(13.5.2023) Der Klimawandel macht sich auch in Deutschland bemerkbar. Die Sommer in vielen Regionen werden heißer. Die Trockenheit in den Städten nimmt zu. In ehemals grünen Parks mehren sich vertrocknende und sterbende Böden und Bäume. Diesem Problem widmet sich nun die Stadt Erlangen gemeinsam mit Vodafone und dem Start-Up Agvolution. Ab sofort sollen digitale Zwillinge der Bäume im Stadtgebiet helfen, deren Bewässerung zu optimieren und so einem Austrocknen vorzubeugen.

Die Basis für die Technologie, die so erstmals in Erlangen zum Einsatz kommt: 70 Feuchtesensoren und 16 Wetterstationen, die seit Februar im Stadtgebiet installiert werden. Die Daten werden über ein lokales Netz der Stadtwerke und aus weiter entfernten Gebieten der Stadt über das spezielle Maschinennetz Narrowband IoT von Vodafone in Echtzeit übermittelt. Die digitalen Zwillinge setzen sich aus Daten, Algorithmen und Sensoren zusammen, die zu jeder Zeit aktualisiert werden müssen. Sie bilden ein reales Objekt virtuell ab und können durch die gewonnenen Daten das physische Objekt optimieren.

Bislang waren digitale Zwillinge vor allem in Fabrikhallen und für die Vernetzung von Produkten wie Maschinen und Komponenten im Einsatz. In Erlangen unterstützen digitale Zwillinge nun erstmals beim Umweltschutz. „Digitalisierung kann helfen unseren Planeten zu schützen. Wenn wir sie an den richtigen Stellen einsetzen. In Erlangen tun wir genau das mit digitalen Zwillingen, die präzise den Wasserbedarf von Bäumen vorhersagen und so einer starken Trockenheit vorbeugen“ sagt Michael Jungwirth, Direktor Public Policy & External Affairs.

Basis für die digitalen Zwillinge sind die speziellen Bodensensoren CLIMAVI City vom Start-Up Agvolution. Die Sensoren erfassen bei einer Bodentiefe von bis zu 90cm durchgängig Feuchtigkeit und Temperatur. Die Sensoren sind dabei energieautark und werden durch Sonnenstrahlen mit Energie versorgt. Die Daten werden rund um die Uhr im Internet der Dinge an die Stadt übermittelt. Ebenso kommen spezielle IoT-Wetterstationen zum Einsatz.

Die erfassten Umwelt-, Klima- und Bodendaten werden mit kurzfristigen Wetter- und mittelfristigen Klimaeinflüssen auf das Wachstum von Pflanzen abgeglichen. Basierend auf den Daten werden Modelle und Prognosen erstellt, die potenzielle Pflanzenrisiken frühzeitig erkennen und Entscheidungshilfen geben.

Zusammen mit der Erfahrung des städtischen Gießpersonals wurde so ein Werkzeug zum Dürremanagement der Städte entwickelt. „Hierdurch kann direkt und ohne zeitaufwändige Begehungen der Wasserbedarf in der Stadt vom heimischen Sofa aus überwacht und geplant werden“ sagt Lukas Kamm, Mitgründer des Start-Ups.

Das Maschinennetz Narrowband IoT ist speziell für die Vernetzung von Sensoren und Gegenständen optimiert. Die Funktechnik ist ideal, um in der modernen „Smart City“ eingesetzt zu werden. Sie vernetzt Gegenstände besonders energiesparend und flächendeckend.