Digitalisierung
Mit intelligenten Wasserzähler-Systemen den Verbrauch senken
Ein ressourcenschonender Einsatz von Wasser und Energie wird mit Blick auf den fortschreitenden Klimawandel immer wichtiger. Um den Wasserbrauch in Landwirtschaft und Gartenbau so effizient wie möglich zu gestalten, braucht es neue, intelligente Technologien.
Im Rahmen des Projekts „IOTAqua“ entwickelt und testet der Landesbetrieb Landwirtschaft Hessen (LLH) ein neues Wasserzähler-System. Während bei bestehenden Bewässerungssystemen die verbrauchte Wassermenge häufig nur als Schätzung über die Bewässerungsdauer erfolgt, kann mit dem neuen Wasserzähler die exakte Bewässerungsmenge in Echtzeit erhoben werden. Die genaue Dokumentation erlaubt es, den unterschiedlichen Bedarf verschiedener Kulturen zu analysieren und so die Bewässerung gezielter zu gestalten. Mit der Dokumentation des flächenbezogenen Wasserverbrauchs im Zeitablauf können auch Aussagen über die Auswirkungen klimatischer Veränderungen getroffen werden und dem sich damit verändernden Wasserbedarf der einzelnen Kulturen. Das Vorhaben wird durch den Integrierten Klimaschutzplan Hessen 2025 (IKSP) gefördert.
Basis des neuen Wasserzähler-Systems bilden bereits bestehende Produkte: der Ultraschall-Wasserzähler „Octave“ der Firma Lorenz, das Kontrollventil „1000 Series“ der Firma Nelson und das LoRa-Funkmodul der Firma peerOS. Die Entwicklung und Konstruktion des Gehäuses des neuen Systems geschieht in Zusammenarbeit mit der Firma Lorenz, um es bestmöglich auf die Anforderungen der landwirtschaftlichen Praxis abzustimmen. Mit Unterstützung der Firma peerOS werden die Wasserzähler an drei Standorten in Hessen installiert: im Verbandsgebiet Griesheim, auf einem Gartenbaubetrieb in Frankfurt am Main und am Campus der Hochschule Geisenheim.
Im Hinblick auf die Datenübertragung können Erfahrungen aus dem noch laufenden Kooperationsprojekt „IOTAgrar“ genutzt werden, in dem neue, sichere Wege der Übertragung und Verarbeitung von Sensordaten getestet werden. Um einen manipulationssicheren und kostenfreien Datentransfer zu gewährleisten, kommt im Rahmen von „IOTAqua“ neben dem energieeffizienten Funkstandard „LoRa“, das IOTA-Datenprotokoll zum Einsatz. Durch die von IOTA verwendete Distributed Ledger Technologie (DLT), die bereits im Vorgängerprojekt „IOTAgrar“ überzeugte, entsteht eine dezentrale Datenschnittstelle. Die gewonnenen Daten können so zur Visualisierung mit dem GEObox-Viewer verbunden werden. Ist die LoRa-Funk-Infrastruktur erst einmal eingerichtet, eröffnet dies die Einbindung weiterer Sensoren in das System. Ein wichtiger Schritt hin zu einer lückenlosen Dokumentation im Anbau von nachhaltig hergestellten Lebensmitteln.
Trotz der Komplexität ist Ralph Scheyer, Projektleiter von Seiten des LLH, zufrieden mit dem Entwicklungsstand:
„Die größte Herausforderung ist die Rechtssicherheit der Daten zu gewährleisten und gleichzeitig die Datenhoheit bei dem Landwirt zu belassen. Da die Daten aus der Wasseruhr auch vom Bewässerungsverband zur Abrechnung bzw. von behördlicher Seite zur Dokumentation von eingesetzten Betriebsmitteln genutzt werden, dürfen sie nicht veränderbar sein. Ich denke mit dem DLT-Datenprotokoll IOTA haben wir eine interessante Möglichkeit gefunden, eine dezentrale Datenschnittstelle anzubieten, die diese Kriterien erfüllen kann“.
