Das Sammeln von Umweltdaten, etwa durch manuell entnommene Boden- oder Wasserproben, ist umständlich und teuer. Die Ferndatenerfassung durch Sensoren bietet viele Vorteile.
Die zeitliche Verzögerung zwischen der manuellen Erhebung vor Ort und der Auswertung der Daten im Labor verhindert mögliche Präventionsmaßnahmen, in einigen Fällen zum Nachteil der Bevölkerung, etwa bei verminderter Wasserqualität oder plötzlich auftretender starker Luftverschmutzung. Ein erhöhtes Unfallrisiko besteht für Mitarbeiter in schwer zugänglichem Gelände. Weiterer Nachteil dieser punktuellen Messungen: Sie erlauben keine Interpretation der Umweltdaten über größere Zeitzyklen hinweg.
Abhilfe soll die Ferndatenerfassung durch den Einsatz von Sensoren schaffen: Elektronische Datenlogger, die an Sensoren angeschlossen sind, nehmen automatisch Messungen vor, die sonst regelmäßig manuell vor Ort ausgelesen werden müssen. Diese Methode spart Arbeitszeit und Kosten, birgt jedoch andere Risiken. Wenn etwa der Datenlogger beschädigt wird oder vom Normalfall abweichende Daten gemessen werden, bemerken die Mitarbeiter dies erst deutlich später.
Aridea Solutions hat beide Ansätze kombiniert. Seit Mitte 2014 betreut das Unternehmen Kunden aus der Rohstoff-, Chemie- und Versorgungswirtschaft und hat sich auf solarbetriebene Wetter-, Wasser- und Luftsensoren für die Umweltbeobachtung spezialisiert. Mit mehr als 100 solcher vernetzter Sensoren von Herstellern wie YSI, In-Situ und Campbell Scientific werden Umweltdaten alle fünf Minuten gemessen und in Echtzeit über Drahtlosnetzwerke (868 MHz in Europa, 900 MHz in den USA) mit einer auf Basis von PTC ThingWorx entwickelten Software-Plattform synchronisiert.
Diese freien Netze sind in der Lage, den Netzanschluss über ein Gateway in mehr als 20 Meilen Entfernung (rund 32 km) bereitzustellen. Die Datenübertragung zu ThingWorx erfolgt über Mobilfunkstandards wie GSM und CDMA oder über eine VPN-Verbindung per Satellit.
Kunden haben die Möglichkeit, diese Cloud-basierten Daten via Internet zeit- und ortsunabhängig abzurufen und individuell benötigte Parameter auf speziell konzipierten Dashboards darzustellen.
So lassen sich Informationen zur Wasserchemie wie pH-Wert, Leitfähigkeit, Redoxpotential und Trübung sowie gesundheitsgefährdende Stoffe erheben. Diese Parameter werden etwa für ein US-Bergbauunternehmen abgefragt, das damit seine Kosten für die Wasseraufbereitung reduzieren konnte und die gesetzlichen Vorgaben besser einhielt.
Das System ermittelt aber nicht nur die Umweltwerte, sondern leitet dank spezieller Algorithmen auch Muster oder Trends aus vorangegangenen Messungen ab. Außerdem erkennt es mögliche Inkonsistenzen in den Werten und überprüft so die Funktionstüchtigkeit jedes Sensors sowie des Gateways. Erst dann wird es nötig, einen Mitarbeiter zum jeweiligen Sensor zu entsenden, um ihn zu reparieren oder auszutauschen.
Mit dem Gesetzentwurf zur Digitalisierung der Energiewende steht auch in Deutschland die intelligente Vernetzung von Erzeugung und Verbrauch unter Einsatz innovativer Netztechnologien im Fokus. Unter dem Stichwort Smart Energy werden intelligente Messsysteme diskutiert, die Spannungsausfälle melden und Netzbetreiber mit Informationen zur zeitgenauen Erzeugung, Netzbelastung und Verbrauch versorgen. Das Beispiel aus Amerika zeigt, auf welche Art sich dieses Vorhaben auch hierzulande umsetzen und weiterentwickeln lässt. An der Technik wird es jedenfalls nicht scheitern.