Delete search term

Header

Quick navigation

Main navigation

Energieautarkes Messsystem zur Leckortung in erdverlegten Trinkwasserleitungen

At a glance

Description

Die Verluste der Trinkwasserversorgung liegen weltweit über 30%. Der absehbare

Wassermangel in vielen Teilen der Welt zwingt zum Handeln. Für eine flächendeckende

Überwachung des Netzes fehlt eine wartungsfreie und langlebige Kommunikation, um

Messdaten unterirdisch zu übertragen. Das Projekt hat erfolgreich den Einsatz von neuen

Low-Energy-Technologien in akustischen Leckortungssystemen geprüft, um energieautarke

Sensoren und Kommunikationsmittel direkt in unterirdischen Kunststoffrohrnetzen zu

integrieren.


Die Partner haben im Rahmen des Projektes einen Testknoten mit vier unterschiedlichen

Radio-Chips entwickelt. Mehrere dieser Testknoten wurden in Tiefen von einem, zwei und

drei Metern wasserdicht im Erdreich vergraben. Diese Tiefen entsprechen den heute

üblichen Verlegungstiefen bei Wasserversorgungsleitungen. Während vier Monaten konnten

Messdaten mit unterschiedlichen Übermittlungsparametern gesammelt werden. Dabei

konnte insbesondere der Einfluss der Witterung (Feuchtigkeit und Temperatur) auf die

Übertragung beobachtet werden. Diese Langzeitmessungen haben gezeigt, dass eine

zuverlässige Kommunikation im Untergrund mit der benötigten Datenrate möglich ist. Die

Auswertung der Messresultate ergab klare Aussagen zur Auswahl des geeignetsten Radiochips

und zur Festlegung der konfigurierbaren Parameter.


Die Erfahrungen aus den Langzeitmessungen erlauben heute eine genauere Einschätzung

des Energiebedarfs für die Kommunikation eines Einzelknotens. Auf Grund dieser Daten

wurden umfassende Energieberechnungen für verschiedene Nutzungsszenarien erstellt.

Diese wurden mit Batterieeigenschaften verglichen und zeigen, dass vom Energiebedarf her

ein autarker Knoten mit einer Lebensdauer von 30 Jahren realistisch ist. Dafür müssen in

einem nächsten Schritt Verfahren für die Kommunikation innerhalb eines Netzwerkes

erarbeitet werden, welche den Kommunikationsbedarf eines unterirdischen Einzelknotens

minimieren.


Die Ergebnisse des Projektes zeigen, dass eine Kombination von Batterien und Energy

Harvesting einen erfolgsversprechenden Ansatz für die Energieversorgung darstellt. Dabei

kann der Unterschied zwischen der konstanten Temperatur des Trinkwassers und der

schwankenden Temperatur des umgebenden Erdreichs ausgenutzt werden. Für die

Abschätzung dieses Potentials wurde im Rahmen des Projektes ein Messaufbau für ein

Rohrsytem entwickelt und aufgebaut. Die Abklärungen mit verschiedenen Batterieherstellern

haben ergeben, dass zuverlässige Aussagen zu Batterielebensdauer schwierig sind und in

diesem Bereich weitere Untersuchungen und Innovationsschritte nötig sind.