Neu versus alt – Wie funktionieren klassische und elektronische Stromzähler?

Wenn es eines gibt, was viele Bundesbürger erzittern lässt, dann ist es das rasende Rädchen des Stromzählers. Schließlich hat sich der Strompreis in den letzten 20 Jahren im Durchschnitt um satte 12 Cent pro Kilowattstunde erhöht. Nicht zu verschweigen, dass der Anteil an Steuern und Abgaben am Strompreis zwischen 1998 und 2018 von 25 Prozent auf aktuell 55 Prozent geklettert ist. Damit ist aber auf absehbare Zeit Schluss.

Neu versus alt – Wie funktionieren klassische und elektronische Stromzähler?
Quelle: adobe.stock.com/mpix-foto
Nein, leider nicht mit hohen Steuern oder hohen Strompreisen, sondern zumindest mit dem altbekannten Anblick des ratternden Rädchens am Stromzähler. Grund genug einmal einen Blick auf die Funktionsweise der alten mechanischen Zähler zu werfen und diese mit der Funktionsweise der neuen elektronischen Zähler zu vergleichen.

Wie funktioniert ein klassischer Stromzähler?

Auch wenn elektronische Stromzähler seit 2010 Pflicht für alle Neubauten sind, verfügen die meisten deutschen Haushalte noch über den guten alten „Ratterkasten“. Das schwarze Kästchen, das in Millionen Hausfluren und Kellern zu finden ist, heißt offiziell eigentlich Ferraris-Zähler und verrichtet trotz seines einfachen Aufbaus seit Jahrzehnten zuverlässig seinen Dienst.
Im Detail handelt es sich um eine mechanische Zählanzeige, die mit einem Induktionsmotor verbunden ist. Das Herzstück des Induktionsmotors ist dabei eine drehbar gelagerte Metallscheibe, die meist aus Aluminium besteht. Die Scheibe wiederum ist zwischen zwei über Kreuz angeordneten Elektromagneten montiert, die die Aluminiumscheibe in Rotation versetzen. In Bewegung gelangt die Scheibe durch die Erzeugung von Wirbelströmen und eines Magnetfelds aber erst dann, wenn Strom fließt.
Zur Regulation der Drehzahl der Aluminiumscheibe verfügt ein mechanischer Stromzähler zudem über einen Permanentmagneten. Dieser ist in der Regel über der Scheibe montiert und fungiert sozusagen als Bremsmagnet. Nur so ist es möglich, die Umdrehungszahl korrekt an den Stromfluss anzupassen. Anhand der Drehzahl der Scheibe dreht sich das von außen sichtbare Rollenzählwerk mit, wobei sich der Stromverbrauch in Kilowattstunden aus der konkreten Drehzahl der Scheibe ergibt.
Um diesen Faktor einschätzen zu können, befindet sich auf jedem mechanischen Stromzähler die Angabe, wie viele Umdrehungen dem Verbrauch von einer Kilowattstunde entsprechen. Die Angabe von 700 U/kWh steht also für 700 Umdrehungen pro Kilowattstunde. Da Stromzähler unterschiedlicher Hersteller abweichende U/kWh-Werte haben, ist über die Anzahl der Umdrehungen kein Vergleich des Stromverbrauchs möglich.

Elektronische Zähler machen vieles einfacher

Um es kurz zu machen: Bei den modernen elektronischen Zählern fällt die komplette Mechanik inklusive des Rollenzählwerks weg. Das macht die Geräte weniger fehleranfällig, präziser und wartungsärmer. Der Stromfluss wird hier also nicht mehr über mechanische Bauteile gemessen, sondern über elektronische Bauteile wie Hall-Sensoren, Nebenschlusswiderstände und sogenannte Rogowskispulen. Diese Bauteile liefern ihre Messwerte über eine elektronische Schaltung an eine digitale Anzeige, die das altbekannte Rollenzählwerk ersetzt.
Moderne Stromzähler der neuesten Generation, die auch als intelligente Zähler oder Smart Meter bezeichnet werden, können jedoch noch viel mehr. Während die mechanischen Zähler nur einmal jährlich abgelesen werden, erfassen die Geräte die Verbrauchsdaten alle 15 Minuten und senden diese an den Stromversorger bzw. Netzbetreiber.
Auf diese Weise erhalten die Versorger beinahe in Echtzeit ein Feedback über den Stromverbrauch, sodass diese ihre Kraftwerkskapazitäten noch besser planen und die Versorgungssicherheit optimieren können. Verbraucher hingegen können sich jederzeit bei ihrem Stromversorger einloggen und live ihre Verbrauchsdaten inklusive der aktuellen Stromverbrauchskurve abrufen. Damit ist nicht nur eine bessere Kostenkontrolle möglich, sondern auch die Identifikation von Stromfressern im Haushalt.

Wie übertragen elektronische Zähler die Daten?

Die Datenübertragung ist ein interessanter Punkt, denn hier kommen je nach Hersteller unterschiedliche Verfahren zum Einsatz. Während einige Geräte mit Infrarot, M-Bus oder einer S0-Schnittstelle arbeiten, verwenden die meisten intelligenten Stromzähler die Stromleitung als Übertragungsweg. Möglich machen dies Technologien wie „Power Line Carrier“ (PLC) und die 20-mA-Stromschnittstelle, wobei Letztere über PSTN-Modems mit dem Telefonnetz oder per GSM mit dem Mobilfunknetz gekoppelt ist.
Hierzulande verfügen intelligente Zähler allerdings nur über eine eingeschränkte Funktionalität. Die in anderen Ländern mögliche Fernabschaltungsfunktion ist nicht zulässig. Auch wenn diese Option sehr nützlich ist, um etwa hartnäckigen Nichtzahlern den Strom abzudrehen oder eine defekte Solaranlage zur Schadensvermeidung in sekundenschnelle automatisch vom Netz zu nehmen, haben Sicherheitsbedenken den Einsatz in Deutschland verhindert.

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