Messfehler?

Einer niederländischen Studie zufolge messen einige Smart Meter bis zu sechsmal höheren Stromverbrauch.

Neun Smart Meter unterschiedlicher Hersteller wurden an der Universität Twente für die Studie getestet. Foto: Universität Twente (NL)

Neun Smart Meter unterschiedlicher Hersteller wurden an der Universität Twente für die Studie getestet. Foto: Universität Twente (NL)

Einige zugelassene elektronische Energiezähler (Smart Meter) können falsche Messergebnisse liefern, die bis zu 582 Prozent höher liegen als der tatsächliche Energieverbrauch. Das ist das Ergebnis einer Studie, die von der Universität Twente (UT) in Zusammenarbeit mit der Universität Amsterdam (AUAS) im Wissenschaftsjournal „IEEE Electromagnetic Compatibility Magazine“ veröffentlicht wurde. Professor Frank Leferink, (UT) vermutet demnach, dass möglicherweise mindestens 750.000 niederländische Haushalte von den ungenauen Messgeräten betroffen sind. Laut UT Bericht konnte das Van Swinden Laboratorium (das niederländische Metrologie Institut) in einer Gegenkontrolle diese Ergebnisse bestätigen.

Für die Studie wurden neun verschiedene Smart Meter von unterschiedlichen Herstellern, deren Geräte in vielen niederländischen Haushalten verbaut sind, auf fehlerhafte Messungen untersucht. Die betroffenen Geräte wurden zwischen 2004 und 2014 verbaut. Die Messgeräte wurden über eine elektrische Schalttafel mit einer Reihe von energieverbrauchenden Geräten wie Energiesparlampen, Heizungen, LED-Lampen und Dimmern verbunden. Die Forscher verglichen dann den tatsächlichen Verbrauch des Systems mit den Messungen der elektronischen Energiezähler.

In den laut Studie reproduzierbaren Experimenten stellte sich heraus, dass fünf von neun Messgeräten einen wesentlich höheren Stromverbrauch verzeichneten, als tatsächlich verbraucht wurde. In einigen Fällen lag der von den Zählern gemessene Wert bis zu 582 Prozent höher als der tatsächlich verbrauchte Strom. Zwei weitere Messgeräte verzeichneten einen um 30 Prozent niedrigeren Verbrauch. Die größten Ungenauigkeiten wurden gesehen, als Dimmer kombiniert mit Energiesparlampen sowie LED-Glühbirnen mit dem System verbunden waren. Laut Studienmitarbeiter Cees Keyer, der an der AUAS Electrical Engineering lehrt und an der UT promoviert, hätten die Wissenschaftler die Messgeräte zwar im Labor getestet. Allerdings sei bei der Studie darauf geachtet worden, extreme Testbedingungen zu vermeiden.

Die ungenauen Messwerte werden dem Design des Energiezählers zugeschrieben, zusammen mit dem zunehmenden Einsatz moderner (oftmals energieeffizienter) Schaltgeräte. Hier hat die verbrauchte Elektrizität nicht mehr eine perfekte Wellenform, sondern erlangt ein unberechenbares Muster. Laut Studie haben die Konstrukteure moderner Energiezähler Schaltgeräte dieser Art nicht ausreichend berücksichtigt. Als sie die getesteten Energiezähler abbauten, stellten die Forscher fest, dass die mit extrem hohen Messungen verbundenen Messgeräte eine Rogowski Spule enthielten, während die mit sehr niedrigen Messungen verbundenen Geräte einen ‚Hall Sensor‘ enthielten. Laut Frank Leferink erfüllen die getesteten Energiezähler zwar alle gesetzlichen Anforderungen und sind zertifiziert, bei diesen Spezifikationen seien jedoch die Eigenschaften moderne Leuchten und anderer Geräte mit elektronischen Vorschaltgeräten und Schaltnetzteilen nicht ausreichend berücksichtigt worden.

Hersteller weisen Kritik zurück

Smart Meter-Hersteller Landis+Gyr hat sich bereits gegenüber dem Branchendienst Energate zum dem Fall geäußert. Demnach hätten die Methoden, die von den UT Forschern eingesetzt wurden, nicht den realen Nutzungsbedingungen entsprochen, die mit CE-zertifizierten Haushaltsgeräten erreicht würden. Zudem weist der Hersteller darauf hin, dass jeder Smart Meter von Landis+Gyr, der in den Niederlanden oder in einem anderen europäischen Land zum Einsatz komme, die Messgeräterichtline der EU erfülle. In einer Presseinformation des Smart Metering-Anbieters Discovergy äußert sich auch der Zählerhersteller EasyMeter. Das Unternehmen hat nach eigenen Angaben sowohl den Messchip als auch das Messverfahren (Shunt-Messung) selbst entwickelt. „Wir tasten den Stromverbrauch mit sehr hoher Frequenz ab, so dass von Gleichströmen bis zu hohen Frequenzen korrekte Messergebnisse erzeugt werden. Das haben wir durch entsprechende Prüfungen – etwa beim in Deutschland zusätzlich eingeführten VDE Frequenztest – nachgewiesen“, betont Heinrich Wienold, Geschäftsführer der EasyMeter.

FNN: Problem berücksichtigt

Das Forum Netztechnik/Netzbetrieb im VDE (FNN) hat ebenfalls auf die Studie reagiert. Es sei bekannt, dass verschiedene Störeffekte zu Fehlmessungen führen können, heißt es in der Stellungnahme – so beispielsweise die zunehmende Verbreitung von Energiesparlampen, LEDs sowie dezentrale Einspeisung erneuerbarer Energien. Ursache dafür sind hochfrequente Ströme im Frequenzbereich von 2 kHz bis 150 kHz, die zum Beispiel ein Solar-Wechselrichter erzeugen kann, wenn eingebaute Filter nicht ausreichend dimensioniert sind.

Vor diesem Hintergrund hat VDE|FNN im Jahr 2010 zusammen mit der VDE Prüf- und Zertifizierungsinstitut GmbH umfangreiche Untersuchungen durchgeführt. Die Ergebnisse und Schlussfolgerungen sind in einen FNN-Hinweis eingeflossen, den „Leitfaden zur Bewertung der Zuverlässigkeit und Messbeständigkeit von Elektrizitätszählern und Zusatzeinrichtungen“. Die Unterlage beschreibt erweiterte Anforderungen an Prüfverfahren, die eine systematische Bewertung der Zuverlässigkeit von Stromzählern ermöglichen. Konkret werden Methoden beschrieben, die nachweisen, dass die Zähler auch in dem kritischen Bereich richtig messen. VDE|FNN hat zudem für den anstehenden Rollout moderner Messeinrichtungen und intelligenter Messsysteme in Deutschland einen Basiszähler definiert und dabei Bezug auf den oben genannten Leitfaden genommen. Bisher sind keine Fehlmessungen an Geräten, die nach FNN-Lastenheften entwickelt wurden, bekannt. Zähler, die gemäß FNN-Leitfaden zur Zuverlässigkeitsprüfung von 2011 geprüft wurden, haben ihre Festigkeit gegenüber den genannten Störgrößen nachgewiesen. Die Entwicklung und Testung der Geräte sei jedoch Sache der Hersteller.

Die Studie aus den Niederlanden will man im Fachverband jetzt auf neue Erkenntnisse und Störphänomene untersuchen. Weiterhin werde die Übertragbarkeit auf Deutschland und den deutschen Strommarkt geprüft. VDE|FNN stimmt sich hierbei eng mit der Bundesnetzagentur und der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt ab. Sofern neue Erkenntnisse, etwa zu bisher unbekannten Störphänomenen gewonnen werden, sollen diese in die Entwicklung des Basiszählers einfließen.

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