Die aktuelle Gesetzgebung der Europäischen Union fordert ein Umdenken bei Stromversorgern und Endkunden. Dabei geht es um höhere Energieeffizienz zum Wohle von Geldbeutel und Umwelt, aber auch um Klarheit für den Verbaucher.
Die bisher übliche, oft als intransparent empfundene Jahresrechnung für den Stromverbrauch lässt keine Rückschlüsse auf den Stromverbrauch einzelner Geräte zu. Daher soll zukünftig der Lastgang alle 15 Minuten erfasst und nachvollziehbar dargestellt werden, damit der Kunde die Möglichkeit hat, den Verbrauch seines Haushaltes zu analysieren.
Um diese Anforderungen zu erfüllen, werden neuartige, elektronische Zähler benötigt, welche deutlich mehr Intelligenz besitzen als die seit mehreren Jahrzehnten eingesetzten, herkömmlichen Stromzähler. Viele Hersteller bauen dabei auf eine Kombination aus dem eigentlichen Zähler und einem Embedded Modul das die von der Metrologie empfangenen Daten intelligent prozessiert. Der eigentliche Zähler läuft vollkommen autark.
emlix entwickelt auf Basis von Open Source-Komponenten die gesamte Software für ein solches Gateway, angefangen bei der Betriebssystemebene über die geräteseitigen Applikationen bis hin zur Kommunikations- und Sicherheitsinfrastruktur.
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Erweiterte Aufgaben des MUC
Im Energiesektor hat sich für das Embedded Modul der Name MUC (Multi Utility Communication Controller) etabliert. Dieses Gerät ist nicht nur in der Lage, mehrere Stromzähler zu erfassen sowie deren Werte zu verarbeiten und zu speichern. Es liest zudem artfremde Zähler ein wie etwa die für den Gas- oder Wasserverbrauch. Um die verschiedenen Zähler und Messeinheiten abzufragen, ist es erforderlich, von der Industrie definierte Protokolle und Bustypen zu interpretieren. Oberhalb der physikalischen Schicht haben sich OpenMetering und OBIS als Protokolle im Markt etabliert. Eine Softwarelösung für den Smart Metering-Bereich muss also extrem flexibel und modular genug sein, um nicht nur die diversen aktuellen, sondern auch zukünftige Protokolle zu unterstützen.
Je nach Installation und Konfiguration skaliert ein einzelner MUC von einem Einfamilienhaus bis hin zu einem Wohnblock. Das System sammelt dabei die Daten von verschiedensten Zählern ein. Rechtlich gesehen ist es durchaus möglich und in naher Zukunft auch wahrscheinlich, dass verschiedene Kunden für die unterschiedlichen Ressourcen mehrere Lieferanten nutzen. Da beim MUC alle Daten zusammen laufen, muss hier auch die Differenzierung vorgenommen werden, welche Daten an welchen Abnehmer bzw. Versorger gesendet werden. Durch eine entsprechende Software ist der MUC universell einsetzbar und kann für einzelne Lieferanten und spezielle Einsatzszenarien ausgebaut werden.
Updatekonzepte
Flexibilität des MUC bedeutet in erster Linie, dass die Software immer wieder um neue Funktionalitäten erweitert werden kann. Schon aus Kostengründen ist es erforderlich, dass nicht wegen jeder Konfigurationsänderung ein Techniker vorbeischauen muss. Die Lösung liefern moderne Updatesysteme, welche per Remote-Zugriff oder USB-Stick erlauben, das System auf einen aktuellen Stand zu bringen. Es sind verschiedene Szenarien denkbar, von dem individuell an den Kunden verschickten USB-Stick bis hin zur autarken Internetanbindung und gesicherten Updates über einen zentralen Server des Messstellenbetreibers.
Dabei sind die Konfigurationsmöglichkeiten sehr umfassend. In jedem Fall müssen sie manipulationssicher auf das Gerät gelangen. Letztlich ist ein MUC nichts anderes als ein spezialisiertes Computersystem, welches dem Wandel in der Software und möglichen Sicherheitslücken ausgesetzt ist, die über Patches geschlossen werden müssen.
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Sicherheit durch offene Quellen
Das von emlix entworfene Sicherheitskonzept skaliert mit der Anzahl der Kunden und Versorger. Ist der MUC als Datensammler für mehrere Endkunden konfiguriert, so muss dafür Sorge getragen werden, dass niemand die Daten des Nachbarn einsehen kann. Ebenso soll Versorger A, welcher den günstigen Nachtstrom liefert, nicht herausfinden dürfen, wer den Kunden tagsüber versorgt. Verfahren zur Datensicherheit auf der Basis öffentlicher und privater Schlüssel (Public Key-Verfahren) sorgen hier für eine Abgrenzung der einzelnen Parteien untereinander.
Dabei wird ausschließlich auf offene Standards und Algorithmen gesetzt, da diese kontinuierlich von unabhängigen Kryptographen untersucht und etwaige Sicherheitslücken sofort aufgespürt und behoben werden. Die Offenheit und das „Vielaugen-Prinzip“ in der Open Source Community sorgen für Sicherheit und Vertrauen. Proprietäre Lösungen haben in den vergangenen Jahren nur selten dauerhaft Angriffen widerstanden. Häufig wurden sie gebrochen und ihre Schwächen ausgenutzt.
Ein MUC-Sicherheitskonzept kann beispielsweise eine mehrstufige Sicherheitshierarchie vorsehen, welche nur in der obersten Ebene den Zugriff auf den privaten Geräteschlüssel und die öffentlichen Schlüssel der Lieferanten zulässt. Diese Ebene übernimmt alle sicherheitskritischen Aktivitäten wie die Verschlüsselung oder Signatur der Messergebnisse und reicht die chiffrierten Datenblöcke an die Softwaremodule weiter, welche die Daten an den Versorger melden.
Die nächste Sicherheitsebene erlaubt es, eigene Programme einzubringen, so dass die Energieversorger die verschlüsselten Daten korrekt an ihre jeweilige ERP Software weitergeben können. Durch die Verschlüsselung ist zudem sicher gestellt, dass der Stromversorger die Abrechnungsstelle authorisiert haben muss, um Zugriff auf die entsprechenden Daten zu bekommen.
Mehrwertdienste und Hausautomatisierung
Der MUC ist ein vollwertiges Embedded System. Es ermöglicht differenzierte Tarifmodelle, Bonussysteme und gesonderte Dienstleistungen und Zusatzfunktionen, mit denen Energieversorger sich am Markt positionieren können. In einem Wettbewerbs-offenen Strommarkt wird dies im Kampf um die Kunden ein wichtiges Instrument werden.
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