Šiuolaikinės išmaniųjų skaitiklių technologijos patikimam elektros energijos stebėjimui namuose ir pastatuose

Tikslus elektros energijos stebėjimas tapo pagrindiniu reikalavimu šiuolaikinėje gyvenamojoje, komercinėje ir pramoninėje aplinkoje. Kadangi elektros sistemose integruojama atsinaujinanti energija, didelio efektyvumo ŠVOK įranga ir paskirstytos apkrovos, patikimos...elektros skaitiklių stebėjimastoliau didėja. Šiandieniniai išmanieji skaitikliai ne tik matuoja suvartojimą, bet ir teikia matomumą realiuoju laiku, automatizavimo signalus ir gilesnes analitines įžvalgas, kurios padeda efektyviau valdyti energiją.

Šiame straipsnyje nagrinėjamos šiuolaikinių išmaniųjų skaitiklių technologijos, jų praktinis pritaikymas ir projektavimo aspektai, kurie yra svarbiausi inžinieriams, sistemų integratoriams ir gamintojams.

1. Augantis elektros energijos monitoringo vaidmuo šiuolaikinėse energetikos sistemose

Per pastarąjį dešimtmetį elektros sistemos tapo žymiai dinamiškesnės.
Tikslaus stebėjimo realiuoju laiku poreikį formuoja kelios tendencijos:

• Didėjantis saulės fotovoltinių įrenginių, šilumos siurblių ir elektromobilių įkrovimo naudojimas

• Perėjimas nuo tradicinių skydų prie prijungtų, automatizuotų sistemų

• Išmaniųjų namų ir komercinių pastatų grandinės lygio matomumo poreikis

• Integracija su vietinėmis energetikos platformomis, tokiomis kaipNamų asistentas

• Energetikos skaidrumo reikalavimai tvarumo ataskaitose

• Daugiabučių pastatų elektros energijos apskaitos poreikiai

Visais šiais atvejais būtinas patikimas stebėjimo prietaisas – ne tik sąskaitų skaitiklis. Štai kodėl tokios technologijos kaipelektros skaitiklio monitoriusir daugiafaziai išmanieji skaitikliai dabar plačiai naudojami pastatų ir energetikos projektuose.

2. Belaidės technologijos, naudojamos šiuolaikiniuose išmaniuosiuose skaitikliuose

Šiandien išmanieji skaitikliai naudoja skirtingas ryšio technologijas, priklausomai nuo aplinkos, įrengimo būdo ir integravimo reikalavimų.

2.1 Išmanieji skaitikliai su „Zigbee“ technologija

„Zigbee“ išlieka pirmaujančia technologija vietinio energijos matavimo srityje dėl savo stabilumo ir mažo energijos suvartojimo tinklinio tinklo. Jis plačiai naudojamas:

• Išmanieji butai ir būsto plėtros projektai

• Energiją taupanti namų automatizacija

• Šliuzai, kuriuose veikia vietinės valdymo sistemos

• Programos, kuriose reikia kuo labiau sumažinti priklausomybę nuo interneto

Zigbee skaitikliai taip pat dažnai naudojami suNamų asistento energijos monitoriusataskaitų suvestines per „Zigbee2MQTT“, leidžiančias vizualizuoti vietiniu būdu realiuoju laiku be išorinių debesijos paslaugų.

2.2 Išmanieji „Wi-Fi“ skaitikliai

„Wi-Fi“ dažnai pasirenkamas, kai reikalingos nuotolinės ataskaitų suvestinės arba debesijos analizės platformos.
Privalumai:

• Tiesioginis ryšys su debesimi

• Sumažintas patentuotų šliuzų poreikis

• Idealiai tinka SaaS pagrindu veikiančioms energijos platformoms

• Praktiška tiek namams, tiek mažoms komercinėms patalpoms

Išmanieji „Wi-Fi“ skaitikliai dažnai naudojami siekiant gauti vartojimo įžvalgų gyvenamųjų namų vartotojams arba palaikyti apkrovos lygio analizę parduotuvėse, klasėse ar mažmeninės prekybos vietose.

2.3 „LoRa“ išmanieji skaitikliai

„LoRa“ įrenginiai puikiai tinka plačiam energijos tiekimui:

• Žemės ūkio įrenginiai

• Universiteto miestelio aplinka

• Pramonės parkai

• Paskirstytosios saulės energijos instaliacijos

Kadangi „LoRa“ technologijai reikalinga minimali infrastruktūra ir ji užtikrina tolimojo nuotolio ryšį, ji dažnai pasirenkama tais atvejais, kai skaitikliai yra paskirstyti dideliuose plotuose.

2.4 4G/LTE išmanieji skaitikliai

Komunalinių paslaugų įmonėms, nacionalinėms programoms ir dideliems įmonių projektams mobilieji išmanieji skaitikliai išlieka viena patikimiausių technologijų.
Jie veikia nepriklausomai nuo vietinių „Wi-Fi“ arba „Zigbee“ tinklų, todėl yra praktiški:

• Nuotoliniai energijos ištekliai

• Lauko dislokacijos

• Projektai, kuriems reikalingas garantuotas ryšys

Mobilieji skaitikliai taip pat leidžia tiesiogiai integruotis su debesijos valdymo centrais, kuriuos naudojaišmaniųjų skaitiklių įmonės, telekomunikacijų operatoriai ir energetikos paslaugų teikėjai.

3. Prisegamų KT modelių privalumai

Srovės transformatoriai su spaustukais (CT) tapo pageidaujamu energijos suvartojimo stebėjimo realiuoju laiku metodu, ypač modernizavimo aplinkoje, kur esamų laidų modifikavimas yra nepraktiškas.

Privalumai:

• Montavimas neatjungiant grandinių

• Minimalūs gyventojų ar veiklos sutrikdymai

• Suderinamumas su įvairiomis įtampomis ir laidų konfigūracijomis

• Galimybė stebėti vienfazes, dvifazes arba trifazes sistemas

• Tinka gyvenamosioms, komercinėms ir lengvosios pramonės reikmėms

Modernusprispaudžiamieji skaitikliaiteikti realiuoju laiku informaciją apie galią, srovę, įtampą, energijos importą / eksportą ir, jei palaikoma, kiekvienos fazės diagnostiką.

4. Submatavimas ir kelių grandinių stebėjimas realiuose diegimuose

Komerciniams pastatams, viešbučiams, daugiabučiams ir pramonės objektams vis labiau reikalingas detalus elektros energijos suvartojimo matomumas. Vieno atsiskaitomojo skaitiklio nebeužtenka.

Programos apima:

● Kelių įrenginių energijos paskirstymas

Nekilnojamojo turto vystytojams ir pastatų operatoriams dažnai reikia duomenų apie suvartojimą pagal butą, kad būtų galima skaidriai išrašyti sąskaitas ir teikti ataskaitas apie nuomininkų naudojimą.

● Saulės energijos integravimas ir grynasis apskaitymas

Dvikryptis stebėjimo matuoklispalaiko tiek tinklo importo, tiek saulės energijos eksporto matavimą realiuoju laiku.

● ŠVOK ir šilumos siurblių diagnostika

Kompresorių, oro tvarkymo įrenginių ir cirkuliacinių siurblių stebėjimas leidžia atlikti numatomą techninę priežiūrą ir pagerinti efektyvumą.

● Apkrovos balansavimas trifazėse sistemose

Netolygus fazės apkrovimas gali sukelti neefektyvumą, padidėjusį karštį arba įrangos apkrovą.
Išmanieji skaitikliai su fazinio lygio matomumu padeda inžinieriams spręsti šias problemas.

5. Integracijos reikalavimai: kam teikia pirmenybę inžinieriai

Išmaniosioms matavimo sistemoms reikia daugiau nei tikslaus matavimo; jos turi efektyviai integruotis į įvairias energetikos platformas ir valdymo architektūras.

Svarbiausi aspektai:

● Ryšio sąsajos

• „Zigbee“ klasteriai namų ir pastatų automatizavimui

• „Wi-Fi“ su MQTT arba saugiu HTTPS

• Vietinės TCP sąsajos

• LoRaWAN tinklo serveriai

• 4G/LTE su debesijos API

● Atnaujinimų dažnumas ir ataskaitų teikimo formatai

Skirtingoms programoms reikalingi skirtingi ataskaitų teikimo intervalai.
Saulės energijos optimizavimui gali prireikti atnaujinimų, atliekamų greičiau nei kas 5 sekundes, o ataskaitų suvestinių kūrimas gali teikti pirmenybę stabiliems 10 sekundžių intervalams.

● Duomenų prieinamumas

Atviros API sąsajos, MQTT temos arba vietinio tinklo ryšys leidžia inžinieriams integruoti skaitiklius į:

• Energijos ataskaitų suvestinės

• BMS platformos

• Išmaniųjų namų valdikliai

• Komunalinių paslaugų stebėjimo programinė įranga

● Elektros suderinamumas

Skaitikliai turi palaikyti:

• Vienfazis 230 V

• Dvifazis 120/240 V (Šiaurės Amerika)

• Trifazis 400 V

• Didelės srovės grandinės per CT spaustukus

Gamintojai, turintys platų suderinamumą, supaprastina tarptautinį diegimą.

6. Kur taikoma išmaniųjų skaitiklių technologija

● Išmaniosios gyvenamųjų namų energijos sistemos

Išmanieji namai naudojasi grandinės lygio matomumu, automatizavimo taisyklėmis ir integracija su atsinaujinančiais ištekliais.

● Komerciniai pastatai

Viešbučiai, miesteliai, mažmeninės prekybos vietos ir biurų pastatai naudoja išmaniuosius skaitiklius, kad optimizuotų apkrovas ir sumažintų energijos švaistymą.

● Paskirstytųjų saulės energijos projektų

Fotovoltinių sistemų montuotojai naudoja skaitiklius gamybai stebėti, suvartojimui suderinti ir keitiklių optimizavimui.

● Pramoninė ir lengvoji gamyba

Išmanieji skaitikliai palaiko apkrovos valdymą, įrangos diagnostiką ir atitikties dokumentaciją.

● Daugiabučiai pastatai

Submetrija leidžia tiksliai ir skaidriai paskirstyti suvartojimą nuomininkams.

7. Kaip OWON prisideda prie šiuolaikinių išmaniųjų matavimo sistemų (techninė perspektyva)

Būdama ilgalaikė išmaniųjų energijos prietaisų kūrėja ir gamintoja, „OWON“ teikia matavimo sprendimus, pagrįstus stabilumu, integravimo lankstumu ir ilgalaikio diegimo reikalavimais.
Užuot siūliusi atskirus vartotojų įrenginius, OWON daugiausia dėmesio skiria inžinerinio lygio projektams, kurie atitinka:

• Sistemų integratoriai

• Saulės ir ŠVOK gamintojai

• Energetikos paslaugų teikėjai

• Išmaniųjų namų ir pastatų kūrėjai

• B2B didmeninės prekybos ir OEM/ODM partneriai

OWON portfelyje yra:

• Zigbee, „Wi-Fi“, LoRair4Gišmanieji skaitikliai

• Daugiafazis ir daugiagrandinis stebėjimas su spaustukais

• Palaikymas namų asistentui per „Zigbee“ arba „MQTT“

• Vietinės API ir šliuzo integracija pritaikytoms energijos platformoms

• Pritaikoma aparatinė ir programinė įranga OEM/ODM programoms

Įmonės įrenginiai naudojami gyvenamųjų namų modernizavimui, komunalinių paslaugų programose, saulės energijos diegimui ir komercinėms energijos sistemoms, kur patikimumas ir pakartojamumas yra būtini.

Išvada

Elektros energijos stebėjimas dabar atlieka itin svarbų vaidmenį šiuolaikinėse energetikos sistemose, nes užtikrina geresnį matomumą, automatizavimą ir efektyvumą namuose, pastatuose ir pramoninėje aplinkoje.
Nesvarbu, ar taikymas apima „Home Assistant“ automatizavimą, pastatų valdymo portfelį, ar nacionalinio masto išmaniųjų matavimo programas, pagrindiniai reikalavimai išlieka tie patys: tikslumas, stabilumas ir ilgalaikės integracijos galimybės.

Organizacijoms, ieškančioms patikimų sprendimų, daugiaprotokoliai išmanieji skaitikliai – su atviromis sąsajomis ir patikimu matavimo našumu – suteikia lankstumo, reikalingo tiek dabartinėms, tiek būsimoms energijos reikmėms palaikyti. Tokie gamintojai kaip OWON prisideda prie šios evoliucijos, teikdami praktiškus, inžineriniams poreikiams pritaikytus įrenginius, kurie sklandžiai integruojasi į šiuolaikines energetikos ekosistemas.

Susijusi literatūra:

《Kaip išmanusis saulės baterijų skaitiklis keičia energijos matomumą šiuolaikinėse PV sistemose》