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Kommunikation und Antennenintegration im Smart Grid

Ein Smart Grid verbindet Erzeuger, Netzbetrieb, Speicher und Verbraucher über Mess-, Kommunikations- und Steuerungstechnik. Für Monitoring und Steuerung müssen Daten zwischen vielen verteilten Netzkomponenten übertragen werden. Welche Funktechnologie und Antennenlösung dafür geeignet ist, hängt von der jeweiligen Anwendung, dem Standort und den Einbaubedingungen ab. PUC unterstützt bei der Auswahl und Integration von Antennen-, Kabel- und Verbindungstechnik.

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Wo Kommunikation im Smart Grid benötigt wird

Netz- und Ortsnetzstationen

Netzstationen erfassen Zustände und bilden einen dezentralen Punkt innerhalb der Energieinfrastruktur. Für Monitoring und Steuerung muss die eingesetzte Kommunikationstechnik Daten zu übergeordneten Systemen übertragen können.

Je nach Standort kann sich die Funktechnik innerhalb der Station, an deren Außenwand oder abgesetzt befinden.

Schalt- und Verteilanlagen

Kommunikationsmodule werden häufig innerhalb technischer Gehäuse oder Schaltschränke installiert. Metallische Umgebungen können die Funkverbindung beeinflussen und machen die Position der Antenne zu einem relevanten Teil der Planung.

Dezentrale Erzeuger und Speicher

Photovoltaik, Speicher und weitere dezentrale Energieanlagen müssen für Monitoring und gegebenenfalls Steuerung erreichbar sein.

Welche Kommunikationslösung geeignet ist, hängt unter anderem vom Standort, der vorhandenen Netzinfrastruktur und den Einbaubedingungen vor Ort ab.

Remote Monitoring und Steuerung

Smart Grid Kommunikation ermöglicht es, Zustände verteilter Anlagen aus der Ferne zu erfassen und Informationen zwischen Feldkomponenten und übergeordneten Systemen zu übertragen.

Gerade bei vielen räumlich verteilten Assets wird die Funkanbindung damit zu einem Bestandteil der technischen Infrastruktur.

Von der Kommunikationsaufgabe zur Antennenlösung

Nicht jede Smart Grid Anwendung stellt dieselben Anforderungen an die Funkverbindung.
Entscheidend ist zunächst, welche Aufgabe die Kommunikation übernehmen soll und unter welchen Bedingungen der jeweilige Standort angebunden wird.

Bei der Planung sollten deshalb vor der Auswahl einer Antenne einige grundlegende Punkte geklärt werden:

Antennen für Smart Grid Kommunikation

Je nach Funktechnologie, Frequenzbereich und Einbausituation kommen unterschiedliche Antennenbauformen infrage.
Die folgenden Beispiele zeigen ausgewählte Antennen für 450MHz, LTE/5G sowie kombinierte Frequenzbereiche.

Kategorie Produkt Frequenz & Montage Produkt ansehen
450 MHz 450-MHz-Antenne ODP453-2SP für Wand- oder Mastmontage ODP453-2SP Frequenz: 450–470 MHz Montage: Wand oder Mast Anschluss: 2 m RG58 C/U, SMA-Stecker Im Shop ansehen
450 MHz LTE450-Antenne LPBU-453-NJ mit Montagewinkel LPBU-453-NJ Frequenz: 450–465 MHz Montage: Winkelhalterung Anschluss: N-Buchse für flexible Kabelwahl Im Shop ansehen
450 MHz 450-MHz-Antenne BM453-5SP für Wand- oder Mastmontage BM453-5SP Frequenz: 450–470 MHz Montage: Wand oder Mast Anschluss: 5 m Kabel, SMA-Stecker Aktuell nicht im Shop verfügbar Auf Anfrage
LTE / 5G 4G- und 5G-Antenne B4BE-6-60-5SP für Wand- oder Mastmontage B4BE-6-60-5SP Frequenz: 617–960 / 1710–6000 MHz Montage: Wand, Mast oder Gehäuse Anschluss: 5 m CS29, SMA-Stecker Im Shop ansehen
LTE / 5G Omnidirektionale 4G- und 5G-Antenne BSS-6-60-5SP BSS-6-60-5SP Frequenz: 617–960 / 1427–6000 MHz Montage: Wand, Mast, Schiene oder Panel Anschluss: 5 m CS32, SMA-Stecker Im Shop ansehen
LTE / 5G LTE- und IoT-Antenne LPA-7-42-2RFDJ für Wand-, Panel- oder Mastmontage LPA-7-42-2RFDJ Frequenz: 698–960 / 1710–4200 MHz Montage: Wand, Panel oder Mast Anschluss: 2 m FR RG174, FAKRA-D Im Shop ansehen
Kombination Kombinationsantenne B4BE-460-6-60-5SP für 450 MHz und 4G 5G B4BE-460-6-60-5SP Frequenz: 410–520 / 617–960 / 1427–6000 MHz Montage: Wand, Mast oder Gehäuse Anschluss: 5 m CS29, SMA-Stecker Im Shop ansehen
Kombination Kombinationsantenne LPAL-460-7-42-5SP für LTE450 und Mobilfunk LPAL-460-7-42-5SP Frequenz: 450–466 / 698–960 / 1710–4200 MHz Montage: Wand, Panel oder Mast Anschluss: 5 m FR CS29, SMA-Stecker Im Shop ansehen

Weiterführende Unterlagen

Technische Übersichten zu Smart Grid und 450-MHz-Kommunikation.

LTE450 im Smart Grid

LTE450 wird für Kommunikationsaufgaben in Energie- und Versorgungsinfrastrukturen eingesetzt. Der Frequenzbereich kann insbesondere dort relevant sein, wo größere Reichweiten und die Durchdringung von Gebäuden oder anderen Hindernissen eine Rolle spielen.

Bei kritischen Infrastrukturen kommt ein weiterer Aspekt hinzu: Kommunikation muss nicht nur im Normalbetrieb verfügbar sein. 450connect betreibt das deutsche 450-MHz-Netz unabhängig von öffentlichen Telekommunikationsnetzen und beschreibt es für Anwendungen der Energiewirtschaft als bis zu 72 Stunden schwarzfallfest. Damit adressiert das Netz auch Anforderungen an die Verfügbarkeit von Kommunikation in Krisensituationen und bei großflächigen Stromausfällen.

Für die konkrete Funkverbindung am technischen Standort reicht die Wahl des Frequenzbereichs dennoch nicht aus. Bei Netzstationen, Schaltschränken und anderen Anlagen beeinflussen zusätzlich Antennenposition, Gehäuse, Montageart, Kabelweg und Anschluss die gesamte Funkstrecke.

450MHz / LTE450 technisch vertiefen

Antenne, Kabel und Anschluss zusammen planen

Bei abgesetzt montierten Antennen gehört die Verkabelung zur Funkstrecke.
Kabellänge, Kabeltyp und Steckverbindungen müssen deshalb zusammen mit Frequenzbereich und Montageort betrachtet werden.

Vor der Auswahl sollten unter anderem geklärt sein:

Zur Kabelkonfektionierung

Häufige Fragen

Hier finden Sie die Antworten auf häufig gestellte Fragen zu Smart Grid:
Was bedeutet Smart Grid Kommunikation?

Smart Grid Kommunikation verbindet dezentrale Netzkomponenten mit übergeordneten Mess-, Monitoring- und Steuerungssystemen. Je nach Anwendung können dafür unterschiedliche Kommunikationsnetze und Funktechnologien eingesetzt werden.

Die Antenne stellt die Funkverbindung zwischen Kommunikationsgerät und Funknetz her. Welche Antenne geeignet ist, hängt unter anderem vom Frequenzbereich, der Einbausituation, dem Montageort und der Verkabelung ab.

Je nach Anwendung können unterschiedliche Funktechnologien zum Einsatz kommen. Für die von PUC betrachteten Anwendungen sind insbesondere LTE/4G/5G sowie LTE450 beziehungsweise 450MHz relevant.

LTE450 wird für Kommunikationsanwendungen in Energie- und Versorgungsinfrastrukturen genutzt. Der Frequenzbereich kann insbesondere dort relevant sein, wo größere Reichweiten und die Durchdringung von Gebäuden oder anderen Hindernissen eine Rolle spielen.

Smart Metering betrachtet vor allem die Funkanbindung von Smart Meter Gateways und deren konkrete Einbausituation, zum Beispiel im Zählerschrank. Smart Grid Kommunikation umfasst darüber hinaus weitere dezentrale Netzkomponenten wie Netzstationen, Schaltanlagen, Erzeuger oder Speicher.

Das lässt sich nicht allein über die Bezeichnung „Smart Grid“ entscheiden. Relevant sind unter anderem Funktechnologie, Frequenzbereich, Einbauort, Montageposition, benötigte Kabellänge und Anschluss am Kommunikationsgerät.

Ja. PUC unterstützt bei der Auswahl geeigneter Antennen sowie bei der Abstimmung von Kabeln, Steckverbindern und Montagevarianten auf die jeweilige Einbausituation.

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