Smart Water Pipes

Wie kann das Wasserverteilnetz optimiert werden? Welche Schwachstellen weist das System auf? Existieren kleine Lecks, welche bis anhin unentdeckt geblieben sind?

Die Kenntnis über das Wasserverteilnetz variiert von Stadt zu Stadt und Land zu Land. Das Zwei-Jahresprojekt Smart Water Pipes (SWP) hat zum Ziel, Antworten auf einige der eingangs erwähnten Fragen und Unsicherheiten zu finden. Dazu werden Rohrleitungen mit eingebauten Sensoren entwickelt, welche ohne äussere Energieversorgung auskommen. Diese sogenannten Smart Water Pipes ermöglichen eine intelligente Bewirtschaftung des Wasserverteilnetzes durch unterirdisch eingebaute Sensoren: Die Sensoren werden an die Wasserleitungen montiert, gewinnen Energie von ihrer Umgebung und übermitteln die gesammelten Daten per Funk an die Oberfläche und in den Kontrollraum der Wasserversorgung.

Wieso Smart Water Pipes? Die Vorteile und Innovationen

Keine äussere Energieversorgung notwendig: Im Unterschied zu anderen Sensornetzwerken wird der Energiebedarf nicht mit Batterien mit einer kurzen Lebensdauer gedeckt, sondern mit einem nicht-invasiven Energiegewinnungssystem. Dieses basiert auf dem Temperaturunterschied in der Umgebung der Sensoren.

Kein physischer Zugang notwendig: Das Wasserverteilnetz ist meist nur über teure Schächte zugänglich, da die Wasserrohre, oft auch unter Strassen, vergraben sind. Die Sensoren dieses Projekts werden dahingegen direkt auf die Rohrwand montiert und sind hinsichtlich Energie und Datenübermittlung autark. Folglich ist kein physischer Zugang zu diesen Smart Water Pipes notwendig und sie können auch an schwer zugänglichen Orten platziert werden.

Räumliche Verteilung: Weil die Sensoren eine eigene Stromquelle besitzen und, einmal vergraben, nicht mehr zugänglich sein müssen, können die Smart Water Pipes überall im Wasserverteilnetz eingesetzt werden. Dies resultiert in einem räumlich verteilten Sensornetzwerk und folglich einem verbesserten Monitoring der Prozesse.

Kommunikation: Die Sensoren kommunizieren mithilfe der Low Power Wide Area Network (LPWAN) Technik. Dies führt zu einer verbesserten und effizienteren Wasserversorgung, da die Netzbetreiber Lecks und andere Anomalien in Echtzeit entdecken und zeitnah beheben können.

-> Die Smart Water Pipes erlauben dank ihres autonomen Energiegewinnungssystems und geringen Wartungsanspruchs ein intelligentes, nachhaltiges und räumlich verteiltes Management der Wasserinfrastrukturen.

Wie gehen wir vor?

Der Projektmanager sowie die Implementierungspartner befassen sich hauptsächlich mit der Energiegewinnung und der Sensorik, während der Fokus des Eawag / ETH-Teams auf der Potentialbeurteilung der Smart Water Pipes liegt. Diese Potentialbeurteilung umfasst eine Infrastrukturanalyse sowie eine Bodentemperaturanalyse und -modellierung und resultiert in einer benutzerorientierten Webapplikation, welche Gemeinden erlauben wird, ihr Potential für Smart Water Pipes abzuschätzen.

Wer ist involviert?

Smart Water Pipes ist ein Innosuisse Projekt. Die folgenden Projektpartner sind involviert: