Smart Meter Gateway: Schnittstelle für ein smartes Stromnetz

Ein Smart Meter Gateway (SMGW) ist die zentrale Kommunikationseinheit in einem intelligenten Messsystem für Energieverbrauch und -erzeugung. Gateway ist im Allgemeinen eine Bezeichnung für eine Schnittstelle. Das Smart Meter Gateway sammelt Messwerte von verschiedenen Zählern, wie Strom-, Wasser- oder Gaszählern, und überträgt diese Daten an externe Stellen, wie Netzbetreiber, Energieversorger oder andere Energiedienstleister. Gleichzeitig bereitet das SMGW die Daten so auf, dass du deinen Energieverbrauch und deine Stromerzeugung, beispielsweise durch eine Photovoltaikanlage, über eine App oder ein Online-Portal sehen kannst.

Die automatisierte Kommunikation zwischen dem Smart Meter Gateway, dir und externen Dienstleistern bietet viele Vorteile. Zum einen brauchst du deine Zählerstände nicht mehr an deinen Netzbetreiber zu schicken. Du musst auch nicht mehr deine Arbeitszeit oder Freizeitpläne auf den angekündigten Termin zum Ablesen der Zähler abstimmen. Die Übermittlung der Daten erfolgt automatisch und verschlüsselt. Zudem kannst du genau sehen, wann du wie viel Strom verbrauchst und dadurch Einsparpotenziale entdecken.

1KOMMA5° geht noch einen Schritt weiter und ergänzt in deinem heimischen Energiesystem neben dem Stromzähler mit einem Smart Meter Gateway auch einen Energiemanager mit KI.

Unser Energiemanager Heartbeat stimmt deine Photovoltaikanlage, Wallbox, Wärmepumpe und deinen Stromspeicher perfekt aufeinander ab. Gleichzeitig vernetzt er deinen Haushalt mit dem Strommarkt, wodurch du von uns stets den günstigsten Strom aus Wind und Sonne bekommst. So trägt die intelligente Steuerung und Optimierung deines Stromverbrauchs nicht nur Energiewende bei – du sparst dank Heartbeat dabei sogar bares Geld!

Für die Datenübertragung verfügt das Smart Meter Gateway über drei Schnittstellen:

• Lokales metrologisches Netz (LMN): Über diese Schnittstelle kommuniziert das SMGW mit den angebundenen Zählern der Verbraucherin bzw. des Verbrauchers – also beispielsweise mit deinem Stromzähler.

• Weitverkehrsnetz bzw. Wide Area Network (WAN): Diese Schnittstelle ermöglicht den Zugriff von außen auf die Messwerte des Zählers. Der SMGW-Administrator, beispielsweise dein Netzbetreiber, und andere externe Dienstleister erhalten so die benötigten Daten über das Smart Meter Gateway.

• Heimnetz bzw. Home Area Network (HAN): Das Smart Meter Gateway stellt dir über das HAN relevante Messwerte zur Verfügung, mit denen du deinen Energiehaushalt genau verfolgen kannst. Zusätzlich gibt es im Heimnetz der Verbraucherin bzw. des Verbrauchers noch die CLS Schnittstelle, über die die steuerbaren Verbrauchsgeräte z.B. deine Photovoltaikanlage reguliert werden können.

Das Smart Meter Gateway übermittelt sehr viele Daten. Natürlich stellt sich da auch die Frage nach dem Datenschutz. Rund um die Digitalisierung der Energiewende wurden in Deutschland Gesetze festgelegt, die neben dem Einbau, Betrieb und der Wartung der intelligenten Messeinrichtungen auch den Datenschutz und die Datensicherheit eindeutig regeln – allen voran das Messstellenbetriebsgesetz. Um die Sicherheit der Daten zu gewährleisten, unterliegt das Smart Meter Gateway technischen Anforderungen, die in Form von Schutzprofilen und Technischen Richtlinien vom Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) festgelegt und geprüft werden.

Zu diesen Anforderungen zählt unter anderem, dass die Übermittlung der Daten nur unter höchsten Sicherheitsstandards verschlüsselt stattfindet. Dafür wird ein Sicherheitsmodul eingesetzt, das kryptographische Schlüssel, die für die Datenverschlüsselung benötigt werden, sicher speichert. Zudem führt es die wesentlichen kryptographischen Prozesse durch, wie die Erstellung und Überprüfung von Signaturen, die Generierung und Aushandlung von Schlüsseln sowie die Erzeugung von Zufallszahlen. Durch das Sicherheitsmodul wird gewährleistet, dass die Informationen nicht verändert werden können, für unberechtigte Dritte nicht einsehbar sind und eindeutig einem Kommunikationspartner zugeordnet werden können. Als weitere Sicherheitsmaßnahme sind alle am Datenaustausch beteiligten Netze (LMN, WAN, HAN) voneinander getrennt. Hinzu kommt, dass Verbindungen ausschließlich vom SMGW nach außen aufgebaut werden können.

Auch für die Lagerung und den Transport der Smart Meter Gateway gibt es strenge Sicherheitsvorschriften um eine sichere Lieferkette zu gewährleisten.

Doch wer überprüft, ob alle Anforderungen an ein Smart Meter Gateway erfüllt sind? Dafür ist das BSI zuständig. An unabhängigen und neutralen Prüfstellen prüft das BSI unter anderem die Angaben der Hersteller in Form von funktionalen Tests, Quellcode-Analysen und Sicherheitstests. Auch der Herstellungs- und Entwicklungsprozess wird geprüft. Hat das Smart Meter Gateway des Herstellers die Prüfung durch das BSI bestanden, erhält es eine Zertifizierung und ist für den Markt freigegeben. Das Zertifikat ist acht Jahre gültig, wird jedoch alle zwei Jahre kontrolliert.

Das Smart Meter Gateway ist nicht nur für dich als Privatperson praktisch, sondern auch sehr nützlich für die Energiewende. Denn unser Energienetz, insbesondere das Stromnetz, verändert sich zurzeit stark. Immer mehr Haushalte und Unternehmen installieren eine Photovoltaikanlage auf ihrem Dach und produzieren ihren eigenen Strom. Dadurch wird zum einen weniger Strom aus dem Stromnetz benötigt und zum anderen überschüssiger Strom ins Stromnetz eingespeist. Hinzu kommen immer mehr Wärmepumpen und E-Autos, die abends oder nachts geladen werden, wodurch Spannungsspitzen entstehen können. Der Energieverbrauch pro Haushalt wird somit stetig individueller.

Um die Energieversorgung weiterhin stabil zu halten, benötigen Netzbetreiber viele verschiedene Daten rund um das Stromnetz und die aktuelle Auslastung. Die Bereitstellung dieser Daten und die automatisierte Datenübertragung kann einfach über ein Smart Meter Gateway gelöst werden. SMGWs ermöglichen eine bessere Steuerung und Integration erneuerbarer Energiequellen wie Solar- und Windenergie. Durch die Überwachung der Energieproduktion und des Energieverbrauchs in Echtzeit können Netzbetreiber die Einspeisung erneuerbarer Energien ins Netz effizienter managen.

Du profitierst ebenfalls von einem Smart Meter Gateway in deinem digitalen Stromzähler. Denn du kannst in Kombination mit einem Energiemanager wie Heartbeat in Echtzeit auf deinen Stromverbrauch schauen und analysieren, wann du viel Strom verbrauchst. Heartbeat vernetzt alle deine Geräte intelligent miteinander, optimiert deinen Gesamtstromverbrauch und reduziert so die Betriebskosten deines Gesamtsystems. Gemeinsam mit einem dynamischen Stromtarif wie Dynamic Pulse kannst du die schwankenden Preise am Strommarkt nutzen und kaufst automatisch zu den günstigsten Zeitfenstern ein.

Liegt dein Jahresverbrauch unter 6.000 kWh und deine Solaranlage ist kleiner als 7 kW, brauchst du bis zum Jahr 2032 lediglich eine moderne Messeinrichtung, also einen digitalen Stromzähler. Ein Smart Meter Gateway bzw. ein Smart Meter ist erst Pflicht, wenn dein Haushalt die Grenze von 6.000 kWh Stromverbrauch im Jahr oder die installierte Leistung zur Erzeugung von Strom von 7 kW übersteigt. Das SMGW muss in jedem Fall bis 2032 installiert sein.

Du liegst unter den Grenzen zur Smart-Meter-Pflicht, möchtest aber schon jetzt von den Vorteilen eines Smart Meter Gateways profitieren? Das ist kein Problem. Du kannst deinen zuständigen Messstellenbetreiber ab 2025 darauf ansprechen und den Einbau eines Smart Meters proaktiv anfordern. Darüber hinaus wird er beispielsweise bei 1KOMMA5° standardmäßig zu jeder PV-Anlage verbaut.

Bist du verpflichtet, einen Smart Meter einbauen zu lassen, wird dich dein Messstellenbetreiber darüber informieren. Das ist in der Regel der örtliche Netzbetreiber. Gemeinsam könnt ihr einen Termin vereinbaren, bei dem dein analoger Zähler gegen einen Smart Meter ausgetauscht wird. Ein digitaler Stromzähler kann oftmals um einen Smart Meter Gateway erweitert werden und so den Vorschriften entsprechen. Du musst das Smart Meter Gateway nicht selbst kaufen. Gekauft und installiert wird die Messeinrichtung von deinem Messstellenbetreiber oder einem beauftragten zertifizierten Unternehmen. Je nachdem, wer die Installation vornimmt, ist zukünftig dein Messstellenbetreiber für alles rund um dein intelligentes Messsystem zuständig und verantwortlich.

Smart Meter Gateways machen deinen Zähler zu einem intelligenten Messsystem. Sie dienen als zentrale Schnittstelle zwischen Stromzählern, Netzbetreibern, Energieversorgern sowie Verbraucherinnen und Verbrauchern. Dabei ermöglichen SMGW die automatische Übertragung und Verarbeitung von Verbrauchsdaten und bieten Echtzeit-Einblicke in den Energieverbrauch. Der flächendeckende Einsatz von Smart Meter Gateways fördert die Stabilität und Effizienz unseres Stromnetzes bei zunehmender Einspeisung von erneuerbaren Energien und unterstützt die aktive Teilnahme der Verbraucherinnen und Verbraucher an der Energiewende. Der gesetzlich verpflichtende Rollout – also das Umrüsten der aktuellen Zähler auf Smart Meter – hat bereits begonnen.