleitung modulieren ein Signal mit hoher Frequenz auf die Netzspannung auf, mit den Eigenschaften einer Trägeranlage. Jeder Busteilnehmer verfügt über eine globale eindeutige ID, die wie eine MAC-Adresse eines Gerätes vom Ethernet funktioniert. Er bekommt vom Master in einem DHCP-ähnlichen Verfahren eine lokale Adresse, mit der er dann arbeiten kann.

DigitalSTROM nutzt die Master/Slave Eigenschaft. Das System besteht aus folgenden drei Komponenten:

dSM DigitalSTROM-Meter

Der dSM DigitalSTROM-Meter ist ein Busmaster (BM) im Prinzip eines genauen Strommessers. Ein Busmaster ist für jeden Stromkreis unverzichtbar.
Der Master hat eine Form zur Montage in der Elektroverteilung mit der Stärke einer Teilungseinheit. Der BM dSM überträgt Daten über das proprietäre DigitalSTROM-Protokoll über die Leitung mit den Slaves im Stromkreis und über dS485, eine Erweiterung von EIA-485, mit anderen dSM nd mit dem dSS. Jedem dSM wird ein Stromkreis zugeteilt, in dem sich dann mehrere Digitalstrom Devices (dSD) befinden. N wird übertragen, der L-Leiter jedoch durch den dSM bearbeitet, damit Strommessung und Kommunikation ermöglicht werden können. In jeder Phase können einzelne oder mehrere dSM hinzugefügt werden.

dSID DigitalSTROM-Identification-Device

DigitalSTROM-Identification-Device ist ein Slave, indem jede dSID eine eindeutige 96 Bit lange ID enthält. In jedem Stromkreis können derzeit maximal 128 Slaves gleichzeitig vorhanden sein. Der Slave, als Hochvolt-Chip ausgelegt, wird mit der Netzspannung betrieben. Jeder dSID wird mit L und N des Stromes gekoppelt. Er hat eine Größe von etwa 5,3 x 4,7 mm. In der Rolle als Actor verfügt das dSID-Gerät über mindestens einen L-Ausgang, der durch einen Chip gedimmt oder geschaltet wird. Zudem verfügt der dSID über eine serielle Schnittstelle.

dSS DigitalSTROM-Server

Der dSS DigitalSTROM-Server vernetzt die einzelnen DigitalSTROM-Einheiten und stellt die Verbindungen zu den anderen Applikationen bereit. Der dSS hat eine Form zur Hutschienenmontage, erfordert ein 24V Netzteil und hat die Eigenschaft einer Teilungseinheit, die eine nächste Teilungseinheit auf der Hutschiene nutzt. Der dSS überträgt Daten über dS485 mit den hinzugefügte dSM und über TCP/IP mit anderen Applikationen. Der DigitalSTROM ist für ein funktionsfähiges DigitalSTROM-System nicht dringend von Nutzen. Seine Rolle besteht eher in ein Gateway oder Webservers für Visualisierungen. Zudem werden zusätzliche Add-Ons angeboten, die Server-Apps, wodurch die Funktionalität des Servers erweitert werden kann. Auch Dinge für den allgemeinen Elektriker zur Notation der Installation sind dadurch verfügbar. Der dSS speichert Zeitreihen, die über Netzwerk einsehbar sind. Die Software für den dSS ist zweifach papentiert. Neben einer einfachen Variante für die Mitglieder von DigitalSTROM existiert auch eine Open Source Variante, die unter der einer spezielleren Lizenz nutzbar ist.

2008 wurde an Yello Strom ein Award verliehen, der hauptsächlich mit der Auflösung der elektronischen Zählerdaten zu tun hat, aber auch Fehler bezüglich der geplanten DigitalSTROM dSID Chips anspricht. Durch diese klare Identifizierung seien zu viele genaue Daten über die angeschlossenen elektrischen Geräte verfügbar. Sie legen deswegen Wert darauf, dass der Kunde die Datenhoheit besitzt und entscheiden kann, welche Informationen an den Energieversorger gelangen. Da der Server auch als Speicher dient, war dies nicht zuletzt auch ein Grund für die Entscheidung, die Software als Open Source zu vermarkten und damit Transparenz zu schaffen.

Momentan liegen noch keine festen Preise für den reinen Strom vor. Erste Geräte, in denen dieser Chip installiert ist, wie zum Beispiel der Lampendimmerklemme liegen bei ca. 70 Euro. Hinzu kommen zusätzliche Ausgaben für Phasenfilter und einmalig pro Wohnung einen Digitalstrom-Server (dSS) als IP-Gateway. Damit liegt DigitalSTROM in Bezug des Gesamtpreises immer noch unter den Preisen für herkömmliche Systeme.