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Was ist Smappee?

05.11.2019

Vom Energiesparen mit Smappee spricht sogar der Ökostrom-Anbieter Greenpeace Energy. Im Mittelpunkt des Produktangebots steht Smappee Infinity, eine umfassende Lösung für das Energiemanagement. Das System überwacht den Stromverbrauch in Wohnungen, Eigenheimen oder Unternehmen und steuert Energieflüsse bis auf die Ebene einzelner Verbraucher. Mit den Technologien des belgischen Herstellers lässt sich aber auch der Umgang mit anderen Ressourcen kontrollieren: Für das Monitoring der Gas- und Wassernutzung steht ein eigenes Gerät zur Verfügung.

 

Smappee ist ein international aktives Cleantech-Unternehmen mit Sitz im belgischen Kortrijk. Firmengründer und CEO ist Stefan Grosjean. Der Elektrotechniker und Computerspezialist rief im Jahr 1991 zunächst das Unternehmen EnergyICT ins Leben, das sich mit Energiemessungen und Verbrauchsoptimierungen in Großbetrieben befasste. Nach dem Verkauf von EnergyICT an den deutsch-amerikanischen Messgerätehersteller Elster, folgte im Jahr 2012 die Gründung von Smappee. Über das Ziel der technologischen Neuausrichtung schreibt Stefan Grosjean:

 

„Smappee entstand mit dem Plan, Wohnungseigentümern und Hausbesitzern Unabhängigkeit und Kontrolle über ihren Energieverbrauch und ihre Stromerzeugung zu verschaffen. Durch Echtzeitmessungen zu den wichtigsten einzelnen Geräten könnten sie sich der Energiefresser entledigen, den Stromverbrauch ohne Komforteinbußen senken, die selbstproduzierte Solar- oder Windenergie bestmöglich nutzen und ihr Zuhause letztlich zu dezentralen Energiezentren machen.“

 

Mit seinem Energiemonitor hat Smappee zunächst ein weitgehend passives System für die Überprüfung des Energieverbrauchs angeboten. Smappee Energy und das etwas umfangreichere Smappee Plus für Heimanwendungen, Smappee Solar zur Überwachung des Ertrags von Solaranlagen und das für Unternehmen konzipierte Smappee Pro, waren Speziallösungen für das Energie-Monitoring in unterschiedlichen Einsatzbereichen. Die Steuerung der Energieströme auf Basis der Messdaten war ursprünglich keine Leistung des Energiemonitors, sondern Aufgabe des Anwenders. Mittlerweile hat Smappee den beobachtenden Energiemonitor zu einem aktiv eingreifenden Energiemanagement-System ausgebaut und gleichzeitig die Vielfalt der Lösungsvarianten stark komprimiert. Für den Einsatz sowohl in Privathaushalten als auch in Unternehmen unterschiedlicher Größe, ist seit Anfang 2019 Smappee Infinity zuständig. Das modulare System kontrolliert den Energieverbrauch bis auf die Ebene einzelner Verbraucher und kann die Energieströme auf Basis der Messwerte intelligent steuern. Seine Aufgaben erfüllt Smappee Infinity in Zusammenarbeit mit den folgenden Geräten

 

  • Smappee Gas & Water: für die Kontrolle des Gas- und Wasserverbrauchs zu Hause
  • Smappee Switch: für die genaue Verbrauchskontrolle sowie das ferngesteuerte Ein- und Ausschalten der angeschlossen Geräte

 

 Alle Smappee-Geräte auf einen Blick: Energiemonitor, Gas- und Wassermonitor, Solarenergiemonitor und Switch
Die Produkte der Marke Smappee. Quelle: Smappee

 

Mit der Neugestaltung seiner technischen Plattform hat Smappee auch seine Marktstrategie geändert: Zielgruppe sind nun nicht mehr Endanwender, sondern B2B-Kunden:

 

„Smappee Infinity richtet sich an Energiedienstleistungsunternehmen sowie OEM-Kunden, die an der Einbindung von smarten Energietechnologien interessiert sind. Damit positioniert sich das Unternehmen Smappee neu und spricht primär die B2B-Zielgruppe an. Smappee Infinity bietet detaillierte Echtzeit-Einblicke in Energiedaten als relevante Entscheidungsgrundlage für die bewusste Nutzung von Energie .“

Welche Funktionen erfüllen die Smappee-Geräte?

Smappee Infinity ist eine modular aufgebaute und in ihrer Leistung skalierbare Energiemanagement-Lösung, die in ihrem Einsatzbereich

 

  • den Energiebedarf erfasst und Echtzeit- sowie Verlaufs-Energiedaten verfügbar macht,
  • die Geräte im Stromnetz erkennt und die Messergebnisse nach einzelnen Verbrauchern aufschlüsselt,
  • den Ertrag einer Solarstromanlage insgesamt misst und den Anteil des Selbstverbrauchs ermittelt
  • Energieströme anhand individuell festgelegter Szenarien verwaltet
  • die Energieversorgung der unterschiedlichen Verbraucher steuert
  • Gas- und Wasserverbrauchsdaten zugänglich macht
  • Stromfresser und vermeidbaren Stand-by-Verbrauch aufdeckt,
  • die Wirkung von Energiesparmaßnahmen sichtbar macht
  • cloudbasiert und mit WLAN-Anschluss arbeitet,
  • über ein webbasiertes Dashboard oder eine Smartphone-App (AppStore und GooglePlay) kontrollierbar und bedienbar ist.

 

Die Energiemanagement-Funktionen von Smappee Infinity sind auf drei Komponenten verteilt:

 

  1. Smappee CT Hub: Der CT Hub übernimmt im Infinity System Überwachungsfunktionen. Er ist für das Submetering von Geräten oder Gerätegruppen zuständig. An jedem CT Hub, lassen sich bis zu vier Stromwandler oder Rogowski-Spulen für die Messung von Stromstärken von 50 bis 1.000 Ampere anschließen. In komplexen Umgebungen ist es möglich, bis zu sieben CT Hubs zu verketten und somit 28 Messpunkte für Installationen in einer Entfernung von bis zu 100 Metern einzurichten. Smappee Infinity ist für einphasige, zweiphasige und dreiphasige Anschlüsse geeignet.
  2. Smappee Power Box: Die Power Box versorgt die Systemkomponenten mit Strom, misst die Netzspannung an den angeschlossenen Phasen und gibt die Daten per Smappee Bus an das Gateway Smappee Genius weiter.
  3. Smappee Genius: Das Kommunikationsmodul Genius ist die Schnittstelle zwischen dem lokalen Überwachungssystem und der Smappee Cloud. Die Komponente sorgt für den Datenaustausch und die sichere Datenspeicherung. Zu ihren Aufgaben gehört außerdem die Interaktion mit dem Smappee Switch und Smappee Gas & Water.

 

Smappee Infinity ist mit IoT-Lösungen von Drittanbietern kompatibel und unterstützt die Zusammenarbeit mit intelligenten Geräten und Smart-Home-Plattformen. Für die Integration eignen sich beispielsweise Produkte von Nest, Netatmo, Tado oder Philips Hue. Über den Automatisierungsdienst IFTTT, lassen sich Smappee-Daten für die situationsbezogene Steuerung von Energieströmen nutzen. Das System ist außerdem über Amazons Alexa ansprechbar.

 

Der Smappee Switch verbindet Smappee Infinity mit den Verbrauchern in der Einsatzumgebung und unterstützt das Submetering. Der intelligente Stecker ermöglicht das ferngesteuerte Ein- und Ausschalten angeschlossener Geräte. Überwacht der Switch einen einzelnen Verbraucher, sitzt er zwischen der Wandsteckdose und einem angeschlossenen Gerät. Kontrolliert er eine Gerätegruppe, ist er vor einer Mehrfachsteckdose positioniert. Dabei regelt der intelligente Stecker nicht nur die Stromzufuhr, sondern arbeitet selbst wie ein Energiemonitor und misst den Stromverbrauch auf Geräteebene.

 

Um die Messdaten in das Smappee-System einfließen zu lassen, verbindet sich der Switch über die Funkfrequenz von 433 MHz mit dem Energiemonitor. Für eine erfolgreiche Zusammenarbeit dürfen beide Geräte nicht mehr als 10 bis 20 Meter voneinander entfernt sein. In einer komplexen Installation, sind an einem Smappee-Energiemonitor bis zu 20 Switches konfigurierbar. Dabei entsteht ein Mesh-System, innerhalb dessen beteiligte Switches einander Nachrichten weiterleiten und auf diese Weise die Signalreichweite ausdehnen können.

 

Für die Messung des Gas- und Wasserverbrauchs zu Hause, ist Smappee Gas & Water zuständig. Der Monitor sitzt auf der Gas- oder Wasserleitung, dockt mithilfe von magnetischen oder optischen Sensoren am Gas- oder Wasserzähler an und registriert die genutzten Ressourcen – das Verfahren funktioniert jedoch nicht mit digitalen Gas- und Wasserzählern. Smappee Gas & Water arbeitet optimal als Ergänzung zum Energiemonitor. Für eine funktionierende Verbindung, dürfen beide Geräte jedoch nicht mehr als 10 bis 20 Meter voneinander entfernt sein. Der Gas- und Wassermonitor ermittelt die Verbrauchswerte stündlich und übergibt sie an den Energiemonitor, der sie an die Cloud weiterleitet. Von dort aus lassen sie sich bequem über die Smappee Gas- und Wassermonitor-App auslesen und überwachen.

 

 Smappee Gas & Water, Monitor mit angeschlossenem Sensor

Smappee Gas & Water. Quelle: Smappee

 

In Umgebungen, in denen der Sicherungskasten zu weit vom Strom- oder Gaszähler entfernt ist, kann Smappee Infinity nicht direkt mit dem Gas-/Wassermonitor kommunizieren und der Datentransfer in die Cloud muss über das Smartphone erfolgen. Die Verbindung zwischen Handy und Smappee Gas & Water, erfolgt per Bluetooth aus einer Entfernung von höchstens sieben Metern innerhalb eines Zeitfensters von mindestens 20 Sekunden. Die Kommunikation muss mindestens einmal pro Monat stattfinden, weil der Monitor die Verbrauchsdaten nicht länger intern speichern kann.

 

Wie funktioniert der Smappee-Energiemonitor?

 

 Smappee Energy Monitor an der Stromleitung angebracht übermittelt die Verbrauchswerte über den Wi-Fi Router an die Cloud
Smappee Energy Monitor: Installation und Kommunikation. Quelle: Smappee

 

Mit der Einführung von Infinity hat Smappee seine technische Plattform um Überwachungs- und Steuerungs-Funktionen erweitert. Anwender bekommen ein professionelles Energiemanagement-System, sie müssen sich ihre individuelle Lösung jedoch von einem Fachbetrieb installieren lassen. Der Fachmann richtet Smappee Infinity in der Einsatzumgebung ein und kann dabei die Verbrauchsdaten in bis zu 28 Teilschaltkreisen messen. Um den Energiebedarf bis auf die Ebene von Gerätegruppen oder einzelnen Geräten zu ermitteln, unterstützt Smappee drei unterschiedliche Submetering-Verfahren:

 

Messung am CT Hub, ausgehend vom Verteilerkasten: Über die angeschlossenen Stromwandler lassen sich die Verbrauchsdaten einzelner Geräte sammeln und Geräte mit variablem Profil, wie beispielsweise Wärmepumpen oder EV-Ladegeräte überwachen.

 

Messung am Smappee Switch ausgehend von der Steckdose: Der Smappee Switch ist einerseits für die Fernsteuerung von Geräten zuständig. Andererseits übernimmt er die Funktion des Submeterings an einphasigen Anschlüssen. Die Messung erfasst den Verbrauch eines Geräts oder einer Gerätegruppe (bis zu 16 A).

 

Submetering mit der markeneigenen, patentierten NILM-Technologie (Non-Intrusive Load Monitoring) am Stromkabel: Bei einphasigen Elektroinstallationen, wird eine Smappee-Stromklemme am Phasenkabel angebracht.

 

 Geöffnete Stromklemme des Smappee Energy Monitors wird an das Phasenkabel herangeführt
Smappee-Stromklemme zur Befestigung am Phasenkabel Bild: aus beigefügtem Installationshandbuch

 

Die Stromklemme sitzt auf dem Kabel, durchdringt dieses aber nicht.

 

 Die Stromklemme des Smappee Energy Monitors ist geschlossen und umfasst das Phasenkabel, ohne es zu durchdringen
Die Stromklemme des Smappee-Energiemonitors am Phasenkabel Bild: aus beigefügtem Installationshandbuch

 

Mithilfe der NILM-Technologie, kann Smappee den Stromverbrauch messen, ohne direkt in den Stromfluss einzugreifen, also gewissermaßen durch die intakte Oberfläche des Phasenkabels hindurch. Dabei ist es möglich, den Strombedarf von bis zu 5 Verbrauchern mit einer durchschnittlichen Genauigkeit von 70 Prozent zu ermitteln.

 

Der Kontrolle und Zuordnung von Verbrauchswerten über NILM liegt ein anspruchsvoller und zeitaufwändiger Prozess der Mustererkennung zugrunde. Es dauert vier bis fünf Wochen, bis der Energiemonitor die im Haus aktiven Verbraucher kennengelernt und ihren individuellen Strombedarf identifiziert hat. Dabei stößt die NILM-Technologie durchaus an Grenzen und hat vor allem dann Probleme, wenn die Geräte

 

  • beim Stromverbrauch ein ähnliches Klangmuster verursachen – Verwechslungsgefahr besteht beispielsweise bei Wasserkochern, Toastern und Kaffeemaschinen, die alle mit einem Heizelement arbeiten,ebenso
  • eine variable Leistung haben, wie zum Beispiel Wärmepumpen und Fernsehgeräte mit Ambilight-Technologie,
  • ausgesprochen energiesparend arbeiten und sich dadurch beim Stromverbrauch „still“ verhalten, wie etwa sparsame LED-Lampen, oder
  • gemeinsam mit vielen anderen Verbrauchern an ein Stromnetz angebunden sind, sodass die Verbrauchsmuster einander überlagern und schwer zu unterscheiden sind.

 

Anwender haben die Möglichkeit, den Lernerfolg durch gezieltes Feedback zu unterstützen. Nach der Installation erfasst die Smappee-App im Rahmen einer Befragung, welche Geräte in der Einsatzumgebung grundsätzlich vorhanden sind. Die App führt außerdem eine Ereignisliste, in der alle zu einem bestimmten Zeitpunkt aktiven Verbraucher aufgeführt sind. Der Anwender kann für jedes eingetragene Gerät markieren, ob es korrekt erkannt wurde oder nicht. Die konkrete Rückmeldung unterstützt das Lernverfahren ebenso wie gezielte Übungen mit dem Smappee Switch. Dabei überträgt der Switch, das Verbrauchsmuster eines angeschlossenen Verbrauchers an den Energiemonitor und lenkt den Lernprozess dadurch in die richtige Richtung.

 

Die Einführung von Smappee Infinity hat die NILM-Technologie als Messverfahren in den Hintergrund gedrängt. Die NILM-Funktion ist, anders als die Überwachung am CT Hub, ausschließlich in Wohngebäuden nutzbar. Bei der Installation der neuen Plattform ist NILM standardmäßig deaktiviert.

 

Für Einsteiger in die Technologie bietet Smappee ein Introduction Kit an. Das Set umfasst:

 

  • eine Smappee Power Box,
  • einen Smappee Genius,
  • 3 Smappee CT Hubs,
  • 12 CTs mit 50 A,
  • eine 30-minütige Fernunterstützung bei der Installation,
  • eine fünfjährige Datennutzungslizenz,
  • einen ModBus-Stecker,
  • vier Smappee Bus Kabel: 3 x 40 cm, 1 x 150 cm und
  • zwei Wandmontageplatten.

 

Das Infinity Starter Kit ist im Smappee-Webshop ausschließlich von Smappee-Partnern, zertifizierten Elektrikern oder vergleichbar ausgebildeten Personen bestellbar.

 

Fazit und Verwendungsmöglichkeiten

Smappee unterstützt den bewussten Umgang mit Ressourcen zu Hause und in Unternehmen. Die Technologien des belgischen Herstellers decken Stromfresser und Geräte mit einem hohen Energiebedarf im Stand-by-Modus auf. Gezieltes Submetering bis auf die Ebene von Gerätegruppen oder einzelner Geräte, ermöglicht die genaue Überwachung und Steuerung von Energieflüssen. Außerdem macht Smappee auf einen hohen Bedarf an Gas- und Wasser oder einen Verlust an Ressourcen durch Leckagen aufmerksam. Seit der Einführung von Smappee Infinity, Anfang des Jahres 2019, ist das Energiemanagement-System ein B2B-Produkt, das von einem Fachbetrieb beim Endverbraucher installiert wird.

 

Die Smappee-Lösung arbeitet cloudbasiert und eignet sich grundsätzlich für Anwender, die für neue Technologien offen sind. Die Speicherung der Verbrauchswerte und Steuerungsszenarien in der Cloud ermöglicht einerseits die komfortable Kontrolle und Bedienung der Systeme über ein webbasiertes Dashboard oder eine App für Android und iOS. Andererseits gelangen dadurch Daten ins weltweite Netz, die Auskunft über individuelle Lebensgewohnheiten und die technische Ausstattung zu Hause geben können. Anwender mit prinzipiellen Sicherheitsbedenken gegenüber cloudbasierten Lösungen dürften sich mit dem Einsatz von Smappee entsprechend schwertun.

 

Die vom Smappee-Energiemonitor ermittelten Werte können in unterschiedlichen IoT-Anwendungen genutzt werden
Die Verbrauchswerte des Smappee-Energiemonitors kommen unter anderem in Smart Home-Anwendungen zum Einsatz. Quelle: Smappee

 

Smappee bemüht sich zunehmend um die IoT-Integration seiner Produkte. Eine Vielzahl von Schnittstellen erlaubt unter anderem die Zusammenarbeit mit intelligenten Geräten im Smart Home. Die vom Smappee-Energie- oder Gas- und Wassermonitor ermittelten Werte können somit in regelbasierte Abläufe einfließen, welche beispielsweise die Heizung oder Beleuchtung in automatisierten Gebäuden steuern.

 

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