Smart Meter Gateway

Das Smart Meter Gateway im Stromnetz der Zukunft

Ob Windkraft oder Solarstrom: Die Energieversorgung von Privathaushalten und Unternehmen wird unabhängiger von großen Kraftwerken. Um die im Land verfügbare elektrische Energie auf Dauer möglichst clever zu verteilen, müssen sich Stromverbraucher und Stromproduzenten besser abstimmen. Das erklärte Ziel heißt „Smart Grid“: ein intelligentes Stromnetz, in dem Stromverbraucher, eigenständige Energieerzeuger und große Energieversorger miteinander verbunden sind. Eine wesentliche Voraussetzung dafür, dass das „Smart Grid“ gut funktioniert, sind intelligente Strom-Messsysteme. „Intelligente Messsysteme“ bedeutet: die Verbrauchserfassung und -übermittlung in Echtzeit mittels digitaler Zähler und einem zentralen Kommunikationsgerät – dem Smart Meter Gateway (SMGW).

Das Smart Meter Gateway als zukunftssichere Schaltzentrale

Die Basisaufgabe eines Smart Meter Gateways ist sicherlich die Übertragung von Verbrauchsdaten an den Energieversorger für die Rechnungsstellung. Das jährliche Zähler-Ablesen im Haus entfällt damit. Entwickelt wurde das Smart Meter Gateway aber nicht nur für eine vereinfachte Verbrauchsübermittlung. Sondern vielmehr als zukunftssichere Kommunikationszentrale, die Daten rund um den Energieumsatz im Haus erfasst, diese aufbereitet und dann berechtigten Stellen verschlüsselt zur Verfügung stellt.

Für seine unterschiedlichen Aufgaben besitzt das Smart Meter Gateway drei Schnittstellen: die LMN-Schnittstelle (Lokales Metrologisches Netz), die HAN-Schnittstelle (Home Area Network) und die WAN-Schnittstelle (Wide Area Network). Bei allen Verbindungen, die über diese Schnittstellen aufgebaut werden, wird das Verschlüsselungsprotokoll TLS (Transport Layer Security) verwendet. Dieses Sicherheitsprotokoll kommt übrigens auch bei geschützten Internetverbindungen (HTTPS-Verbindungen) zum Einsatz, wie etwa beim Online-Banking.

LMN – Die Schnittstelle für das das lokale metrologische Netz

Im lokalen metrologischen Netz (LMN) kommuniziert das Smart Meter Gateway mit einem oder mehreren digitalen Zählern im Haus. Meist mit je einem Zähler für Strom, Gas, Wärme und Wasser. Die Kommunikation innerhalb dieses lokalen metrologischen Netzes kann entweder über Funk oder über Kabel erfolgen.

HAN – Die Schnittstelle für das Home Area Network

Im Heimnetzwerk (HAN) kann das Smart Meter Gateway sowohl steuerbare Energieerzeuger als auch steuerbare Energieverbraucher „ansprechen“. Ein steuerbarer Energieerzeuger ist beispielsweise das eigene Blockheizkraftwerk im Keller. Zu den steuerbaren Energieverbrauchern gehören „intelligente“ Kühlschränke oder Waschmaschinen. Letztere könnten zum Beispiel nur zu einer Tageszeit waschen, in der der Strom besonders günstig ist. Die Kommunikation im Heimnetzwerk erfolgt über ein gewöhnliches LAN-Kabel oder kabellos über WLAN.

WAN – Die Schnittstelle für das das Wide Area Net

Die Weitverkehrsnetz-Schnittstelle besitzt zwei Zwecke: Erstens kann darüber der Administrator des Smart Meter Gateways auf das Gerät zugreifen, und zweitens können darüber Daten mit dem Stromversorger oder anderen festgelegten externen Stellen ausgetauscht werden.

Der Administrator greift von außen auf das Smart Meter Gateway zu, um es zu konfigurieren oder zu aktualisieren. Als festgelegter Sicherheitsverantwortlicher für das Smart Meter Gateway muss der Administrator ein Zertifikat des Bundesamtes für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) besitzen. Er (oder sie) wird entweder vom Messstellenbetreiber gestellt oder von einem Unternehmen, das vom Messstellenbetreiber den Auftrag dazu erhalten hat.

Auch alle weiteren externen Kommunikationspartner des Smart Meter Gateways (beispielsweise der Verteilnetzbetreiber) müssen im Smart Meter Gateway definiert werden. Denn mit unbekannten externen Stellen kommuniziert das Gerät aus Sicherheitsgründen nicht. Ebenfalls aus Sicherheitsgründen geht ein Verbindungsaufbau nach außen immer vom Smart Meter Gateway selbst aus.

Muss jeder Haushalt ein Smart Meter Gateway installieren?

Seit September 2016 ist das Gesetz zur Digitalisierung der Energiewende in Kraft. Als Teil dessen regelt das Messstellenbetriebsgesetz, wer zum Einbau eines intelligenten Messsystems mit Smart Meter Gateway verpflichtet ist. Nach Paragraph 29 Absatz 1 sind das grundsätzlich Endverbraucher mit einem Jahresstromverbrauch von mehr als 6.000 Kilowattstunden und Betreiber von Stromerzeugungsanlagen mit mehr als 7 Kilowatt installierter Leistung.

In Haushalten, die nicht in diese Kategorie fallen, sollen Schritt für Schritt die herkömmlichen schwarzen Stromzähler durch digitale Stromzähler ausgetauscht werden. Diese Zähler müssen aber über keine Anbindungsmöglichkeit an ein Smart Meter Gateway verfügen.