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Künftig passiert die häusliche Energiemessung elektronisch und aus der Ferne. Das so genannte Smart Metering freut selbstverständlich die Versorger, doch auch der Endkunde kann die Daten zur Home-Automation benutzen – zumindest mancher Endkunde.

Die bisher in diesem Schwerpunkt aufgezeigten Anlagen und Möglichkeiten dienen in erster Linie dem Komfort in Haus und Büro. Dass sich die Bewohner intelligenter Gebäude wohl fühlen und neue Möglichkeiten an die Hand bekommen, soll man auch nicht geringschätzen, zumal Smartphone-aktivierten Türöffnern, Multimediastreams überall, ereignisgesteuerten Rollläden oder umfunktionierten Staubsaugern (siehe Kasten “Saugroboter mit Community”) ein kultiger Geek-Faktor inne wohnt. Mit Fug und Recht ein gutes Gewissen darf der mit Moral ausgestattete Hauselektronik-Einstein erst entwickeln, wenn es ihm gelingt, Technik und Umwelt zu versöhnen. Der Kampf gegen das Schmelzen der Gletscher kann ganz banal beim hauseigenen Energiezähler beginnen.

Seit ungefähr 2010 lassen Netzbetreiber auch bei Endkunden Stromzähler installieren, die einen Prozessor und ein Display besitzen, dem jeweiligen Anschlussnutzer den momentanen Energieverbrauch und Nutzungszeiten anzeigen und in ein Kommunikationsnetz eingebunden sind. Sogar das “Gesetz über die Elektrizitäts- und Gasversorgung” kennt eine der entsprechende Definition (§ 21d und 21i EnWG). In aller Regel übertragen intelligente Zähler die erhobenen Daten zyklisch an das Energieversorgungsunternehmen. Solche Verbindungen und damit verbundene Dienste nennen Experten “Smart Metering”.

Die Vorteile sind vielfältig

Der Netzbetreiber oder Versorger muss nun zwar die höheren Kosten für Anschaffen und Datenübertragung schultern, spart aber Personalkosten für die Ableser. Außerdem fällt es ihm leicht, die Ablesezeiträume auf zum Beispiel monatliche Zyklen zu verkürzen, und kann dem Kunden so präzisere Rechnungen stellen.

Wenn es der Zähler zulässt, kann der Versorger sogar spezielle Tarife anbieten, die das seit dem Siegeszug der erneuerbaren Energien stark schwankende Stromangebot widerspiegeln. An vielen Sonntagen beispielsweise herrscht in Deutschland tagsüber ein starkes Überangebot an Strom. Der Kunde kann per Tarif motiviert werden, seine Verbräuche möglichst in solchen Perioden zu verlegen, also genau dann die Wäsche wäscht, die Warmwasserbereitung hochfährt oder den Saugroboter auf die Ladestation schickt – eine der seltenen Gelegenheiten, wo Umweltschutz und Geldbeutel eine Allianz bilden.

Dem Thema des Linux-Magazin-Schwerpunkts folgend könnte und müsste hier die Home-Automation ins Spiel kommen. Denn wer zu Hause oder im Büro seine Geräte sowieso schon elektronisch an- und abschaltet, kann in die Entscheidungsfindung über das Ob und Wann auch die aktuell im Stromnetz verfügbaren Energie mit einbeziehen – was übrigens schon mindestens die halbe Miete für künftige Smart Grids wäre.

Was sich bis hierher noch nach sehr simplen Steueralgorithmen anhört, bekommt spätestens für all jene echte Komplexität, die zusätzlich eine Photovoltaikanlage auf dem Dach haben. Sonnenstände, Wetterbedingungen, eigene Verbräuche, Einspeisebedingungen und so weiter wollen jetzt in Einklang gebracht werden. So verwundert es nicht, dass Smart-Home-Anlagen, die auf Solaranlagenbetrieb abgestimmt sind, sich wie’s scheint besonders gut verkaufen.

Der Missing Link

Dass an Home-Automation Interessierte die sowieso vorhandenen Funktionen ihres Smart-Metering-Zähler nun einfach mitnutzen dürften, um zum Nutze von Umwelt und Sparstrumpf ihr eigenes (Linux-)Süppchen zu kochen, entspricht im Moment leider nicht der Praxis. Die für diesen Artikel bei großen deutschen Versorgern gestartete Umfrage ergab, dass von einer großen Installationsbasis derzeit keine Rede sein kann (Tabelle 1). Das liegt weniger an den Konzernen selbst als an noch unklaren gesetzlichen Durchführungsbestimmungen.

Außerdem weist der deutsche Strommarkt mit seinen großen Versorgern kartellrechtliche Besonderheiten auf, die eine Trennung von Herstellung, Netz und Verteilung zum Endkunden fördern. Das Ganze ist für den Laien schwer verständlich und hat bei vorliegenden Thema zur Folge, dass zumeist die Betreiberfirma eines Smart Meters eine andere ist als der Energiehersteller und der wiederum eine andere als die zuständige Anbieterfirma für Home-Automation-Produkte.

Beispiel RWE AG

Der zweitgrößte Versorger Deutschlands (RWE Power, …) betreibt zugleich Verteilernetze (Westnetz, …). Die dazu gehörigen Firmen sind gemäß § 21d EnWG reguliert, evaluieren die Technik (mit einem großen Pilotversuch in Mühlheim an der Ruhr) sowie die Wirtschaftlichkeit und bieten intelligente Zählersysteme bis auf Weiteres nur Großkunden an. Zugleich gehört aber mit der RWE Effizienz eine Tochter zum schwer überschaubaren Konzernverbund, die seit zweieinhalb Jahren eine Home-Automation-Produktlinie an Endkunden vertreibt.

RWE Smart Home (Abbildung 1) gibt es in mehreren Ausstattungen [1], auch mit Photovoltaik-Anbindung (Power Control Solar Starterpaket, zurzeit 660 Euro). Die Trennung in Konzernteile hat technisch die absurde Folge, dass RWE Smart Home die Verbrauchsdaten selbst RWE-eigner Strom- und Solarenergiezähler nicht etwa direkt abgreift, sondern einen Sensorbaustein aufsetzt, der den mittlerweile bei Zählern üblichen Infrarotsender anpeilt.

Für Linuxer sind die schicken Sets, die Schaltvorgänge anhand vielfältiger logische Implikationen und Trigger ohne Programmierkenntnisse zu definieren möglich macht und sogar neuere Miele-Geräte (demnächst auch Buderus) direkt ansteuert, gleichwohl keine Empfehlung, weil beim Einrichten der angeschlossenen Geräte auf der Weboberfläche per Drag&Drop Silverlight im Hintergrund werkelt. Mit Linux’ Moonlight sei das Gleiche laut einer Konzernsprecherin zurzeit nicht machbar.

Abbildung 1: Schick und eigentlich einfach zu konfigurieren, aber mit Linux-feindlicher Portaltechnik: RWE Smart Home.

Status quo

Beim in Tabelle 1 komprimiert dargestellten Umfrageergebnis macht E.ON (Metering GmbH) die beste Figur in Sachen Transparenz und Funktionsvielfalt. Besonders gefällt, dass sich Kunden ihre Werte frei konfigurierbar per Webinterface oder als Datei zusammenstellen dürfen – hier haben Anwender beim anbinden eigener (Linux-)Systeme vergleichsweise einfaches Spiel. Der ebenfalls angefragte En-BW-Konzern vermochte binnen zweieinhalb Wochen keine der angefragten Informationen liefern. Alle vier Konzerne decken rund 80 Prozent des deutschen Strommarktes ab.

Bei E.ON und Vattenfall scheinen sich Geräte von Iskra [5] und EMH [6] einiger Popularität zu erfreuen. Linuxer, die von ihrem Versorger ein solches Gerät an die Kellerwand geschraubt bekommen, können Recherchen in der Bastler-Community anstellen und auf technische Dokumente des Herstellers zugreifen.

Alle anderen, und das ist die Mehrheit, sei das Volkszaehler.org [7] ans Herz gelegt. Wie RWE Smart Home greift das Projekt die Daten beliebiger Zähler per Infrarotempfänger ab – mit dem Unterschied, dass Microcontroller-Einheit und Software GPL-lizensiert sind. Tux als Ableser, das hat Power.

Saugroboter mit Community

Seit den 2000ern gibt es akkubetriebene Staubsauger zu kaufen, die selbstständig auf kleinen Rädern über flache Oberflächen fahren und Böden mit rotierenden Bürsten reinigen. Damit sie nicht die Treppe hinunter stürzen oder sich in eine Ecke navigieren, verwenden sie Ultraschall-, Licht- und Infrarotsensoren. Ein Mikrocontroller kennt die Heuristiken, um ganze Räume und Wohnungen abzufahren.

Findige Hacker missbrauchen die Saugroboter obendrein für allerlei amüsante Zwecke: Die flachen, runden Putzhilfen zeichnen mit bunten Filzstiften, piepsen einfache Musikstücke, lassen sich über das Internet fernsteuern oder spielen im Team das klassische Videospiel Pac-Man nach. Eine gute Zusammenfassung der Sauger-Hacks bietet das Online-Magazin Tested.com [8].

Daneben bieten die Maschinen dem ambitionierten Bastler Schnittstellen. Die Reihe Roomba von Irobot [9], erstmals 2002 in den USA erhältlich, ließ sich durch das Dongle OSMO mit einer seriellen Schnittstelle zum Steuern des Roboters versehen. Ab 2005 rüstete der Hersteller die Geräte standardmäßig mit der Schnittstelle Roomba Serial Control Interface (Roomba SCI) aus, einem 7-Pin-UART-Port, und veröffentlichte passende Dokumentation. Später erhielt sie den Namen Roomba Open Interface (ROI). Damit wurde aus dem, was historisch als Wartungsport diente, ein Mittel, um alle Sensoren des Roboters auszulesen und seine Motoren zu steuern.

Ausgesaugt

Das Jahr 2007 markiert in zweierlei Hinsicht einen Höhepunkt des Roomba-Hacking: Zum einen erschien mit “Hacking Roomba” von Tod Kurt [10] das erste Buch zum Thema, andererseits das Modell Irobot Create. Das Gerät richtete sich explizit an Roboter-Bastler, verzichtete ganz auf Bürstenrolle und Staubbehälter und bot den Amateuren den frei gewordenen Platz für ihre Nutzlasten an (Abbildung 2).

Weitere Hardware inspirierte die Sauger-Hacker: Im Januar 2011 veröffentlichte der Japaner Takashi Ogura ein Video, in dem er einen Roomba mit dem Bewegungssensor Kinect steuert, den Microsofts wenige Monate zuvor auf den Markt gebracht hatte [11]. Aus jüngster Zeit stammt ein Hack in Sachen Green IT. Im Auftrag von IBM-Forschern fahren einige Irobot-Create-Maschinen autonom durch Rechenzentren und messen mit einem Aufbau die örtlichen Temperaturen [12]. Mit einem RFID-Lesegerät erfassen sie dabei die an den Serverracks angebrachten Funketiketten.

Zu den bei Hackern beliebten Geräten gehört neben Irobots Roomba und Create auch der Wischrobotern Scooba des Herstellers. Der Create war leider nie in Europa erhältlich, für ein Hacker-freundliches Roomba-Modell muss man derzeit mindestens 400 Euro als Neupreis ausgeben. Hacks gibt es daneben für die XV-Reihe von Neato Robotics [13], die ähnlich viele Scheine aus der Brieftasche saugt. (Mathias Huber)

Abbildung 2: Ein Irobot Create, mit dem Controller-Board Arduino Diecimila, einem Metallbaukasten und Filzstiften zum Plotter aufgerüstet.