FőoldalArchívumSmart Meter - az intelligens megoldás
2010. július 01., csütörtök :: Ralf Hickl és Andreas Mangler

Smart Meter - az intelligens megoldás

A Rutronik komplett megoldásokat fejleszt intelligens mérőkészülékekhez Az energiahatékonyság ma már nem lehetőség, hanem kötelezettség kérdése is. A növekvő árak és a környezetvédelem szükségessé teszik az energiafelhasználás csökkentését, amely egyben megköveteli annak hatékonyabb felhasználását is. A kulcs lehet a Smart Meter, azaz az intelligens fogyasztásmérő. Ez mind a disztribútorok, mind az alkatrészgyártók számára érdekes lehetőségeket jelent. A Rutronik, mint Európa vezető alkatrész-disztribútora, szívesen ajánlja a komplett megoldásokat

A Smart Meter készülékek digitális gáz-, víz-, távhő- vagy árammérésére alkalmasak, amelyeket gyakran egyesítik kommunikációs lehetőségekkel, nemtörölhető memóriával és kijelzővel.
A fókusz az árammérésen van, ezt a számlálót gyakran használják alapként más mérőkészülékekhez. Alkalmazásukat a törvényhozó támogatja. Előírja, hogy a mérőhely-üzemeltetőknek - rendszerint energiaszolgáltató vállalatoknak (ESZ-k) - 2010-től új telepítések esetén (amennyire az lehetséges) olyan mérőberendezést kell beépíteniük, amely a felhasználónak kijelzi a tényleges energiafogyasztást és a használati időt. A meglevő ügyfeleknek is ilyen mérőket kell ajánlani. 2011-től olyan tarifák lesznek kötelezőek, amelyek biztosítják az energiatakarékosságot és az időfüggő fogyasztásvezérlést. Csak egyedül Németországban - a 40 millió körüli magánháztartást szemlélve - egy érdekes piac tárul fel. Sok energiaszolgáltató vállalat fejleszt jelenleg Smart Meter készüléket. Néhány éllovas, mint az EnBW Energie Baden-Württemberg AG, már a piacon van termékével. Az EnBW eredményei egyéves tesztfázis után: az intelligens fogyasztásmérő teljesítette az elvárásokat, a tesztügyfelek több mint egyharmada 10 százaléknál jobban tudta csökkenteni az áramfogyasztást. Más országokban - például az Egyesült Királyságban az új mérőkészülékek alkalmazása még csak tervekben létezik, Olaszországban, Svédországban, Finnországban, Hollandiában, Kanadában és az Egyesült Államokban a következő számlálógeneráció már megvalósult.
"Annak ellenére, hogy az IMS Research nemrég hanyatló piaci számokat jelentett, arra lehet számítani, hogy a következő években az intelligens műszerek iránt jelentősen növekszik a kereslet" - becsüli Andreas Mangler, a Rutronik stratégiai marketingvezetője. - Végül az előnyök magukért beszélnek - mégpedig minden érdekelt, tehát az energiaellátó, a fogyasztó és nem utolsósorban a környezet számára." Egy sor tanulmány támasztja alá e véleményt: A.T. Kearney Németországban 2015-ig legalább 50 százalékos piaci részesedésből indul ki. A Berg Insight piackutatói 2013 végéig Európa-szerte 81,2 millió felszerelt Smart Meter készülékkel számolnak.
"Számunkra, disztribútorok számára az újszerű számlálók különösen érdekesek - magyarázza Andreas Mangler. - Ezekben az elektronikus alkatrészek majdnem teljes palettáját felhasználjuk. Így a széles portfóliónk előnyeit teljesen kihasználhatjuk. Minden egyes feladathoz több gyártó különböző megoldásait tartjuk készleten. Ez ügyfeleink számára optimálisan összehangolt alkatrészeket jelent." Ennél a Rutronik semmiképpen sem a mennyiségre helyezi a hangsúlyt a minőség helyett, minden ajánlattevőt szigorú minőségi kritériumok szerint választanak ki. Gyártófüggetlen és ezáltal objektív tanácsadóként a disztribútor különös figyelmet fordít a projektek követésére. A FAE-k és a termékmenedzserek tanáccsal és konkrét segítségnyújtással állnak az ügyfelek rendelkezésére már a tervezés során. "Épp az olyan piacon, mint ez, amelynél még nem alakultak ki szabványok, elengedhetetlen a műszaki támogatás."

Intelligens lehetőségek
Andreas Mangler: "Néha még most is meglepődöm az intelligens mérőkészülékek az energia hatékonyabb elosztása és megtakarítása érdekében nyújtotta lehetőségeitől." Így a végfelhasználó valós időben kap áttekintést az aktuális fogyasztásáról. Az egyes fogyasztókészülékek kijelzése lehetővé teszi az "áramzabálók" azonosítását és a készenléti állapotban levő készülékek kikapcsolását. A fogyasztástörténet lehetővé teszi az elemzést és ezzel a használati szokások tudatos módosítását. Így az ügyfelek a nem időhöz kötött fogyasztókat, pl. a mosó-szárítógépet, az éjszakai tárolós fűtést vagy a villanyautót egyszerre, egy időben kedvezőbb tarifákra kapcsolhatják. Még kényelmesebb lesz a végfelhasználók számára, ha az energiaszolgáltató vállalat az ilyen fogyasztókat távkapcsolással be- vagy kikapcsolja. Ez a hatékony energiahasználatra tekintettel a legoptimálisabb megoldás, mert a szolgáltatók a készülékeket attól függően kapcsolhatják a hálózatba, hogy aktuálisan mennyi energia kerül termelésre és fogyasztásra. A "peak-shaving" (csúcsborotválás) és "valley-filling" (völgykitöltés) címszavak írják le az elvet: a terheléscsúcsok "leborotválásra" kerülnek, így a speciálisan a "csúcsok" fedezésére szolgáló erőművek fölöslegessé válnak. Az "igényvölgyek", amelyekben a termelt energia felhasználás nélkül eltűnik, feltöltésre kerülnek. A következmény: az erőműveket a lehető leghatékonyabban használják ki. "Az átgondolt, igény- és tartalékvezérelt elosztás annál fontosabbá válik, minél kevésbé tervezhető az energiatermelés - mondja Andreas Mangler. "A szolárberendezésekből vagy a szélerőművekből éppen akkor keletkezik áram, amikor a nap süt, vagy a szél fúj. A megújuló energiaforrások növekvő részaránya miatt az energiatárolás nehézségeit is figyelembe véve a rendelkezésre álló energiát és az igényt a lehető legrövidebb időn belül kell összhangba hozni."
A távvezérelhetőség előfeltétele a kommunikációs kapcsolat az energiaszolgáltató vállalat és a kapcsolható készülékek között. "Jelenleg még nem világos, melyik technológia kerekedik felül - magyarázza Andreas Mangler. - Felállítunk egy internetkapcsolatot az energiaszolgáltató vállalathoz és egy áramvezetéken keresztül történő kommunikációt (Powerline Communication) a műszer és a fogyasztókészülékek kapcsolói között. Partnerünk, az STMicroelectronics ehhez már kínál referenciaterveket és kiértékelő kártyákat." Az energiahálózati áramvezetéken keresztüli megoldás előnyei, hogy nem szükséges kiegészítő kábelezés. Hátrányos hatás, hogy az infrastruktúra minden egyes házban másképp néz ki, és adódhatnak olyan helyzetek, ahol ennek nem elégséges a megbízhatósága. A rádiós kapcsolat megfelelő alternatíva lehet. Az energiaszolgáltató vállalattal való kapcsolathoz csillagtopológia kínálkozik, mivel nem minden háztartás rendelkezik internetkapcsolattal. Ez azt jelenti, hogy néhány fölérendelt, intelligens műszer interneten keresztül összekapcsolódik az energiaszolgáltató vállalattal, amelyhez a többi mérőműszer rádiós kapcsolattal csatlakozik.

A törvényhozó akarata szerint ezenfelül különböző tarifákkal kell optimalizálni az energiafogyasztást. Ezek csak a Smart Meter készülékekkel válnak lehetségessé, mivel - ellentétben a Ferraris-elvű fogyasztásmérőkkel - ezek többféle tarifát képesek kezelni. Feltételezve a telekommunikációs kapcsolatot az energiaszolgáltató vállalathoz, a tarifaváltozások még automatikusan is számításba vehetők. A tarifakialakítás alapját a használati adatok képezik, amelyek az energiaszolgáltató vállalathoz a telekommunikációs kapcsolaton keresztül kerülnek. Az adattovábbítás további előnyei: kimarad a helyszíni leolvasás, az elszámolás a szűkebb leolvasási ciklusok miatt igazságosabb lehet, pl. lakáscsere esetén.

Műszaki követelmény: intelligens alkatrészek


A Ferraris-motoros fogyasztásmérőről a Smart Meter készülékekre való átállás generációváltást jelent, mert az új mérőkészülékek sokkal több feladatot végeznek el, és ezáltal egészen új lehetőségeket teremtenek. A Smart Meter készülékeknek mérniük kell az áramot és a feszültséget, tárolniuk, kijelezniük és továbbítaniuk a szükséges adatokat, és képesnek lenniük kommunikálni az energiaszolgáltató vállalattal, valamint a többi készülékkel. "Ez az intelligens műszereket mind a disztribúció, mind az alkatrészgyártók számára érdekes alkalmazássá teszi - mondja Ralf Hickl, a Rutronik Mikrokontroller-támogató részlegétől, aki az intelligens mérés szakértője - A félvezetőgyártó vállalatok már külön erre kifejlesztett, analóg kezelői felülettel rendelkező speciális IC-ket gyártanak.
Például említhetjük az STMicroelectronics STPM01, vagy a Microchip MCP3909 chipjét."

Ezenkívül elegendő memóriahellyel rendelkező, nemtörölhető memóriára van szükség, a külső infrastruktúra-kimaradások pufferelése érdekében. Kijelzőként gyakran LCD-t használnak. Ennek ugyanakkor nagy hátránya, hogy eltűnik a kijelzés, amint az áramellátás megszakad. Továbbá viszonylag csekély a leolvasási szögük, amelyeket gyakran sarokba szerelnek, ez pedig olvashatatlanságot jelent. A Rutronik ezért lehetőséget lát a bistabil e-papír kijelzőkben is. Ezeknél a kijelzés árambetáplálás nélkül is megmarad, majdnem minden szögből olvashatók és ezenkívül erősebb kontraszt jellemzi őket. Valószínűleg azonban a kijelző nélküli műszerek is felül fognak kerekedni. A számítógéppel és internetkapcsolattal rendelkező háztartások fogyasztási adataikat sokkal kényelmesebben hívják le a számítógépen keresztül, ekkor a műszeren kijelző egyáltalán nem lenne szükséges. Az energiahatékonyság minden alkatrészre magától értetődően a legfelsőbb parancs. "A Ferraris-motoros mérőművek 3 W fogyasztása viszonylag magas saját energiaigény - mondja Ralf Hickl. "Az intelligens műszerek ennek körülbelül harmadát fogyasztják."

A Smart Meter alkalmazásai
- Analóg kezelői felület
- Mikrokontroller áram és feszültség méréséhez
- Óra naptárral
- IC-k érzékelőkkel együtt a manipulálás elleni védelemhez
- Nemtörölhető memória
- Kijelző
- Kommunikációs interfész [Powerline (áramvezetéken keresztüli), kisteljesítményű vezeték nélküli, rádiós]

Előnyök a Smart Meter alkalmazásánál
Végfelhasználók
- Transzparencia az áramfogyasztás kérdéseiben, ezáltal azonosíthatók az "áramzabálók", és lehetőség van az energia- és ártudatos kezelésre
- Elmarad az éjszakai áram mérője, több tarifa kezelése egy mérőórával
- Igazságosabb elszámolás a szűkebb leolvasási ciklusok okán

Energiaszolgáltatók
- Részletes információ az energiaigényről és ezáltal lehetőség fogyasztásorientált tarifák megállapítására
- Lehetőség több tarifa kínálatára egy mérőórával
- Távoli leolvashatóság
- Fogyasztókészülékek távvezérelhetősége
- Erőművek jobb kihasználása és a megújuló energiaforrások hatékonyabb kihasználása

A Rutronik honlapja

Tudomány / Alapkutatás

tudomany

CAD/CAM

cad

Járműelektronika

jarmuelektronika

Rendezvények / Kiállítások

Mostanában nincsenek események
Nincs megjeleníthető esemény