Ak dospeje súkromná osoba či firma k zisteniu, že objekt v jej vlastníctve vyžaduje technologickú modernizáciu, podloženú napríklad profesionálne vykonaným energetickým auditom či nejakým druhom analýzy spotreby energií, pristúpi obvykle k projektovej príprave daného zámeru. Jej súčasťou je v súčasnej dobe takmer vždy aj digitalizácia vrátane tvorby konceptu meracej infraštruktúry.
Komunikačné siete
Meracia sústava je spravidla zložená z niekoľkých (aj mnohých) medzi sebou prepojených jednotiek (meradiel energií) slúžiacich k dátovému odpočtu a zberu dát. Tie sú vďaka silnoprúdnemu vedeniu – technológii PLC (PowerLine Communication) alebo jej podskupiny BPL (Broadband PowerLine Communication) – zasielaná do takzvaného koncentrátoru (medzičlánku), ktorý vyhodnocuje spotrebu a parametre prietoku energií a je priamo prepojený s dátovou centrálou. Komunikácia býva realizovaná tiež pomocou technológie GPRS, prostredníctvom mobilných sietí 3G, 4G, LTE, ktorých využitie však predpokladá inštaláciu SIM kariet do všetkých meračov a optickej infraštruktúry. Vďaka online prepojeniu meracieho systému s aplikáciami v mobilných telefónoch či počítačoch je možné pritom výstupy, teda spotrebu a rozličné štatistiky dlhodobého aj krátkodobého charakteru, mať pod kontrolou nonstop a odkiaľkoľvek.
Inteligentné budovy
Celý systém je často navrhovaný na mieru danému objektu. Autori projektu (dodávateľská firma) stavbu fyzicky prezrú a určia počet meracích bodov pre zber dát. Umiestňujú ich tam, kde dochádza k zdieľaniu energie. Len pozor, pokiaľ takzvanú Smart Metering sústavu napájate na existujúci systém riadenia budovy, kedy je neisté, že s ním bude kompatibilný. Pokiaľ však áno, je možné nové monitorovacie jednotky prepojiť napríklad s prevádzkou žalúzií, senzorom koncentrácie CO2 alebo napríklad s elektronickým otváraním okien a vytvoriť tak šikovný celodomový systém, ktorý bude udržiavať interiérovú klímu na zdravej úrovni a pritom spotrebovávať len nevyhnutné množstvo energie. Ešte vyšším stupňom optimalizácie spotreby energie je aplikovanie prediktívneho riadenia s využívaním predpovedí počasia a modelov budov (MPC – Model-based Predictive Control – je regulátor využívaný k riadeniu rozsiahlych priemyselných systémov).
Sledovanie v reálnom čase a archivácia dát
Monitorovanie spotreby energie je užitočným nástrojom uplatniteľným či už vo veľkých priemyselných prevádzkach a skladoch, tak v administratívnych objektoch, menších predajniach či v bytoch. Manažéri výrobných spoločností ocenia reporty o výpadkoch dodávok či výkyvoch napätia a analýzy spotreby energií jednotlivými strojmi, ktoré upotrebia pri stanovovaní finálnej ceny svojich produktov. Vďaka monitoringu a dátovým výstupom môžu spätne vyhodnotiť, aký podiel majú čiastkové odbery (jednotlivými továrenskými strojmi) na celkovej spotrebe, určiť priame náklady a ľahšie tak vytvárať takzvaný rodný list výrobku. Podobne je možné postupovať aj pri vyúčtovaní spotreby energie v nájomných domoch (pri rozpočítavaní spotreby podľa bytových jednotiek), ktorých užívatelia ocenia tiež prípadné alarmové hlásenie, ak dôjde k skrytým únikom vody alebo ak hrozí vykúrenie bytov... Využitie monitorovacích systémov je teda široké a čím ďalej obľúbenejšie v komerčnej i súkromnej sfére. Potenciálnych užívateľov často odrádza len vyššia obstarávacia cena.
V každom prípade meranie spotreby napomáha nájsť slabý článok distribučnej siete. Ak hľadáte vinníka plytvania energií, potrebujte si postrážiť čierne odbery, snažíte sa odhaliť akékoľvek skryté problémy alebo napríklad len usilujete o stanovenie správnej odberovej krivky za účelom jednoduchšieho vyjednávania s dodávateľom energie, v tom všetkom meracia sústava poslúži. Ako už bolo predstavované, software dokáže tiež odhaliť mnohé poruchy alebo ich predvídať: vďaka modelu prediktívnej služby založenom na zbere a analýze dát o technologických zariadeniach v priebehu času je možné jednoducho odhaliť určité zákonitosti a vyvodiť z toho, kedy by mohlo dôjsť k výpadkom, naplánovať tak servisný zásah a vyhnúť sa prevádzkovým prestojom.
Hľadanie prevádzkových úspor, nastavenie limitov
O monitoring energií prejavujú záujem aj tí, ktorí potrebujú vykonať diagnostiku za účelom návrhu nového spôsobu hospodárenia s energiou vrátane úsporných opatrení alebo naplánovať výkon a spôsob napojenia nových zdrojov, napríklad fotovoltaického systému. Dodávatelia monitorovacích systémov bežne ponúkajú diagnostiku technologickej siete, na základe ktorej vypracúvajú odporúčania pre úsporu. Spotrebu energií je možné potom počas prevádzky zobrazovať v podobe rozmanitých tabuľkových, grafických či textových reportov a tie nechať automaticky zasielať zodpovedným osobám (aj v reálnom čase). Užívateľ má možnosť nastaviť aj spotrebné limity a nechať sa systémom informovať o ich prípadnom prekročení. Do niektorých systémov je možné zadať aj výšku mesačných záloh dodávateľovi energie, vhodný algoritmus potom zaistí ich porovnávanie so spotrebou a dokáže predikovať potenciálny budúci nedoplatok či naopak preplatok. Užívateľov využívajúcich striedavo vysokú aj nízku tarifu môže softvér upozorňovať na začiatok a koniec ich platnosti.
Viete, že smart metering systémy (priebehové meranie spotreby) sú jedným zo základných stavebných kameňov takzvaných Smart Grids alebo inteligentných sietí? Tie sú komunikačným kanálom medzi producentmi, distribútormi a spotrebiteľmi elektrickej energie a sú zhmotnením modernizácie existujúcej elektrickej infraštruktúry za účelom jej automatizácie, vzdialeného ovládania, diagnostiky, riadenia tokov energie a implementácie decentralizovaných zdrojov. Vďaka smart metrom je možné dobre predpovedať a včas vyrábať a distribuovať elektrinu, aby sa jej produkcia blížila spotrebe a nedochádzalo k výpadkom.
Inteligentné siete ako nevyhnutnosť
Zavádzanie smart sietí a s tým spojeného Smart Meteringu je neoddeliteľnou súčasťou modernizácie elektrizačnej sústavy. Odborníci očakávajú, že vďaka Smart Grids bude okrem iného možné zvládnuť integráciu narastajúceho množstva decentralizovaných zdrojov energie – solárnych či veterných elektrární –, ktorých produkcia sa vyznačuje kolísavosťou, následne nespoľahlivosťou a nepredvídateľnosťou. V každom prípade je Smart Metering nástrojom znižovania nákladov za elektrinu, plyn alebo vodu. Optimalizáciu je však možné dosiahnuť len za predpokladu pravidelnej preventívnej údržby a správnej interpretácie nameraných veličín.
Zber dát je finančne náročný, napríklad v továrňach si vyžaduje investície až rádovo v státisícoch eur. Digitalizácia však nie je jednorazový projekt, ale súčasť prirodzeného vývoja, proti ktorému sa nemožno dlhodobo vzpierať. Je to v súčasnosti navyše jedna z najefektívnejších ciest na zníženie energetickej spotreby a posilnenie konkurencieschopnosti firmy.
Smart meter môže byť vybavený:
- Štvorkvadrantovým meraním výkonu
- Meraním kvality elektrickej energie (efektívne hodnoty prúdu, efektívne hodnoty napätia, fázy, výpadky, total harmonic distortion)
- Meraním frekvencie
- Meraním zaťaženia jednotlivých fáz
- Meraním fáze prúdov a napätí
- Záznamom maximálnej a minimálnej spotreby, denníkom udalostí
- Systémem pre-payment
- Limitérom dodávky (prerušenie dodávky)1)
Zdroje:
1) Vastl Jiří, Pokročilé funkce Smart Meteringu [online]. Dostupné z: https://dspace.cvut.cz/
http://www.energocentrum.cz/jak-to-funguje/
https://www.enerfis.cz/sluzby/smart-metering/smart-metering-technicke-informace
Kolacia Tomáš, Analýza Smart Grid zařízení [online]. Dostupné z: https://dspace.vutbr.cz/
