Smart City Irrigation

Die Klimaveränderungen sind global wie lokal allgegenwärtig. Trockenschäden werden nicht nur in unseren Wäldern (z.B. Harz) sondern auch in unseren Städten immer deutlicher.  Die Stadt- und Kommunalverwaltungen reagieren darauf, indem sie in den Sommermonaten mit hohem maschinellen und personellen Aufwand große Mengen an Wasser heranschaffen, um Straßenbäume sowie Grünanlagen nach dem „Gießkannenprinzip“ zu bewässern.

Angelehnt an die Erkenntnisse aus dem öffentlich geförderten Projekt „5G-Smart-Country“  https://5g-smart-country.de/ sieht eine Adaption der Projektidee vor, gewissen Stadtgrünanteile, Parkgrünbereiche oder exponierte Bäume mit Hilfe einer „intelligenten“ Bewässerungstechnik auszustatten. Diese Technik ist autark und benötigt abgesehen vom Verbrauchswasser keinerlei weitere technische Anbindungen.

Über entsprechende Vitalitätssensoren (meist spezielle Bodenfeuchtesensoren) in Verbindung mit einer kleinen Elektronik erfassen die Bäume selbständig ihren Wasserbedarf und rufen diesen über eine kleine solarbetriebene Pumpe aus einem integrierten Wasserreservoir ab. Unter Einbeziehung von Wetter- und Klimadaten können so die Bewässerungszeitpunkte und -mengen weiter optimiert werden. Das Wasser wird den Pflanzen langsam und genau dosiert zugeführt, sodass eine perfekte Aufnahme im Substrat erfolgen kann. Nähert sich der Füllstand im Reservoir einem Minimalwert, wird über die Cloudanbindung der “smarten Stadtbewässerung“ die Kommunalverwaltung informiert. Diese kann so jederzeit die Vitalitätszustände sowie Füllstände überwachen und bei Bedarf in optimierten Fahrrouten die Befüllung der Tanks zusammenstellen.

Bild_SCIEin anderer Weg sieht vor, dass Bürger*innen mit in den Tankprozess involviert werden. Nach dem „ Tamagotchi-Prinzip“ können in der Nachbarschaft zum Stadtgrün wohnhafte Paten über eine Handy-App informiert werden, sollte der Wasserstand im Reservoir zur Neige gehen. Mittels QR-Code können die Paten dann den Zugang zum Tank öffnen und Wasser nachfüllen. Über die Identifikation des Gießpatens und die Füllstandssensoren kann die Kommunalverwaltung im Anschluss den Nachfüllvorgang dem jeweiligen Paten zuordnen und diesen mit einem „Bonus“ in der Wasserrechnung belohnen. [Bildquelle: Colourbox]

Die hier gezeigte Parkbank stellt einen ersten möglichen Demonstrator für die „Smarte Stadtbewässerung“ dar. Sie beinhaltet einen Wasservorratstank mit einer kleinen elektrischen Pumpe, ein Solarpanel für die Stromversorgung sowie eine Elektronik und Sensorik für die Erfassung der Bodenfeuchte im Wurzelbereich des Baumes, der Tankfüllung und das gesamte Energiemanagement. Die Parkbank ist mittels IoT-Technologie über GSM (z.B. 5G) und Internet an eine Cloud angebunden und kann aus der Ferne mit Wetterdaten versorgt, kontrolliert und beeinflusst werden. Die eigentliche Bewässerung erfolgt autark durch das Parkbanksystem über Perlschläuche. Im Winter wird der Aufbau entwässert.

Benötigen Sie mehr Informationen oder sind Sie an einer Mitarbeit im Rahmen einer Projekt-, Studien-, Bachelor- oder Masterarbeit interessiert, dann wenden Sie sich an:

Prof. Dr.-Ing. Andreas Ligocki

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