Internet der Dinge: Vernetzte Technik für eine nachhaltige Zukunft

Smart Life

Vernetzung und Digitalisierung sind essenziell für eine nachhaltigere Zukunft. Schon heute setzt die Energiebranche vermehrt auf intelligente Stromzähler (Smart Meter) und smarte Stromnetze (Smart Grids). Ressourcenschonende Zukunftskonzepte und smartes Energiemanagement sind eng verbunden mit dem Internet der Dinge. In diesem Artikel erfahren Sie mehr über die wegweisende Kommunikation vernetzter Geräte.

Was ist das Internet der Dinge eigentlich?

Eine allgemeingültige Definition vom Internet der Dinge (auch Internet of Things oder IoT genannt) gibt es nicht. Es gibt aber bestimmte Merkmale, die erstmals 1999 am renommierten Massachusetts Institute of Technology (MIT) formuliert wurden. Damals definierte der Brite Kevin Ashton das IoT als Netzwerk unterschiedlichster Geräte und „Dinge“, die über das Internet miteinander verbunden sind und untereinander Informationen und Daten austauschen können. Im IoT kommunizieren also nicht Menschen mit Menschen, sondern Maschinen mit Maschinen. Bei dieser sogenannten M2M-Kommunikation erhält jedes Gerät eine eindeutige Identität (IP-Adresse).

Diese ursprüngliche Basisdefinition wurde im Laufe der Zeit um zusätzliche Aspekte erweitert. Die heutigen smarten Geräte des IoT sind nicht nur vernetzt, sondern verfügen auch über eine technisch basierte Intelligenz. Durch eine besondere Programmierung (Software) können sie bestimmte Aufgaben erledigen und sogar aus der Ferne gesteuert werden. Smarte Devices - also intelligente Geräte - sind zudem mit Speicherkapazitäten und mit Sensoren ausgestattet. Letztere sammeln Daten, die dann im Netzwerk ausgewertet werden und weitere Aktionen auslösen können. Stellt ein Gartensensor Wassermangel fest, wird automatisch der Rasen bewässert. Für komplexere Aufgaben steht dem Internet der Dinge die Cloud zur Verfügung. Technisch anspruchsvolle cloudbasierte Dienste nutzen etwa Sprachassistenten, die Smart-Home-Geräte auf Zuruf steuern können.

Für eine effiziente M2M-Kommunikation kommen modernste Funktechnologien zum Einsatz. Der neue Mobilfunkstandard 5G soll in naher Zukunft einen besonders leistungsfähigen Datenaustausch in Echtzeit garantieren (Datenübertragungsraten von über 1 Gbit/s sind möglich). Das Long Range Wide Area Network, kurz LoRaWAN, ermöglicht eine ressourcenschonendere und reichweitenstärkere Vernetzung als beispielsweise Bluetooth. Da in dem Netzwerk kleine Informationspakete versendet werden, werden lediglich Endgeräte mit geringer Bandbreite und Leistung benötigt. Standardmäßig befinden sich die Geräte im Standby und werden nur bei Bedarf aktiviert. Dadurch kann etwa ein Sensor, der im LoRaWAN eingesetzt wird, fast zehn Jahre mit einer einzigen Batterie betrieben werden. Ohne die Kosten und Verbräuche in die Höhe zu treiben, können beispielsweise sehr viele Sensoren auf einem Firmengelände verwendet werden. Mit Hilfe von LoRaWan ist so auch möglich, dass Energieversorger ein energieeffizientes Netzwerk aus zahlreichen Stromzählern aufbauen. RFID Chips nutzen elektromagnetische Wellen. Sie werden im Handel oder beim Warenversand unter anderem für eine automatisierte Erkennung von Objekten eingesetzt (Smart Labels).

Profitiert unser Alltag vom Internet der Dinge?

Das Internet der Dinge macht unseren Alltag mit modernster Technik lebenswerter. Ein Bereich, der wesentlich vom IoT profitiert, ist das Smart Home. Bei vielen Neubauten gehört eine intelligente Gebäudeautomatisierung, die sich auch aus der Ferne bequem steuern lässt, schon heute zur Grundausstattung. In Zukunft wird das smarte Zuhause sicherlich zum weitverbreiteten Standard, da es besonders nachhaltig ist.

So kann eine intelligente Heizung flexibel und vollautomatisch auf die Gewohnheiten der Hausbewohner reagieren, indem sie nur die meistgenutzten Räume zu bestimmten Zeiten mit einem angenehmen Wohnklima versorgt. Beispielsweise im Verbund mit intelligenten Beleuchtungssystemen, vernetzten Überwachungssystemen und smarter Küchentechnik ermöglicht die moderne Technologie ein auf die individuellen Bedürfnisse exakt zugeschnittenes Wohnen.

Zunehmende Vernetzung auch im Eigenheim: Smarte Heizungen sorgen automatisch und effizient für das ideale Raumklima.

Speziell die heute so wichtige Energieeffizienz spielt beim Demand-Response-Modell eine wichtige Rolle. Bei dem innovativen Konzept können Stromversorger die Verbraucher aktiv in die Bereitstellung von aktuell benötigten Kapazitäten einbeziehen. Dafür nutzen sie zum Beispiel Smart Meter, die im IoT-Netzwerk Daten über den aktuellen Stromverbrauch erheben und via Internet weiterleiten. Ist das Netz überlastet, werden Verbraucher aufgefordert, ihren Stromverbrauch zu reduzieren und dadurch Kapazitäten freizugeben. Unternehmen und Endverbraucher werden für diese Mithilfe entlohnt.

Vorteile bringt das Internet der Dinge zudem bei der Sicherheit im Alltag. So kann autonomes Fahren, bei dem Autos smarte Fahrerassistenzsysteme nutzen und in Echtzeit Daten untereinander austauschen, den Straßenverkehr sicherer machen. Durch smartes Monitoring werden Staus schneller erkannt und der Verkehr automatisch umgeleitet. So werden Auffahrunfälle vermieden und Emissionen reduziert.

Auswirkungen auf die Wirtschaft: Industrie 4.0

Experten sind sich einig: Das IoT wird in naher Zukunft die Voraussetzungen für eine Industrie 4.0 schaffen. Gemeint ist damit eine weitere einschneidende Veränderung in der Geschichte der industriellen Revolutionen seit dem 19. Jahrhundert. Die Industrie 4.0 beruht wesentlich auf drei Säulen: Digitalisierung, Vernetzung und Selbststeuerung. Durch das enge Zusammenwirken der Säulen können nicht nur einzelne Produktionsabläufe, sondern auch ganze Wertschöpfungsketten automatisiert werden.

Industrielle Revolutionen im Überblick

Im industriellen Bereich schafft das Internet der Dinge Voraussetzungen für eine neuartige Energieversorgung. Intelligente und stark automatisierte Stromnetze (Smart Grids) agieren bedarfsgerechter und zugleich oft dezentral. Dabei kontrolliert eine leistungsfähige Datenverarbeitung (teils in Echtzeit) permanent den aktuellen Status der Netzauslastung. Im Bedarfsfall realisiert das IoT eigenständig eine intelligente Lastverteilung, die Verbräuche reduziert und vorhandene Kapazitäten besser nutzt. Die Sicherheit bei den industriellen Produktionsabläufen und die Zuverlässigkeit bei der Stromversorgung werden ebenfalls durch smarte IoT-Komponenten optimiert.

Weitere Anwendungsbereiche, die von der Industrie 4.0 profitieren, sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.

Digitalisierung in Deutschland: Sind wir bereit für eine vernetzte Zukunft?

Das Internet der Dinge steckt in Deutschland noch in den Kinderschuhen. Zukunftstechnologien wie 5G haben sich hierzulande noch nicht flächendeckend durchgesetzt. Überdies haben Unternehmen Vorbehalte bezüglich des Datenschutzes, befürchten Hackerattacken und scheuen die Sicherheitsrisiken durch unausgereifte Software und Programmierfehler. Außerdem wird derzeit diskutiert, ob man insbesondere sensible Bereiche (z. B. Krankenhäuser) ausschließlich den teils anfälligen selbststeuernden Systemen überlassen sollte.

Trotz dieser Bedenken bescheinigt eine bekannte IoT-Studie, an der unter anderem der TÜV SÜD beteiligt ist, ein wachsendes Interesse der Wirtschaft in Deutschland, Österreich und der Schweiz (DACH-Region). So bewerteten 56 % der befragten Unternehmen die Relevanz des IoT als sehr hoch oder hoch. Bis 2020 hatten bereits 51 % der Firmen IoT-Projekte umgesetzt. Setzt sich der Trend fort, werden sich langfristig selbst ambitionierte Projekte wie Smart Cities mit einer intelligenten Verkehrssteuerung durchsetzen. Das Einkaufen in diesen Städten wird durch Smart Parking ressourcenschonender und komfortabler, da vernetzte Sensoren über freie Parkplätze informieren und dadurch unnötige Parkplatzsuchen vermieden werden - das minimiert unnötigen Kraftstoffverbrauch. Sogar das deutsche Gesundheitssystem kann profitieren, denn cloudgebundene Smart Watches und Monitoring-Apps ermöglichen eine bessere Vorsorge und Diagnostik.

Zukünftige Smart Cities setzen auf intelligente und nachhaltige Technologien, um ein effizienteres und nachhaltigeres Leben zu ermöglichen.

Schlüsseltechnologie für eine nachhaltige Gesellschaft

Das Internet der Dinge wird unsere Zukunft maßgeblich bestimmen: Stromnetze werden durch intelligente Selbststeuerung entlastet. Durch vermehrt eingesetzte dezentrale Anwendungen wird vor Ort bedarfsgerechter auf den aktuellen Strombedarf reagiert. Über diese Nutzungsmöglichkeiten hinaus wird unsere Gesellschaft insgesamt effizienter, etwa durch Smart Cities, digitale Bildung und ein vernetztes Gesundheitswesen.

Der zunehmende Energiebedarf für diese operativen Netzwerke wird langfristig aus erneuerbaren Energien gewonnen. Mit einem Tarif von Shell Energy können auch Sie Teil einer nachhaltigeren Energiezukunft werden, indem Sie ausschließlich Strom aus erneuerbaren Energien für Ihr Zuhause beziehen. Unser Tarifrechner findet den passenden Stromtarif für Sie.

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