{"id":764,"date":"2022-12-22T12:29:51","date_gmt":"2022-12-22T12:29:51","guid":{"rendered":"https:\/\/blogs.mulesoft.com\/de\/?p=764"},"modified":"2023-04-18T15:19:37","modified_gmt":"2023-04-18T15:19:37","slug":"mulesoft-smart-grid","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blogs.mulesoft.com\/de\/branchenfokus\/mulesoft-smart-grid\/","title":{"rendered":"Mit MuleSoft-APIs schneller zur Smart-Grid-L\u00f6sung"},"content":{"rendered":"<span class=\"span-reading-time rt-reading-time\" style=\"display: block;\"><span class=\"rt-label rt-prefix\">Reading Time: <\/span> <span class=\"rt-time\"> 14<\/span> <span class=\"rt-label rt-postfix\">minutes<\/span><\/span>\n<p>Die Energiewende transformiert unser Stromnetz: Mit einer fluktuierenden Energieerzeugung durch Windkraft und Photovoltaik an immer mehr dezentralen Standorten wird die bundesweite Energieversorgung volatiler und komplexer. F\u00fcr eine sichere, zuverl\u00e4ssige und effiziente Energielogistik in Zeiten des Wandels muss sich die\u00a0 Infrastruktur anpassen: Moderne APIs ebnen den Weg zur Smart-Grid-L\u00f6sung f\u00fcr das intelligente Stromnetz.\u00a0<\/p>\n\n\n\n<!--more-->\n\n\n\n<p>Das \u201eSmart Grid\u201c oder \u201eInternet der Energie\u201c&nbsp; transportiert neben Elektrizit\u00e4t einen gigantischen Datenstrom. F\u00fcr das Energienetzwerk der Zukunft ist ein kontinuierlicher Datenaustausch zwischen einer wachsenden Anzahl beteiligter Akteure, Prozesse und Komponenten erfolgskritisch. Aber: Herk\u00f6mmliche Punkt-zu-Punkt-Verfahren zur Datenintegration und Konnektivit\u00e4t scheitern an der Dynamik und Komplexit\u00e4t moderner Stromnetze. Die digitale Infrastruktur f\u00fcr die Energiewende braucht einen neuartigen, flexiblen und zukunftsf\u00e4higen Integrationsansatz. In diesem Beitrag lesen Sie<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li><a href=\"#das\" title=\"Wie die Energiewende das deutsche Stromnetz transformiert\">Wie die Energiewende das deutsche Stromnetz transformiert<\/a><\/li>\n\n\n\n<li><a href=\"#konnek\" title=\"Warum Konnektivit\u00e4t und Integration immer wichtiger werden\">Warum Konnektivit\u00e4t und Integration immer wichtiger werden<\/a><\/li>\n\n\n\n<li><a href=\"#apis\" title=\"Warum Punkt-zu-Punkt keine L\u00f6sung ist \u0362\u2013 und wie es besser geht\">Warum Punkt-zu-Punkt keine L\u00f6sung ist \u0362\u2013 und wie es besser geht<\/a><\/li>\n\n\n\n<li><a href=\"#mulesoftim\">API-basierte Smart-Grid-L\u00f6sung mit MuleSoft<\/a><\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"das\">Das Stromnetz von morgen: komplex, dynamisch, dezentral&nbsp;<\/h2>\n\n\n\n<p>Vergleichen wir zun\u00e4chst das klassische Energieversorgungsmodell mit der Landschaft der Akteure, Ger\u00e4te und Prozesse, die ein intelligentes Stromnetz k\u00fcnftig integrieren muss.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p>Bis zur Jahrtausendwende war die Energieerzeugung zentral organisiert. Die bundesweite Verteilung der Strom- oder Lastfl\u00fcsse bis zu den Verbraucher:innen verlief entlang einer hierarchisch strukturierten, linearen \u201eEinbahnstra\u00dfe\u201c:<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Einige wenige <strong>Gro\u00dfanbieter<\/strong> erzeugen \u00fcber konventionelle Atom-, Kohle- oder Wasserkraftwerke Energie und speisen sie ins Stromnetz ein.&nbsp;<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li><strong>\u00dcbertragungsnetze<\/strong>, die \u201eStromautobahnen\u201c,&nbsp; transportieren die Energie \u00fcber weite Strecken zu den landesweiten Verbrauchsschwerpunkten.&nbsp;<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Ab dort \u00fcbernehmen verschiedene <strong>Verteilnetze<\/strong> den Energietransport zu den <strong>Verbraucher:innen<\/strong>: Das Hochspannungsnetz versorgt die Bahn und stromintensive Gro\u00dfindustrien, das Mittelspannungsnetz liefert Strom an mittelst\u00e4ndische Industrien und Gewerbe, und am Niederspannungsnetz h\u00e4ngen in der Versorgungsperipherie bzw. am Ende der Lieferkette die Stadt- und Ortsnetze mit kleingewerblichen und privaten Verbraucher:innen.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Balance of Power: Dispatch und Redispatch<\/h3>\n\n\n\n<p>F\u00fcr ein stabiles Stromnetz muss zu jedem Zeitpunkt und an jedem Ort das Angebot der Nachfrage entsprechen, es braucht also eine Balance zwischen Energieerzeugung bzw. Einspeisung ins Netz und Energieentnahme bzw. Verbrauch. Ein \u00dcberangebot f\u00fchrt zu einem \u00dcberschuss an Leistung im Netz. Wird die Leistungskapazit\u00e4t des Stromnetzes \u00fcberschritten, schalten sich betroffene Leitungsabschnitte automatisch ab. Dieser Sicherheitsmechanismus verhindert schwere Sch\u00e4den an der Infrastruktur, belastet aber weitere Leitungsabschnitte zus\u00e4tzlich und gef\u00e4hrdet die Regelversorgung.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p>Das Abstimmungsverfahren Dispatch und Redispatch regelt die Synchronisation von Erzeugung und Verbrauch und vermeidet vorausschauend \u00dcberlastungsszenarien. Beim Dispatch legen die Kraftwerksbetreiber jeweils f\u00fcr den Folgetag fest, welche Kraftwerke zu welchem Zeitpunkt welche Leistung ins Netz einspeisen werden. Diesen verbindlichen Fahrplan reichen sie bei den \u00dcbertragungsnetzbetreibern ein, die auf dieser Informationsgrundlage den zu erwartenden Lastfluss durch das Stromnetz berechnen. Zeichnen sich f\u00fcr den Folgetag Engp\u00e4sse ab, fordern die \u00dcbertragungsnetzbetreiber die Kraftwerke zu einer entsprechenden Regulierung der Leistungseinspeisung auf: das ist der Redispatch.<\/p>\n\n\n\n<p>Die Abstimmung von Energieerzeugung und -verbrauch erfolgt im klassischen Energieversorgungsmodell in einem \u00fcberschaubaren und berechenbaren Rahmen zwischen wenigen zentralen Akteuren: den Gro\u00dferzeugern und den \u00dcbertragungsnetzbetreibern. Mit der Energiewende ver\u00e4ndert sich die gesamte Energieversorgungslandschaft und die Anforderungen an das Energiemanagement steigen dramatisch.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Stromnetz reloaded: die Effekte der Energiewende<\/h3>\n\n\n\n<p>2002 trat das Gesetz f\u00fcr Erneuerbare Energien (EEG) in Kraft. Seitdem pr\u00e4gen besonders diese zwei Merkmale unsere Energielandschaft und steigern die Dynamik und Komplexit\u00e4t des Systems:&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<ol class=\"wp-block-list\">\n<li><strong>Fluktuierende Energieerzeugung<\/strong>: Windenergie und Photovoltaik, die wichtigsten erneuerbaren Energien, unterliegen wetterbedingten Schwankungen. Die Energieerzeugung \u00fcber Wind und Sonne l\u00e4sst sich deutlich schlechter steuern und planen.<\/li>\n<\/ol>\n\n\n\n<ol class=\"wp-block-list\" start=\"2\">\n<li><strong>Dezentrale Energieerzeugung<\/strong>: Die Zahl der kleinen Kraftwerke, die erneuerbare Energie erzeugen, w\u00e4chst schnell. Haushalte und Unternehmen, die in der Vergangenheit reine Energieverbraucher waren, beteiligen sich nun an der Energieerzeugung und -speicherung.<\/li>\n<\/ol>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" height=\"1024\" width=\"776\" src=\"https:\/\/blogs.mulesoft.com\/de\/wp-content\/uploads\/sites\/3\/2022\/12\/MuleSoft-APIs-1-776x1024.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-767\" \/><\/figure>\n\n\n\n<p><em>Das deutsche Stromnetz. Im Kontext der Energiewende spielen erneuerbare Energiequellen und die Stromerzeugung durch Kleinkraftwerke, Unternehmen und Privathaushalte eine zunehmend wichtige Rolle. Die Abstimmung aller Akteure wird komplexer. <\/em><a href=\"https:\/\/www.bmwk.de\/Redaktion\/DE\/Dossier\/netze-und-netzausbau.html\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener nofollow\"><em>(Quelle: Bundesministerium f\u00fcr Wirtschaft und Klimaschutz)<\/em><\/a><\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"konnek\">Konnektivit\u00e4t und Integration: der Datenstrom im smarten Netz<\/h2>\n\n\n\n<p>Das Smart Grid ist die digitale Transformation des klassischen Stromnetzes und reagiert auf die beschriebenen Effekte und Herausforderungen der Energiewende. Moderne Informations- und Kommunikationstechnologien vernetzen alle Akteure, Komponenten und Prozesse der neuen Energielandschaft. Ziel ist eine intelligente und ressourcenschonende Synchronisation von Stromerzeugung, Verbrauch und Netz. Wichtige Meilensteine auf dem Weg zum Smart Grid sind der Redispatch 2.0 und die Lastverschiebung.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Redispatch 2.0<\/h3>\n\n\n\n<p>Mit der wachsenden Anzahl dezentraler Energieerzeuger:innen und der damit verbundenen unkontrollierten Energieeinspeisung ins Netz stieg das Risiko unvorhersehbarer Leistungsschwankungen und instabiler Netzzust\u00e4nde. Das 2019 verabschiedete Netzausbau\u00adbeschleunigungs\u00adgesetz (NABEG) unternahm vor diesem Hintergrund mit dem Redispatch 2.0 einen ersten regulatorischen Schritt in Richtung Smart Grid: Seit diesem Zeitpunkt werden auch mittlere und kleinere Stromerzeuger in den Redispatch eingebunden und m\u00fcssen ihre Lasteinspeisung an die Netzbetreiber melden. F\u00fcr die Daten\u00fcbertragung m\u00fcssen bundesweit zahlreiche Anlagen, Ger\u00e4te und Prozesse informationstechnisch integriert werden.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Lastverschiebung<\/h3>\n\n\n\n<p>Mit der schwankenden erneuerbaren Energieerzeugung ist das Angebot am Energiemarkt nunmehr schwer regel- und planbar. Damit verschiebt sich die Lastenregulierung von den Anbietern zu den Verbraucher:innen und der Trend geht zu einem angebotsorientierten, flexiblen Energieverbrauch. Besteht ein \u00dcberangebot, etwa wenn die Windkraftanlagen in Norddeutschland bei Starkwind viel Strom erzeugen oder wenn der bundesweite Stromverbrauch am Wochenende und in den Nachtstunden sinkt, fallen die Energiepreise. Dieser wirtschaftliche Anreiz motiviert gewerbliche und private Verbraucher:innen zu einer entsprechenden zeitlichen Verschiebung ihres Energieverbrauchs.<\/p>\n\n\n\n<p>Auch f\u00fcr die Lastverschiebung braucht es integrierte digitale Technologien: Smart Meter sind digitale Stromverbrauchsz\u00e4hler mit einem Kommunikationsmodul, das einen kontinuierlichen Datenaustausch zwischen Verbraucher:innen, Netzbetreibern und Erzeugern erm\u00f6glicht. Sie \u00fcbermitteln nicht nur automatisch Verbrauch und Z\u00e4hlerst\u00e4nde an die Versorger, sondern informieren Verbraucher:innen tagesaktuell \u00fcber dynamische Strompreise, damit diese ihren Energieverbrauch passend zur Angebots- und Nachfragesituation auf dem Strommarkt steuern k\u00f6nnen.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"apis\">Moderne APIs statt Punkt-zu-Punkt: Komplexit\u00e4t reduzieren, Kosten senken, Smartification beschleunigen<\/h2>\n\n\n\n<p>Der Integrationsaufwand auf dem Weg zum Smart Grid ist enorm. Die Anzahl von Ger\u00e4ten, Gesch\u00e4ftsprozessen und involvierten Organisationen, die f\u00fcr neue Energiekonzepte wie Smart City, Smart Building oder Smart Home koordiniert werden m\u00fcssen, liegt noch um Dimensionen h\u00f6her als beim Redispatch 2.0. Die Trendkurve in der folgenden Grafik visualisiert diesen exponentiellen Zusammenhang..&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" height=\"622\" width=\"1024\" src=\"https:\/\/blogs.mulesoft.com\/de\/wp-content\/uploads\/sites\/3\/2022\/12\/MuleSoft-APIs-2-1024x622.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-768\" \/><\/figure>\n\n\n\n<p>Ein herk\u00f6mmlicher Integrationsansatz mit Punkt-zu-Punkt-Verbindungen ist hier kaum tragf\u00e4hig und f\u00fchrt zu ineffizienten, kosten- und zeitintensiven Redundanzen. Beispielsweise muss dieselbe Konnektivit\u00e4tslogik zu intelligenten Z\u00e4hlern oder Ladestationen f\u00fcr verschiedene Smart-Grid-Anwendungsf\u00e4lle redundant implementiert und gewartet werden.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Digitale Bausteine f\u00fcr die Integration: API-basierte Konnektivit\u00e4t<\/h3>\n\n\n\n<p>F\u00fcr eine effizientere und vereinfachte Integration im Smart Grid braucht es einen neuen L\u00f6sungsansatz und ein neues Betriebsmodell: <a href=\"https:\/\/www.mulesoft.com\/de\/lp\/whitepaper\/api\/api-led-connectivity\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\" title=\"\">API-basierte Konnektivit\u00e4t<\/a> ist ein methodisches Verfahren, das die Integrationslogik in wiederverwendbare Bausteine \u200b\u200bstrukturiert. Diese Bausteine \u200b\u200bwerden \u00fcber <a href=\"https:\/\/www.mulesoft.com\/de\/resources\/api\/what-is-an-api\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\" title=\"\">moderne APIs<\/a> paketiert und publiziert. Damit stehen sie zur Wiederverwendung f\u00fcr weitere Smart-Grid-Projekte zur Verf\u00fcgung. Auf organisatorischer Ebene hilft dieser Ansatz, Teams zu entkoppeln und f\u00f6rdert dezentrale Agilit\u00e4t und Innovation.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"mulesoftim\">API-basierte Smart-Grid-L\u00f6sung mit MuleSoft<\/h2>\n\n\n\n<p>MuleSoft unterst\u00fctzt API-basierte Integration mit einer ganzheitlichen L\u00f6sung, die aus drei S\u00e4ulen besteht:<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li><strong>Methodologie<\/strong>: <a href=\"https:\/\/blogs.mulesoft.com\/de\/apis-und-integration\/what-is-api-led-connectivity\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\" title=\"\">API-basierte Konnektivit\u00e4t<\/a> beschreibt, wie man Integrationslogik strukturiert in moderne APIs verpackt und als wiederverwendbare Bausteine publiziert.<\/li>\n\n\n\n<li><strong>Technologie<\/strong>: Die <a href=\"https:\/\/www.mulesoft.com\/de\/platform\/enterprise-integration\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\" title=\"\">Anypoint-Plattform<\/a> stellt eine Werkzeugpalette bereit, die den gesamten Lebenszyklus von Modern APIs unterst\u00fctzt.<\/li>\n\n\n\n<li><strong>Betriebsmodell<\/strong>: Das <a href=\"https:\/\/blogs.mulesoft.com\/de\/digital-transformation\/it-management\/what-is-a-center-for-enablement-c4e\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\" title=\"\">Center for Enablement (C4E)<\/a> besteht aus organisatorischen Best Practices zur F\u00f6rderung der Wiederverwendung in gro\u00dfem Ma\u00dfstab.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<p>Um die <a href=\"https:\/\/www.mulesoft.com\/de\/platform\/enterprise-integration\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\" title=\"\">Anypoint-Plattform<\/a> im Kontext Smart Grid einzuordnen, betrachten wir das European Smart Grid Architecture Model (SGAM). Es standardisiert die Beschreibung von Smart Grid-Architekturen und hilft, L\u00f6sungen hinsichtlich verschiedener Dimensionen zu kategorisieren.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" height=\"645\" width=\"1024\" src=\"https:\/\/blogs.mulesoft.com\/de\/wp-content\/uploads\/sites\/3\/2022\/12\/MuleSoft-APIs-3-1024x645.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-769\" \/><figcaption class=\"wp-element-caption\"><em>\u00dcbersicht des Smart Grid Architecure Model (SGAM), Quelle: <\/em><a href=\"https:\/\/www.researchgate.net\/figure\/Overview-of-the-Smart-Grid-Architecture-Model-SGAM-based-on-14_fig1_315117587\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\"><em>Pr\u00f6ssl, Kastn<\/em><\/a><em><a href=\"https:\/\/www.researchgate.net\/figure\/Overview-of-the-Smart-Grid-Architecture-Model-SGAM-based-on-14_fig1_315117587\" target=\"_blank\" rel=\"noopener nofollow\" title=\"\">e<\/a><\/em><a href=\"https:\/\/www.researchgate.net\/figure\/Overview-of-the-Smart-Grid-Architecture-Model-SGAM-based-on-14_fig1_315117587\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\"><em>r, Strasser: Engineering Smart Grids, 2017<\/em><\/a><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p>Die Dom\u00e4nen auf der x-Achse bilden die Komponenten der elektrischen Energieversorgung ab, wie sie weiter oben im Artikel beschrieben wurden: Generation (Gro\u00dferzeuger), Transmission (\u00dcbertragungsnetz), Distribution (Verteilnetz), Distributed Energy Resources (verteilte Energieerzeuger) und Customer Premises (Kunden \/ Prosumer).&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p>Die&nbsp; y-Achse beschreibt die Hierarchieebene der Systemarchitektur in 6 Zonen:<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Market: Energiemarkt-Operationen und -Interaktionen<\/li>\n\n\n\n<li>Enterprise: kommerzielle und organisatorische Prozesse<\/li>\n\n\n\n<li>Operation: \u00fcbergeordnete Steuerung des Energiesystems, z. B. des Verteilnetzes<\/li>\n\n\n\n<li>Station: lokale \u00dcberwachung, Steuerung und Datenerfassung&nbsp;<\/li>\n\n\n\n<li>Field: Schutz, Steuerung und \u00dcberwachung<\/li>\n\n\n\n<li>Process: Physikalische Energieversorgungsanlagen<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<p>Die folgende Abbildung zeigt, wie sich die MuleSoft Anypoint-Plattform in die Smart-Grid-Systemarchitektur einf\u00fcgt.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" height=\"445\" width=\"1024\" src=\"https:\/\/blogs.mulesoft.com\/de\/wp-content\/uploads\/sites\/3\/2022\/12\/MuleSoft-APIs-4-1024x445.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-770\" \/><\/figure>\n\n\n\n<p>Die Konnektivit\u00e4ts- und Integrationsf\u00e4higkeiten der Anypoint-Plattform kommen schwerpunktm\u00e4\u00dfig in den Ebenen Market, Enterprise und Operation zum Tragen. Sie erg\u00e4nzen damit perfekt die Funktionen der in der Industrie verbreiteten Smart-Grid-Konnektivit\u00e4tsl\u00f6sungen und -Technologien, die sich vornehmlich auf die Ebenen Station, Field und Process konzentrieren. MuleSoft bietet sich in diesem Kontext als Br\u00fccke zwischen OT und IT an. Dar\u00fcber hinaus erf\u00fcllen die hohen <a href=\"https:\/\/www.mulesoft.com\/de\/platform\/api\/governance-anypoint\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\" title=\"\">Sicherheits- und Governance-Standards der Anypoint-Plattform<\/a> die Anforderungen kritischer Systeme in diesem Umfeld.<\/p>\n\n\n<div class=\"mulesoft-blog-details-widget\"><div id=\"blog-inline\"><div class=\"cards promotion-block\" style=\"background-image: url(https:\/\/blogs.mulesoft.com\/wp-content\/uploads\/image_inline_banner_gartner_1x-1.png);\" onclick=\"location.href='https:\/\/www.mulesoft.com\/de\/lp\/reports\/gartner-magic-quadrant-leader';\"><div class=\"card-inner\"><div class=\"short_title\">Aktueller Report<\/div><div class=\"title\">Deshalb sind wir Leader f\u00fcr API Management und iPaaS\n<\/div><div class=\"card-bottom download-btn\"><a href=\"https:\/\/www.mulesoft.com\/de\/lp\/reports\/gartner-magic-quadrant-leader\">Reports lesen<\/a><\/span><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Smart-Grid-L\u00f6sung mit MuleSoft: Zusammenfassung\u00a0\u00a0<\/h2>\n\n\n\n<p>Mit der Transformation zum Smart Grid w\u00e4chst die Anzahl der Integrationen zwischen Ger\u00e4ten, Gesch\u00e4ftsprozessen und involvierten Organisationen exponentiell. Herk\u00f6mmliche Punkt-zu-Punkt-Integrationen sind f\u00fcr das schnell wachsende, dynamische und komplexe Netzwerk nicht geeignet. MuleSoft bietet mit der Wiederverwendung von Integrationslogik in paketierten API-Bausteinen einen effizienten und ganzheitlichen L\u00f6sungsansatz f\u00fcr die digitale Transformation des Stromnetzes.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Die Energiewende transformiert unser Stromnetz: Mit einer fluktuierenden Energieerzeugung durch Windkraft und Photovoltaik an immer mehr dezentralen Standorten wird die bundesweite Energieversorgung volatiler und komplexer. 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