Smart Water Control – Intelligenter Wasserkreislauf in der kommunalen Wasserinfrastruktur

Die urbane Wasserinfrastruktur garantiert neben der Versorgung der Bevölkerung mit Frischwasser auch die umweltgerechte Abführung von Schmutzwässern und die sichere Ableitung von Regenwasser. Das Sondierungsprojekt „Smart Water Control“ schuf vor diesem Hintergrund Grundlagen für ein innovatives, intelligentes Sensor- und Steuerungsnetzwerk. Durch smartes Monitoring einzelner Teilsysteme wurde in Echtzeit ein optimaler Steuerungsablauf ermöglicht, um den Wasserkreislauf einer urbanen Region global, systemübergreifend und ressourcenschonend bewirtschaften zu können. Ein derartiges System bringt ökologische, ökonomische, soziale und technische Vorteile mit sich und gilt als Grundvoraussetzung für die von vielen Städten angestrebte Entwicklung einer dezentralen und nachhaltigen Wasserinfrastruktur.

Ausgangssituation

Im Energiesektor findet derzeit bei Strom und Gas eine Umstellung traditioneller Messtechniken hin zur intelligenten Messtechnik „smart metering“ statt. Dabei werden Verbrauchsdaten automatisch über Stand- oder Funknetze an den Betreiber übertragen, was eine bessere Auslastung der Netze, aber auch eine bessere Lastensteuerung und somit weniger Lastspitzen ermöglicht. Zudem ergeben sich durch die erhöhte Bewusstseinsbildung bei den KonsumentInnen Verbrauchseinsparungen. Diese Vorteile machen „smart metering“ nun zunehmend auch im Bereich der Wasserinfrastruktur („smart water metering“) zum Thema, die Potenziale sind in zahlreichen internationalen Studien belegt. In neuen Initiativen und innovativen Forschungsprojekten wie „Smart Water Control“ werden nun Überlegungen zur systematischen Steuerung zukünftiger und bestehender Anlagen angestellt. Ziel ist die vollautomatisierte Überwachung und Steuerung eines gesamten Wasserversorgungsnetzes

Ziele & Ergebnisse

Das übergeordnete visionäre Ziel ist die Entwicklung einer dezentralen und nachhaltigen Wasserinfrastruktur, die sich positiv auf das soziale Umfeld einer lebenswerten Stadt auswirkt. Voraussetzung dafür ist ein smartes Mess- und modellgestütztes Steuerungsnetzwerk und dahingehend ist es Ziel des Sondierungsprojekts „Smart Water Control“ eine „Smart Water Community“ innerhalb Österreichs aufzubauen. Außerdem sollen mögliche Testregionen identifiziert werden, in denen zeitnah ein umfangreiches und smartes Mess- und Steuerungsnetzwerk umgesetzt werden kann. Der Auswahlprozess berücksichtigt neben den technischen Umsetzungsaspekten auch die Bereitschaft der Akteure vor Ort, sich am Prozess zu beteiligen und mitzuarbeiten. Die generelle Idee in diesem Forschungsvorhaben ist, dass eine Vielzahl von Parametern wie Wasserstand, Temperatur, Durch- und Abflüsse in möglichst kurzen Zeitabständen gemessen und übertragen werden. Die gesammelten Messdaten sollen einerseits die modelltechnische Abbildung komplexer Wasserinfrastruktursysteme ermöglichen, können andererseits aber auch für unterschiedlichste Modellsimulationen verwendet werden.

Innovation

Die vollautomatisierte Überwachung und Steuerung eines Wasserversorgungsnetzes ist heutzutage mehr Ausnahme als Regel. Wenn, dann werden in größeren Betrieben oder Kommunen meist nur Teilsysteme kontrolliert, überwacht und geregelt. Das Projekt „Smart Water Control“ verfolgt dahingehend einen umfassenderen Ansatz und hat die innovative Steuerung der gesamten Wasserinfrastruktur zum Ziel. Herausforderungen liegen dabei im systemübergreifenden Datenaustausch, aber auch in der Absicherung des Systems gegenüber Cyber-Attacken. Zudem gilt es datenschutzrechtliche Fragen zu berücksichtigen und eine Bewusstseinsbildung bei KonsumentInnen zu betreiben, um die Vorteile der regelmäßigen Übermittlung feinaufgelöster Messdaten klarzumachen und diese nicht als Eingriff in die Privatsphäre (Stichwort „gläserner Kunde“) darzustellen. Weitere Informationen unter: https://www.uibk.ac.at/umwelttechnik/research/projects/smartwatercontrol.html

Summary

In addition to supplying the population with fresh water, the urban water infrastructure also guarantees the environmentally sound removal of waste water and the safe discharge of rainwater. Against this background, the exploratory project "Smart Water Control" is now in charge to lay the foundations for an innovative, intelligent sensor and control network. Smart monitoring of individual subsystems enables optimal control processes in real time in order to be able to manage the water cycle of an urban region on a global, cross-system and resource-efficient basis. Such a system brings environmental, economic, social and technical benefits and is considered a prerequisite for the development of decentralized and sustainable water infrastructure that many cities seek.

Zuletzt aktualisiert am 02/22/2021