ΤΕΙ ΚΑΒΑΛΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ ΨHΦΙΑΚΟΙ ΜΕΤΡΗΤΕΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ DIGITAL ELECTRICITY METERS Δάβρης Αναστάσιος ΑΕΜ:4220 Επιβλέπον καθηγητής: Κόγιας Παναγιώτης Καβάλα,20/5/2013 1
Πρόλογος Θερμές Ευχαριστίες στον κ. Κόγια για το ενδιαφέρον θέμα που μου έδωσε να ασχοληθώ και να ανακαλύψω. Με τον οποίο συνεργάστηκα και τοπικά και <<απομακρυσμένα>> για να έρθει εις πέρας αυτή η πτηχιακή εργασία. Επίσης, θα πρέπει να να ευχαριστήσω τον κ. Τζάνο Νίκο απο το προσωπικό της ΔΕΗ που με βοήθησε σε καποιες βασικές πληροφορίες για την πτυχιακή εργασιά. Τέλος, την οικογένεια μου που είναι πάντα δίπλα και με στηρίζουνε σε κάθε μου προσπάθεια. 2
Περιεχόμενα 1 Συσκευές Μέτρησης Χαμηλής Τάσης...8 1.1 Εισαγωγή...8 1.2 Ο Επαγωγικός Μετρητής...8 1.3 Η Καταμέτρηση Τεχνική Υποστήριξη...11 1.4 Οι Κλοπές Ηλεκτρικής Ενέργειας...14 1.5 Ο Ηλεκτρονικός Ψηφιακός Μετρητής...16 1.6 Συμπεράσματα...24 2 Εξελίξεις στο εξωτερίκο Νομοθεσία...25 2.1 Εισαγωγή...25 2.2 Ευρωπαϊκή Νομοθεσία...26 2.3 Ηνωμένες Πολιτείες Κίνα...30 2.4 Ευρωπαϊκό Κοινοβούλιο...33 2.5 3 ο Ευρωπαϊκό πακέτο...37 2.6 Η σημασία της τυποποίησης...42 3 Το Smart Meter και η λειτουργία του...44 3.1 Εισαγωγή...44 3.2 Ο Έξυπνος Ψυφιακός Μετρητής...44 3.3 Εξυπηρέτηση Πελατών...46 3.4 Τηλεπικοινωνιακή Υποδομή...47 3.5 Το Υλικό Hardware...52 3.6 Επικονωνία και Διαχείρηση Πληροφοριών...58 4 Βελτιώσεις στο δίκτυο μέσω του Smart Grid..63 4.1 Εισαγωγή...63 3
4.2 Νέες υπηρεσίες που μπορεί να παράσχει το Έξυπνο δίκτυο...63 4.3 Παραδέιγματα σε Μέση Τάση...67 4.4 Ενεργειακές Επιχειρήσεις...73 4.5 Δημιουργώντας έναν εξυπνότερο Ενεργειακό κόσμο...80 4.6 Συμπεράσματα Ελέγχουμε την κατανάλωση Μας...81 5 Πλεονεκτήματα Μειονεκτήματα...83 5.1 Στον καταναλωτή...83 5.2 Στην επιχείρηση...87 5.3 Στο κοινωνικό σύνολο...90 5.4 Τα πιο σημαντικά...91 6 Παράρτημα...97 7 Αναφορά Ηλεκτρονικές Πηγές...99 4
Περιληψη Η μέτρηση είναι το κλειδί για την καλή διαχείριση της ενέργειας. Μόνο όταν ένα αγαθό μετρηθεί σωστά, μπορεί να γίνει και σωστή διαχείρισή του. Μαζί με τους μετρητές που είναι ήδη τοποθετημένοι και μας παρέχουν πληροφορίες για την έκδοση λογαριασμών, μπορούν να γίνει εγκατάσταση και κάποιων επιπλέον υπομετρητών με σκοπό την διαχείριση της ενέργειας. Η πλειονότητα των ήδη υπαρχόντων κτιρίων είναι εξοπλισμένη με ηλεκτρομηχανικούς μονοφασικούς ή τριφασικούς μετρητές που διαθέτουν έναν περιστρεφόμενο δίσκο, ο οποίος δείχνει το ρεύμα που έχει καταναλωθεί. Ο αριθμός των περιστροφών αποτελεί μεζούρα για την ποσότητα ηλεκτρισμού που χρησιμοποιείται. Συνήθως μια ψηφιακή οθόνη που λειτουργεί μηχανικά εμφανίζει την ένδειξη του οργάνου που μετρά τις κιλοβατώρες (kwh). Τα τελευταία χρόνια έχουν αναπτυχθεί νέοι ηλεκτρονικοί μετρητές, οι οποίοι αντικαθιστούν σταδιακά τους μετρητές ηλεκτρομηχανικού τύπου. Αυτοί προσφέρουν μια πληθώρα επιπρόσθετων δυνατοτήτων, από μετρήσεις και καταγραφές απλής ενέργειας (kwh) έως και μετρήσεις και καταγραφές ενός μεγάλου αριθμού παραμέτρων ηλεκτρισμού. Αυτές οι παράμετροι περιλαμβάνουν την χρήση ενέργειας, την μέγιστη ζήτηση ισχύος σε kw ή kva, τον συντελεστή ισχύος, την ηλεκτρική τάση, το ηλεκτρικό ρεύμα, τις διαφορετικές ζώνες ώρας και εποχών, την διαταραχή λόγω αρμονικών, καθώς και την άεργο ισχύ, kvar κτλ. Measurement is the key to good energy management. Only when a good is measured correctly, it can be done and proper management. Along with the counters that are already installed 5
and provide us with information about billing can be installed and some additional sub-meters for energy management. The majority of existing buildings equipped with electromechanical single phase or three phase meters that have a turntable, which shows the current that is consumed. The number of revolutions is a measure of the quantity of electricity used. Usually a digital screen that works mechanically displays the instrument that measures the kilowatt hours (kwh). In recent years they have developed new electronic meters, which gradually replace the counters electromechanical type. These offer a plethora of additional features, by measuring and recording simple energy (kwh) up to measure and record a large number of parameters electricity. These parameters include the use of energy, maximum demand in kw or kva, power factor, voltage, power, time zones and seasons, the disorder caused by harmonics and reactive power, kvar etc. Εισαγωγή Το ηλεκτρικό δίκτυο αρχικά δημιουργήθηκε για να εξυπηρετήσει τις ανάγκες ηλεκτροδότησης όλων των καταναλωτών. Ωστόσο, οι συσκευές μέτρησεις που χρησιμοποιούνται, ειδικά για τις παροχές Χαμηλής Τάσης (ΧΤ) έχουν συγκεκριμένες τεχνικές δυνατότητες και δεν μπορούν να ικανοποιήσουν τις σύγχρονες ανάγκες τόσο των Διαχειριστών των Δικτύων όσο και των καταναλωτών. Είναι πλέον κοινός τόπος πως δεν μπορούμε να ικανοποιήσουμε τις περιβαλλοντικες και ενεργειακές προκλήσεις του 21 ου αιώνα με τεχνολογιά μετρητών του 20 ου αιώνα. 6
Αποτελεί πλέον κοινή γνώση το γεγονός ότι οποιαδήποτε προσπάθεια αυτοματοποίησης στο επίπεδο των καταναλώσεων Χαμηλής Τάσης (ΧΤ) θα πρέπει να συνδυαστεί με την αντικατάσταση των παραδοσιακών ηλεκτρομηχανικών μετρητών ενέργειας (μετρητών περιστρεφόμενου δίσκου) με ψυφιακούς μετρητές νέας γενιάς (<<Έξυπνοι Μετρητές>> ή <<Smart Meters>>). Τα τελευταία χρόνια έχει αναπτυχθεί η τεχνολόγια των Έξυπνων Μετρητών, οι οποίοι έχουν δυνατότητες μέτρησης ένεργειας, τάσης, συχνότητας και άλλων μεγεθών, και δυνατότητα αμφίδρομης επικοινωνίας μέσω τηλεπικοινωνιακών μέσων με κέντρα συλλογής, αποθήκευσης, επεξεργασίας και διαχείρισης πληροφοριών. Η εφαρμογή των Έξυπνων μετρητών στους καταναλωτές Χαμηλής Τάσης δίνει μεγάλες δυνατότητες και πλεονεκτήματα, τόσο στους καταναλωτές και στους προμηθευτές τους, όσο και σε ολόκληρη την κοινωνία. 7
1.1 Εισαγωγή Το Βασικό εργαλείο για ακριβή μέτρηση της ηλεκτρικής ισχύος και ενέργειας ειναι ο μετρητής ηλεκτρισμού. Η πλειονότητα των ήδη υπαρχόντων κτηρίων είναι Ηλεκτρομηχανολογικός Μετρητής ή Επαγωγικός μετρητής (Εικόνες 1.1-1.2) χρησιμοποιείται στη μέτρηση της πραγματικής ή άεργου κατανάλωσης μονοφασικών και τριφασικών παροχών. Λόγω των κατασκευαστικών βελτιστοποιήσεων αυτός ο μετρητής είναι μία συσκευή μέτρησης μεγάλης ακριβείας, που θπό ορισμένες συνθήκες μπορεί να λειτουργεί περισσότερα απο 20 χρόνια χωρίς συντήρηση. 1.2 Ο Επαγωγικός Μετρητής Ηλεκτρικής Ενέργειας Η Εικόνα 1.1 δείχνει τη γνωστή χελώνα ή το ρολόι όπως συνηθίζουμε να λέμε. Μέσα στη χελώνα μας βρίσκεται ο μετρητής μας Εικόνα 1.2. Η εικόνα δείχνει ένα τριφασικό επαγωγικό μετρητή. 8
Ο επαγωγικός μετρητής αποτελείται βασικά από ένα πηνίο τάσης και ένα πηνίο έντασης που διεγείρονται από τη τάση του δικτύου και την ένταση του φορτίου του καταναλωτή, ένα δίσκο-δρομέα από αλουμίνιο, του οποίου οι στροφές μεταδίδονται μέσω ενός ελικοειδούς τροχού σε έναν αριθμητήρα, και ένα μαγνήτη πέδησης. Η λειτουργία του μηχανισμού μέτρησης βασίζεται στην αλληλεπίδραση των μαγνητικών ροών (κινητήριες ροές) των πηνίων τάσης και έντασης, που δημιουργούν ένα κινούμενο πεδίο στο δίσκο. Το πεδίο αυτό προκαλεί μια ροπή στρέψης. Ανάλογα με την ρύθμιση της εσωτερικής φασικής γωνίας των δύο κινητήριων μαγνητικών ροών και της κυκλωματικής διάταξης, επιτυγχάνεται η ροπή στρέψης να είναι ανάλογη της πραγματικής ή της άεργου ισχύος. Για μια συγκεκριμένη ταχύτητα του δίσκου όπου η κινητήριος ροπή αντισταθμίζεται από τη ροπή πέδησης του μαγνήτη, η ταχύτητα του δίσκου είναι ανάλογη της ισχύος και ο αριθμός των περιστροφών του δίσκου είναι το μέτρο για την απορροφούμενη από τον καταναλωτή ηλεκτρική ενέργεια η οποία και καταγράφεται στον αριθμητήρα. Η σταθερά (Κ) του μετρητή είναι ένας σημαντικός συντελεστής, ο οποίος ευρίσκεται στην πινακίδα κάθε μετρητή και εκφράζει τη σχέση: ταχύτητα δίσκου προς το φορτίο του καταναλωτή [στροφές/kwh]. Επαγωγικοί μετρητές για ενεργό, άεργο και φαινόμενη κατανάλωση κατασκευάζονται: Με ένα στοιχείο για μονοφασικές παροχές Με δύο ή τρία στοιχεία για τριφασικές παροχές 3-αγωγών ή 4-αγωγών. 9
Οι μετρητές αέργου κατασκευάζονται: Μονοφασικοί ή τριφασικοί με εσωτερική φασική γωνία 180 ο η 0 ο Τριφασικοί ειδικής κυκλωματικής συνδεσμολογίας (Συστήματα εσωτερικής φασικής γωνίας 180 ο ή 60 ο ). Οι μετρητές για μονοφασικές παροχές είναι των τύπων : 10/40 Α, 15/60 Α, 230 V, απλού ή διπλού τιμολογίου, κλάσεως ακριβείας <2>. Οι μετρητές για τριφασικές παροχές είναι: Μετρητές τριών στοιχείων 4-αγωγών 3x10/40 Α, 3x10/60 Α, 3x20/60 Α, 3x20/100 Α και 3x50/100 Α, 230V/400V, για άμεση σύνδεση στο δίκτυο Χαμηλής Τάσης, απλού ή διπλού τιμολογίου, κλάσεως ακριβείας <2>. Μετρητές Μεγιστοδείκτες συνδεδεμένοι στο δίκτυο Χαμηλής Τάσης. Οι μετρητές αυτοί είναι τριών στοιχείων 3x10/60 Α, 3x20/60 Α, 3x20/100 Α, 3x50/100 Α και 3x1,5/6 Α (μέσω μετασχηματιστών έντασης), 230/400V. Διαθέτουν ένα απαριθμητήρα μεγίστων. Τριφασικοί Μετρητές συνδεδεμένοι μέσω μετασχηματιστών έντασης στο δίκτυο Χαμηλής Τάσης. Οι μετρητές αυτοί είναι τριών στοιχείων 4 αγωγών (ή σύνδεση αστέρα) 3x1,5/6 Α ή 1/6 Α, 230/400V. Μετρητές δύο στοιχείων 3-αγωγών (σύνδεση ARON) 3x1,5/6 Α, 100V. 10
Συνδέονται μέσω δύο μετασχηματιστών τάσεως και δύο μ/σ εντάσεων στο δίκτυο της Μέσης Τάσης. Διαθέτουν έξοδο ρευματωθήσεων για τη σύνδεσή τους με καταγραφικό. Είναι κλάσεως ακριβείας <1>. Μετρητές Μεγιστοδείκτες συνδεδεμένοι στο δίκτυο Μέσης Τάσης. Οι μετρητές αυτοί είναι δύο στοιχείων, 3x1,5/6 Α, 100V. Διαθέτουν δύο απαριθμητές μεγίστων. Παρατήρηση: Η φόρτιση και η διαφορά φασικής γωνίας των τριών φάσεων μιας τριφασικής παροχής δεν είναι ποτέ εντελώς ίσες γι αυτό για να έχουμε σωστή μέτρηση χρησιμοποιούμε τη διάταξη ARON. Αυτή διάταξη σε περίπτωση διαρροής προς Γη, μετρά σωστά μόνο όταν η διαρροή είναι στο μεσαίο αγωγό των φάσεων, όπου είναι συνδεδεμένα τα δύο πηνία τάσεων. Εάν η διαρροή προς Γη ευρίσκεται σε ένα από τους εξωτερικούς αγωγούς (φάσεις) τότε η μέτρηση μπορεί να είναι πολύ μεγαλύτερη ή πολύ μικρότερη της πραγματικής. [1] 1.3 Πώς γίνεται η καταμέτρηση στους επαγωγικούς μετρητές; Για να συνειδητοποιήσουμε λίγο πώς γίνεται η καταγραφή των μετρήσων από το μετρητή πρέπει να γνωρίσουμε και μία ακόμη 11
συσκευή, τον φορητό καταχωρητή. Το μηχανάκι όπως αποκαλείται με τη βοήθεια ενός υπάλληλου καταμέτρησης ή αλλιώς καταμετρητή καταγράφει την ένδειξη του μετρητή κάθε 4 μήνες. Κάθε καταμετρητής έχει ένα συγκεκριμένο μηχανάκι, το οποίο έχει μέσα όλες τις παροχές που πρέπει να ελέγξει τη συγκεκριμένη ημερομηνία. Αφού πάρει το μηχανάκι του πηγαίνει πόρτα πόρτα στις αντίστοιχες διεθύνσεις και περνάει τις ενδείξεις που βλέπει στους μετρητές με το χέρι. Το μηχανάκι αποτελείται από μια οθόνη και ένα πληκτρολόγιο. 12
Η Εικόνα 1.3β δείχνει τους φορητούς καταχωρητές στις βάσεις τους. Εικόνα 1.3β Φορητοί Καταχωρητές Για να δούμε λίγο πως είναι η οθόνη και τί πληροφορίες εμφανίζει. Διεύθυνση Αριθμός παροχής Αριθμός Μετρητή Προηγούμενη Ένδειξη Νέα ένδειξη Διαφορά (Kwh). Επίσης, ο φορητός καταχωρητής, δέχεται καταχωρήσεις για κάποια βλάβη που τυχόν υπάρχει στον μετρητή, αποθηκεύει ποια παροχή δεν ελέχθηκε, λογωαπουσίας του καταναλωτή. Όλα αυτά βέβαια με καταχώρηση των πληροφοριώνμέσω του υπαλλήλου. 13
Αφού ο καταμετρητής έχει ελέγξει όλες τις παροχές που είναι περασμένες μέσα στο μηχανάκι του επιστρέφει στο τμήμα καταμέτρησης. Το τμήμα καταμέτρησης είναι υπεύθυνο να συνδέσει τα μηχανάκια στη Βάση Δεδομένων και να εκτελέσει τη μεταφορά των αρχείων στον υπολογιστή. Ο υπάλληλος καταμέτρησης 14
1.4 Οι Κλοπές Ηλεκτρικής Ενέργειας Για το θέμα αυτό, αναλυτικές οδηγίες δόθηκαν πριν από μερικές μέρες, από τα κεντρικά γραφεία της ΔΕΗ στην πρωτεύουσα, προς όλες τις περιφερειακές διευθύνσεις. Όπως διευκρινίζουν οι αρμόδιοι της ΔΕΗ, «οι παραβιάσεις μετρητών και, κυρίως, οι αποδεδειγμένες ρευματοκλοπές συνιστούν αδικήματα που διώκονται ποινικά. Πέραν της ποινικής δίωξης, γίνεται άμεσα αναδρομική χρέωση της καταναλωθείσας και μη καταμετρηθείσας ηλεκτρικής ενέργειας. Τέτοιες παράνομες ενέργειες δεν στρέφονται μόνον κατά της ΔΕΗ, αλλά, σε τελική ανάλυση, σε βάρος όλων των καταναλωτών και του κοινωνικού συνόλου. Παράλληλα, είναι ιδιαίτερα σημαντικό να υπογραμμισθεί ότι: «Οι παραβιάσεις μετρητών εκθέτουν σε σοβαρούς κινδύνους ηλεκτροπληξίας όχι μόνον τους παρανομούντες αλλά και ανυποψίαστους πολίτες. Η ΔΕΗ θα συνεχίσει να πραγματοποιεί ελέγχους σε μετρητές για να διαφυλάξει όχι μόνον τα συμφέροντα της ίδιας αλλά και τη σωματική ακεραιότητα πολιτών.» Το ειδικό συνεργείο, με τους έμπειρους υπαλλήλους της ΔΕΗ θα λειτουργεί επικουρικά, με εφόδους που θα καθιερώνει ανά τακτά χρονικά διαστήματα, έχοντας στο στόχαστρό του, σπίτια, καταστήματα και επιχειρήσεις σε, που παρουσιάζουν περιέργως μειωμένους λογαριασμούς του ρεύματος ή υπερβολικά χαμηλούς. Οι έλεγχοι αυτοί, αξίζει να σημειωθεί ότι γίνονταν και στο παρελθόν, κυρίως από τους υπαλλήλους καταμετρητές, αλλά ωστόσο μετά την ανάθεση του έργου «διακοπών λόγω οφειλής» που έγινε σε εργολάβο, αποφασίστηκε να συγκροτηθούν πλέον ξεχωριστά συνεργεία υπαλλήλων, τα 15
επιδιώκοντας έτσι με τον τρόπο αυτό, να εντοπίσουν περιπτώσεις αυθαίρετων και παράνομων περιπτώσεων, στους μετρητές ηλεκτρικού ρεύματος. Σε άλλες περιπτώσεις, βρέθηκαν επίσης ιδιώτες καταναλωτές ή επιχειρήσεις, να έχουν κάνει αυθαίρετες παρεμβάσεις στους καταμετρητές, χρησιμοποιώντας αιχμηρά αντικείμενα (από καρφίτσα έως και ειδικό λεπτό σύρμα). Οι ίδιοι, είχαν τρυπήσει τους μετρητές και στην συνέχεια, κατάφεραν να μπλοκάρουν τα ψηφία ή ακόμα και να αλλοιώσουν (μειώνοντας στο ελάχιστο) την ένδειξη, για να επιβαρυνθούν με το ελάχιστο δυνατό κόστος. Επαγωγικός μετρητής σε σύνδεση για χρήση κλοπής 1.5 Ο Ηλεκτρονικός - Ψηφιακός Μετρητής Ηλεκτρισμού Τα τελευταία χρόνια έχουν αναπτυχθεί νέοι ηλεκτρονικοί μετρητές, οι οποίοι αντικαθιστούν σταδιακά τους μετρητές ηλεκτρομηχανικού 16
τύπου. Αυτοί προσφέρουν μια πληθώρα επιπρόσθετων δυνατοτήτων, από μετρήσεις και καταγραφές απλής ενέργειας (kwh) έως και μετρήσεις και καταγραφές ενός μεγάλου αριθμού παραμέτρων ηλεκτρισμού. Αυτές οι παράμετροι περιλαμβάνουν την χρήση ενέργειας, την μέγιστη ζήτηση ισχύος σε kw ή kva, τον συντελεστή ισχύος, την ηλεκτρική τάση, το ηλεκτρικό ρεύμα, τις διαφορετικές ζώνες ώρας και εποχών, την διαταραχή λόγω αρμονικών, καθώς και την άεργο ισχύ, kvar κτλ. Οι ηλεκτρονικοί μετρητές θα είναι επίσης συχνά σε θέση να παρέχουν ένα παλλόμενο σήμα εξόδου το οποίο μπορεί να ενεργοποιήσει κάποιες συσκευές ελέγχου ή να ενσωματωθεί σε κάποιο δίκτυο ή να χρησιμοποιηθεί από κάποιο ειδικό όργανο καταγραφής δεδομένων, ως μέρος ενός συστήματος διαχείρισης κτιρίων (building management system - BMS) ή ενός αυτόματου συστήματος ενδείξεων μετρητών (automatic meter reading system - AMS). Οι τιμές κυμαίνονται από 300 έως 2500 Ευρώ ανά μετρητή, ανάλογα με τις δυνατότητες και την χωρητικότητα μνήμης του οργάνου. 17
18
Η λειτουργία του είναι αρκετά διαφορετική από την λειτουργία του επαγωγικού μετρητή. Οι μετρητές λοιπόν εξελίσσονται και γίνονται ψηφιακοί. Τα πλεονεκτήματά τους είναι: Υψηλή ακρίβεια, υπολογισμός σύνθετων μετρήσεων, απομακρυσμένη αυτόματη επεξεργασία δεδομένων και πολλές άλλες λειτουργίες που προκύπτουν από συστήματα βασισμένα σε μικροεπεξεργαστές. 19
Οι μέθοδοι που χρησιμοποιούνται στους ψηφιακούς μετρητές ηλεκτρισμού είναι: Η τελευταία μέθοδος χρησιμοποιεί έναν A/D Μετατροπέα με multiplexed εισόδους ή έναν διαφορετικό Α/D Μετατροπέα για κάθε είσοδο. Η μέθοδος που χρησιμοποιείται σε έναν μετρητή ηλεκτρισμού εξαρτάται από την ακρίβεια που θέλουμε να επιτύχουμε. Η ψηφιακή μέτρηση της ισχύος και της ενέργειας προκύπτει από δειγματοληψία και ψηφιοποίηση των στιγμιαίων τιμών της τάσης και του ρεύματος σε χρονικά διαστήματα. Ο πολλαπλασιασμός τους γίνεται ψηφιακά και προκύπτει ο μέσος όρος των αποτελεσμάτων. Λόγω της υψηλής υπολογιστικής δύναμης των ψηφιακών επεξεργαστών σήματος και Α/D Μετατροπέων με υψηλή ακρίβεια είναι απλό να μετρήσουμε το reactive power, το phase shift, the power factor, τη φαινόμενη ισχύ. Σε πολλές περιπτώσεις είναι απαραίτητο να μετρήσουμε το φάσμα συχνότητας των σημάτων ισχύος του δικτύου. 20
Η ψηφιακή επεξεργασία των αναλογικών σημάτων παρέχει βραχυπρόθεσμη αλλά και μακροπρόθεσμη σταθερότητα καθώς και υψηλή ακρίβεια στις μετρήσεις. Η μέτρηση τέτοιας ισχύος κ ενέργειας δεν επηρεάζεται μόνο από την ανακρίβεια των αναλογικών σημάτων αλλά και από την ανακρίβεια της διαδικασίας δειγματοληψίας. Στην ασύγχρονη μέθοδο δειγματοληψίας το σφάλμα μπορεί να είναι υψηλότερο και χρειάζεται μεγαλύτερα διαστήματα υπολογισμού ούτος ώστε το σφάλμα να είναι χαμηλό. Η σύγχρονη μέθοδος δειγματοληψίας δίνει καλύτερα αποτελέσματα. Απαιτεί λιγότερο χρόνο υπολογισμού. Το πιο σημαντικό χαρακτηριστικό των ψηφιακών μετρητών ηλεκτρισμού είναι η ακρίβεια τους. Βασίζεται στην ακρίβεια των αναλογικών σημάτων, την ακρίβεια της Α/D Μετατροπής και την ακρίβεια των ψηφιακών υπολογισμών. [2] Τύποι μετρητών στο υπάρχον δίκτυο ACE 5000 τύπος 5.1 Ver 14 και 15 (5/10Α, 20/100Α). Μετρητής κλάσεως 1 στην ενεργό και κλάσεως 2 στην άεργο. Υπάρχει σε δύο τύπους ένα για απ'ευθείας σύνδεση μέχρι 120Α και ένα για μέτρηση μέσω Μ/Σ εντάσεως μέχρι 10Α. ACE 6000 ACTARIS (5/10Α, 20/100Α) ACE 7000 ή ACTARIS - SL7000 21
Η εγκατάσταση των ψηφιακών μετρητών είναι ιδιαίτερα σημαντική για τους παραγωγούς ενέργειας. Τον τελευταίο χρόνο έχουν συνδεθεί με το Δίκτυο της ΔΕΗ αρκετοί παραγωγοί ρεύματος από Φωτοβολταϊκά Συστήματα, οι οποίοι είναι εγκατεστημένοι σε σπίτια. Ως προς τον παλιό μετρητή του σπιτιού δεν υπάρχει κάποια αλλαγή, ενώ για την καταγραφή των ενδείξεων (εισερχόμενης και εξερχόμενης) του Φ/Β σταθμού, τοποθετείτε ένας ηλεκτρονικός μετρητής δίπλα στον παλιό μετρητή, από συνεργείο της ΔΕΗ. Κατά την καταμέτρηση από τους υπαλλήλους - εργολάβους, πρέπει να δοθεί ιδιαίτερη προσοχή, γιατί πλέον καταγράφονται 3 ενδείξεις συγχρόνως σε έναν πελάτη, κι αν έχει και μειωμένο τιμολόγιο 4 ενδείξεις. Επειδή χρησιμοποιούνται διαφορετικού τύπου και εταιρείας μετρητές, δεν είναι εύκολη η ανάγνωση από τον πελάτη της οθόνης, για να μπορέσει να δει τις ενδείξεις που έχει καταγράψει ο μετρητής. Καλό είναι κατά την τοποθέτηση του μετρητή να απευθυνθεί στο συνεργείο ή ακόμη και κατά την καταμέτρηση, ώστε να του δείξουν σε ποιο κωδικό καταγράφεται η εισερχόμενη και σε ποιο η εξερχόμενη ενέργεια. Τώρα κατά την καταγραφή των ενδείξεων από τον καταμετρητή χρειάζεται ιδιαίτερη προσοχή, γιατί πρέπει να γνωρίζει να "διαβάζει" σωστά τους ηλεκτρονικούς μετρητές και πολύ περισσότερο να αναγνωρίζει τους κωδικούς και που αναφέρονται αυτοί. Έτσι λοιπόν στο φορητό καταχωρητή όπου εισάγονται οι ενδείξεις από τον καταμετρητή, θα πρέπει να καταγραφούν οι εξής καταναλώσεις : 22
1. Η κατανάλωση της οικίας (ελέγχοντας Αριθμό Παροχής και Αριθμό Μετρητή) 2. Η εξερχόμενη ενέργεια (η ενέργεια που έχει παραχθεί από το Φ/Β). Ο Αριθμός Παροχής είναι ο ίδιος,δεν αλλάζει, αλλά στο φορητό καταχωρητή θα πρέπει να περαστεί η εξερχόμενη ενέργεια - ένδειξη στην οθόνη όπου αναγράφεται ο πραγματικός Αριθμός Μετρητή του ηλεκτρονικού μετρητή και 3. Η εισερχόμενη ενέργεια (μικρή αναρροφούμενη ενέργεια από τον inverter τη νύχτα), στο Φ/Κ θα πρέπει να περαστεί στην οθόνη που αναγράφεται ο "εικονικός" Αριθμός Μετρητή, τοποθετώντας μπροστά του ένα W. Το σύστημα 'ΕΡΜΗΣ' που χρησιμοποιεί η ΔΕΗ είναι παλιό και δεν είχε σχεδιαστεί για να δεχθεί τέτοιου είδους πληροφορίες. Υπήρξε ανάγκη να βρεθεί ένας τρόπος εισαγωγής των ενδείξεων του Φ/Β και τιμολόγησής τους, για να μπορέσουν να ανταποκριθούν γρήγορα στις αυξανόμενες και πιεστικές ανάγκες. 23
1.6 Συμπεράσματα Στην Ελλάδα, η Χαμηλή Τάση χαρακτηρίζεται από μεγάλο βαθμό ανελαστικότητας. Οι καταναλωτές, λόγω της απουσίας οποιουδήποτε κινήτρου για αλλαγή των καταναλωτικών τους συνηθειών που θα συμβάλλει στη μείωση και την ομαλοποίηση του προφίλ της κατανάλωσης, δεν έχουν κανέναν περιορισμό στην κατανάλωση ενέργειας. Έτσι, καταναλώνοντας ανεξέλεγκτα επιβαρύνουν σημαντικά το σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας. Η λήψη των παραπάνω μέτρων δεν εξασφαλίζει την βέλτιστη ενεργειακή αποδοτικότητα του συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας. Ένας από τους τρόπους επίτευξης αυτής είναι η ομαλοποίηση της καμπύλης φορτίου του συστήματος, μέσα από την βελτίωση της καταναλωτικής συμπεριφοράς των καταναλωτών και μέσω 24
μηχανισμών της αγοράς ηλεκτρικής ενέργειας που θα δίνουν κίνητρα ενεργειακής αποδοτικότητας στους καταναλωτές. Ο μόνος τρόπος για την υλοποίηση τέτοιων μηχανισμών είναι η εγκατάσταση Έξυπνων Μετρητών στους Έλληνες καταναλωτές. Στο πλαίσιο αυτό, οι εταιρείες Προμήθειας ηλεκτρικής ενέργειας που είναι εγγεγραμμένες στον ΔΕΣΜΗΕ και εκπροσωπεύουν καταναλωτές στην Ελλάδα είναι «υποχρεωμένες» να αποκτήσουν την απαραίτητη τεχνογνωσία και να αναπτύξουν την απαραίτητη υποδομή για την ενσωμάτωση και διαχείριση των συσκευών αυτών. Για να δούμε λίγο τι ισχύει νομοθετικά. 2.1 Εισαγωγή Ένας παγκόσμιος οικονομικός και χρηματικός σύμβουλος, δημοσίευσε μια έκθεση η οποία λέει ότι: η Ευρώπη θα μπορούσε να αποταμιεύσει συνολικά 53 δισεκατομμύρια ευρώ κατά τη διάρκεια των επόμενων είκοσι ετών εάν επεκταθούν πλήρως οι έξυπνοι μετρητές. Το ποσό αποταμίευσης εξαρτάται από πόσο καλά οι διαχειριστές πολιτικής υιοθετούν τα δασμολόγια, τα οποία ενθαρρύνουν τους καταναλωτές να συμμετέχουν ενεργά στη χρήση ενέργειας με τη κατανάλωση λιγότερης ενέργειας όταν η ζήτηση είναι υψηλή και περισσότερης όταν η ζήτηση είναι χαμηλή. 25
Η αποκαλούμενη δυναμική τιμολόγηση, σύμφωνα με συντάκτες της ομάδας Brattle, η σημαντική αποταμίευση μπορεί να πραγματοποιηθεί με τη μείωση της ικανότητας που απαιτείται για να καλύψει τις μέγιστες απαιτήσεις φορτίων. 2.2 Ευρωπαϊκή Νομοθεσία Η συμμετοχή πελατών στα πλαίσια ενός νέου προγράμματος έχει δειχθεί διεθνώς ότι μειώνεται μεταξύ 20 και 80 τοις εκατό, ανάλογα βέβαια και με το πώς ένα δυναμικό πρόγραμμα δασμολογίων σχεδιάζεται. Οι συντάκτες εκθέσεων υποστηρίζουν ότι εάν 80 τοις εκατό των δυναμικών συμμετεχόντων δασμολογίων είναι σε θέση να μειώσουν τη μέγιστη ζήτησή τους στην Ευρώπη, η αποταμίευση θα ανερχόταν σε 67 δισεκατομμύρια ευρώ. Αφ' ετέρου, εάν 20 τοις εκατό των συμμετεχόντων είναι σε θέση να συντηρήσουν τη μέγιστη ζήτηση, η αποταμίευση θα ήταν ίση με 14 δισεκατομμύρια ευρώ. Οισυντάκτες θεωρούν ότι 53 26
Η έκθεση παρουσιάζει τους κυριότερους λόγους που οι καταναλωτές μπορούν να επιλέξουν να μην συμμετέχουν σε ένα δυναμικό πρόγραμμα δασμολογίων: ανεπαρκείς οικονομικά κίνητρα, κίνδυνος-αποστροφή, έλλειψηκατανόησης σχετικά με μια κατάλληλη απάντηση στις μεταβαλλόμενες τιμές, και δυσκολία στον υπολογισμό των οφελών στο νέο πρόγραμμα. Κατά ένα πολύ μεγάλο ποσοστό εξαρτάται από τους διαχειριστές πολιτικής και τους προμηθευτές ενέργειας πως θα ξεπεράσουν αυτά τα εμπόδια Τα εμπόδια μπορούν να υπερνικηθούν τονίζοντας τη σημασία των οφελών στο περιβάλλον που έρχονται περίπου ως αποτέλεσμα της συμμετοχής, παρέχοντας τα σαφή και επαρκή οικονομικά κίνητρα, και την προσφορά των χαμηλότερων δασμολογίων στους καταναλωτές που συμφωνούν να συμμετέχουν σε ένα αυτοματοποιημένο πρόγραμμα. Μέσα σε μερικά κράτη μέλη ένα δυναμικό ρυθμισμένο δασμολόγιο θα αύξανε σημαντικά τη συμμετοχή πελατών ενώ σε άλλα τα δυναμικά δασμολόγια μετάδοσης και διανομής μπόρεσαν να εφαρμοστούν όπου τα δασμολόγια δεν είναι ρυθμισμένα. Οι συντάκτες σημειώνουν ότι, το πώς τα δυναμικά δασμολόγια θα υλοποιηθούν, θα φτιάξει ή θα καταστρέψει την ογκώδη επένδυση της ΕΕ πάνω στους έξυπνους μετρητές. Υπολογίστηκε το κόστος εγκαταστάσεων σε 51 δισεκατομμύρια ευρώ και την αποταμίευση που παρήχθη από τις βελτιωμένες διαδικασίες μεταξύ 26 δισεκατομμύρια ευρώ και 41 δισεκατομμύρια ευρώ. Αυτό αφήνει ακόμα ένα χάσμα μεταξύ 10 και 25 δισεκατομμυρίων ευρώ που απαιτεί καταναλωτική συμμετοχή. 27
Το κενό δεν μπορεί να καλυφθεί εάν οι διαχειριστές πολιτικής και οι προμηθευτές ενέργειας δεν προσέξουν τα προγράμματα δασμολογίων σχεδίου να ενθαρρύνουν τους πελάτες ούτος ώστε να συμμετάσχουν ενθουσιωδώς. «Η ΕΕ έχει κάνει τολμηρά βήματα για τους έξυπνους μετρητές,» λέει ο εν λόγω κύριος εμπειρογνώμονας Ahmad Faruqui, της ομάδας Brattle. «Πρέπει να κεφαλαιοποιήσει αυτήν την επένδυση και να λάβει μέτρα για να εξασφαλίσει ότι οι πελάτες αγκαλιάζουν τις έξυπνες τιμές, έτσι η αποταμίευση θα μπορέσει να είναι ουσιαστική.» Ο Faruqui και ο Όμο-συντάκτης Dan Harris παρουσίασαν τα συμπεράσματά τους σε ένα σεμινάριο του Λονδίνου. Οι αποκαλούμενοι «έξυπνοι μετρητές, έξυπνες τιμές,»,υποστηρίχτηκαν από ElectraLink, emeter, Siemens, και την ομάδα Brattle. Οι συμμετέχοντες συζήτησαν τα ήδη υπάρχων προγράμματα τιμολόγησης των βορειοαμερικανικών και ασιατικών κατοίκων» Με τους νέους έξυπνους μετρητές που επιβάλλονται σε ολόκληρη τη Μεγάλη Βρετανία η χρήση της ενέργειας για κάθε καταναλωτή μπορεί να οδηγήσει στην ενεργειακή αποταμίευση. Αντί οι καταναλωτές να πρέπει να πληρώσουν για την ενέργειάς τους, θα είναι σε θέση να πληρώσουν μόνο για την ενέργεια που έχουν χρησιμοποιήσει. Η ανερχόμενη αγορά για τους έξυπνους μετρητές αναμένεται να αναπτυχθεί γρήγορα όσο λαμβάνουν χώρα οι εξουσιοδοτήσεις και οι πρωτοβουλίες της κυβέρνησης για την ενεργειακή αποδοτικότητα. 28
Εικόνα 2.2 Μετρητές Παγκοσμίως Το νέο ενεργειακό πακέτο της ΕΕ έγινε νόμος στις 3 Σεπτεμβρίου 2009. Δύο οδηγίες και τρεις κανονισμοί απαιτούν τώρα τα κράτη μέλη της ΕΕ για «να εξασφαλίσουν την εφαρμογή των ευφυών μετρητικών συστημάτων,» και για να εξοπλίσουν 80 τοις εκατό των ενεργειακών καταναλωτών με τους έξυπνους μετρητές μέχρι το 2020. Ο στόχος είναι να ενθαρρυνθούν οι ευρωπαϊκοί ενεργειακοί καταναλωτές και να γίνουν ενεργοί συμμετέχοντες στο πώς χρησιμοποιούν την ενέργεια. Ο εξοπλισμός τους με τους έξυπνους μετρητές θα τους επιτρέψει να συμμετάσχουν ενεργά στην αγορά ενέργειας. Με αυτούς τους νέους κανονισμούς οι Iskraemeco, Itron, και Landis+Gyr ανήγγειλαν στις 23 Σεπτεμβρίου ότι είχαν βρεί τα λειτουργικά πρότυπα που επιτρέπουν στα συστήματά τους να λειτουργήσουν από κοινού. Οι τρεις επιχειρήσεις πήραν την πρωτοβουλία να αναπτύξουν 29
τη λειτουργικότητα και λειτούργησαν μαζί στα προγράμματα ενώ άλλες περιμένουν τους καθολικούς ορισμούς που παρέχονται από την ένωση dlms-χρηστών. Η οδηγία αγοράς ηλεκτρικής ενέργειας της ΕΕ απαιτεί το 80 τοις εκατό των οικογενειών κρατών μελών να εξοπλίζονται με τους έξυπνους μετρητές μέχρι το έτος 2020. Η Siemens AG ανήγγειλε ότι αναμένει να έχει την smart grid work αξίας 6 δισεκατομμυρίων κατά τη διάρκεια των επόμενων πέντε ετών με 1 δισεκατομμύριο που είχε το 2009. Για να βοηθήσει τη γερμανική τεχνολογία, η επιχείρηση πήρε ένα μερίδιο στην Energy4U, έναν ειδικό διαχειριστή δεδομένων. 2.3 Η.Π.Α - Κίνα Η Κίνα έχει εμπλακεί σε ένα τεράστιο έργο εγκατάστασης Έξυπνων Μετρητών σε όλη τη χώρα με αναμενόμενη ημερομηνία ολοκλήρωσης το 2020. Κατά το έτος 2008 εγκαταστάθηκαν 10 εκατομμύρια Έξυπνοι Μετρητές ανά τον κόσμο. Υπολογίζεται ότι ο ετήσιος ρυθμός αύξησης της αγοράς Έξυπνων Μετρητών είναι περίπου 20% σε παγκόσμιο επίπεδο. Σε αναμονή για την έκρηξη στα έξυπνα προγράμματα η Γερμανία ανήγγειλε το μεγάλο άνοιγμα ενός κέντρου νέας τεχνολογίας ακριβώς έξω από το Ντιτρόιτ, Μίτσιγκαν. Θα δημιουργήσει 1.100 υψηλές θέσεις σε μια εποχή με οικονομικές δυσκολίες. Στο κέντρο θα αναπτυχθεί η τεχνολογία ανανεώσιμων πηγών ενέργειας για να υποστηρίξει το ενεργειακό τμήμα της επιχείρησης. Επίσης θα λειτουργήσει και εκπαιδευτικά. 30
Στις ΗΠΑ έχει προχωρήσει σε μεγάλο βαθμό η εγκατάσταση Έξυπνων Μετρητών στους καταναλωτές. Το ποσοστό διείσδυσης των Έξυπνων Μετρητών έχει φτάσει το 4.7% σε σύνολο όλων των μετρητών ενέργειας. Πρέπει να σημειωθεί ότι το έτος 2006 το αντίστοιχο ποσοστό διείσδυσης ήταν μόλις 1%. Νοικοκυριά με Έξυπνους Μετρητές στις Ηνωμένες Πολιτείες Εικόνα 2.3 Έξυπνοι Μετρητές ΗΠΑ Χαρακτηριστική είναι η πρόοδος προς την έξυπνη τυποποίηση. Έγινε στις Ηνωμένες Πολιτείες το Σεπτέμβριο του 2009. Το εθνικό ίδρυμα προτύπων και τεχνολογίας (NIST) δημοσίευσε ένα έγγραφο 90 σελίδων που στις 24 Σεπτεμβρίου πρότεινε 77 πρότυπα για την έξυπνη ανάπτυξη. Η έκθεση έδωσε έμφαση επίσης στα προβλήματα ασφαλείας και στο πώς να εξετάσει τις στρατηγικές. Η ομάδα θα δημοσιεύσει μια τελική έκθεση απαριθμώντας τις απαιτήσεις ασφάλειας το Μάρτιο του 2010. 31
Επίσης στις Ηνωμένες Πολιτείες, η Xcel SmartGridCity είναι on-line στο Boulder στο Κολοράντο. Η πόλη μπορεί να χαρακτηριστεί ως την «πρώτα πλήρως εξοπλισμένη με έξυπνους μετρητές» πόλη στον κόσμο. Πολλές έξυπνες τεχνολογίες Εικόνα 2.4 Ηλεκτρονικός Μετρητής, Καναδάς εξετάζονται στο Boulder που θα μπορούσε τελικά να εφαρμοσθούν σε όλο το υπόλοιπο της χώρας. Η Νότια Καλιφόρνια Edison (SCE) άρχισε το τεράστιο έξυπνο πρόγραμμα εγκαταστάσεων μετρητών της. Το SCE έχει μια περιοχή υπηρεσιώνπου καλύπτει 50.000 μίλια και παρέχει την υπηρεσία σε περισσότερους από 13 εκατομμύρια ανθρώπους. Εν γένει, περισσότεροι από 5 εκατομμύρια έξυπνοι μετρητές θα εγκατασταθούν μέσα στο πρόγραμμα SmartConnect. Οι αρχές αναμένουν gigawatts ενέργειας να σωθούν ως 32
αποτέλεσμα της προσπάθειας. Ένα ποσό ίσο με την ετήσια παραγωγή χαρακτηριστικών εγκαταστάσεων παραγωγής ενέργειας. Και η Ευρώπη και οι Ηνωμένες Πολιτείες είναι δεσμευμένες να διαδώσουν την έξυπνη τεχνολογία. Στην Ευρώπη τα έξυπνα πλέγματα και οι έξυπνοι μετρητές απαιτούνται από το νέο ενεργειακό πακέτο της ΕΕ ενώ στην Αμερική οι επιχειρήσεις διψάνε για ένα κομμάτι στην πίτα που μερικοί λένε ότι αξίζει 100 δισεκατομμύρια δολάρια. 2.4 Ευρωπαϊκό Κοινοβούλιο Σε δύο ψήφους το Ευρωπαϊκό Κοινοβούλιο εκφράζει την ευρεία υποστήριξή του για την έξυπνη μέτρηση: Κάθε οικογένεια στην ΕΕ να εγκαθίσταται με τους έξυπνους μετρητές μέχρι το 2022. Το Ευρωπαϊκό Κοινοβούλιο έχει ψηφίσει να υποστηρίξει τη διάδοση της έξυπνης μέτρησης στην Ευρωπαϊκή Ένωση. Η Ευρωπαϊκή Έξυπνη Βιομηχανική Ομάδα (ESMIG) επιδοκιμάζει τις αποφάσεις του Ευρωπαϊκού Κοινοβουλίου και επικροτεί την αυξανόμενη τάση για την έξυπνη μέτρηση στην Ευρώπη ως αποτέλεσμα της υποστήριξης της ΕΕ. Το Ευρωπαϊκό Κοινοβούλιο ενέκρινε μια συμφωνία που έγινε από τα όργανα της ΕΕ για μια νομοθεσία όσον αφορά την απελευθέρωση της αγοράς ενέργειας της ΕΕ. 33
Το πακέτο περιλαμβάνει τις οδηγίες ηλεκτρικής ενέργειας και αερίου που πρέπει τα κράτη μέλη της ΕΕ «να εξασφαλίσουν συστήματα ευφυών μετρητών». Η Οδηγία Ηλεκτρικής Ενέργειας προβλέπει την πλήρη επέκταση μέχρι το 2022 το αργότερο, με 80% των καταναλωτών να εξοπλίζονται με τα έξυπνα συστήματα μέχρι το 2020. Δεν υπάρχει καμία προθεσμία στην οδηγία αερίου. Στη συζήτηση που προηγείται της ψηφοφορίας, ο εισηγητής στην Οδηγία Ηλεκτρικής Ενέργειας, Eluned Morgan, είπε: «Αυτή η νομοθεσία επίσης θα εξασφαλίσει ότι κάθε οικογένεια στην ΕΕ θα εγκαταστήσει τους έξυπνους μετρητές [...] `» μέχρι το 2022. Αυτοί οι έξυπνοι μετρητές θα επιτρέψουν στους πελάτες να ελέγχουν καλύτερα την ενεργειακή χρήση τους και να αυξήσουν τη ενεργειακή αποδοτικότητα, που βοηθά να κόψουν τα ενεργειακά κόστη και να μειώσουν τη εκπομπή άνθρακα.» Στη δήλωσή του στο Κοινοβούλιο, ο Ενεργειακός Επίτροπος, ο Andris Piebalgs είπε: Η «κλήση του Κοινοβουλίου για την ισχυρότερη προστασία καταναλωτών και την πάλη ενάντια στην ενεργειακή ένδεια είναι τώρα φυλαγμένη στα νομοθετικά κείμενα. Στους έξυπνους μετρητές, που επιτρέπουν τους καταναλωτές να ενημερώνονται ακριβώς για την κατανάλωσή τους και που προωθούν τη ενεργειακή αποδοτικότητα, παρέχεται ένας στόχος 80% των καταναλωτών που επιτυγχάνονται μέχρι το 2020.» Περαιτέρω, στις 23 Απριλίου 2009, το Ευρωπαϊκό Κοινοβούλιο, στη πρώτη καταγραφή της Ενεργειακής Απόδοσης των κτηρίων (EPBD), 34
ψήφισε να επισπεύσει την εφαρμογή με την απαίτηση ότι όλα τα νέα κτήρια και τα κτήρια που υποβάλλονται στην ανακαίνιση εξοπλίζονται με τους έξυπνους μετρητές. Σε μια τροποποίηση στο EPBD, το Ευρωπαϊκό Κοινοβούλιο παρενέβαλε τα εξής: «Τα κράτη μέλη θα εξασφαλίσουν ότι οι έξυπνοι μετρητές εγκαθίστανται σε όλα τα νέα κτήρια και όλα τα κτήρια που υποβάλλονται σεμια σημαντική ανακαίνιση ή όποτε ένας μετρητής αντικαθίσταται, και θα ενθαρρύνει την εγκατάσταση των ενεργών συστημάτων ελέγχου όπως η αυτοματοποίηση, ο έλεγχος και τα συστήματα παρακολούθησης, όπου απαιτείται.» Ο Ανδρέας Umbach, Πρόεδρος ESMIG, είπε: «Τα μέλη του Ευρωπαϊκού Κοινοβουλίου πρόκειται να δεχτούν συγχαρητήρια στην προνοητική προσέγγιση και τη δέσμευσή τους για την 35
παραγωγή των στόχων του 20-20-20 της ΕΕ που είναι μια πραγματικότητα. Αυτό είναι μια απόφαση που προετοιμάζει το έδαφος για μια αγορά αποδοτικότερη, βιωσιμότερη και φιλική από θέμα ενέργειας στην Ευρώπη. Το έξυπνο δίκτυο αλλάζει τον τρόπο που ζούμε, παρέχοντας δημοκρατικά μέσα κατάστασης προόδου ακόμα και να επιτύχουμε ένα υψηλά και περιβαλλοντικά συνειδητό βιοτικό επίπεδο για καθέναν μας.» Υπάρχουν ενδείξεις των τύπων αλλαγών που έχουν επιπτώσεις στις βιομηχανίες που συνδέονται με την έξυπνη μέτρηση. Παραδείγματος χάριν, η πιο πρόσφατη έκθεση της electraπρωτοβουλίας της ΕΕ καταλήγει στο συμπέρασμα ότι η ευρωπαϊκή οδηγία ενεργειακών υπηρεσιών δίνει ένα φρέσκο ερέθισμα για την έξυπνη μέτρηση και την ευφυή διαχείριση δύναμης. Αυτό το ερέθισμα θα γίνει ιδιαίτερα εμφανές όταν εφαρμόζεται η οδηγία από τα κράτη μέλη μέσα στα εθνικά σχέδια ενεργειακής αποδοτικότητας τους (NEEAP). Ακόμα κι αν οι εκτιμήσεις της συνολικής επένδυσης για το ξεδίπλωμα των έξυπνων συστημάτων σε όλη την Ευρωπαϊκή Ένωση ποικίλλουν από το κράτος στο κράτος, π.χ. η εκτίμηση για το UK είναι μεταξύ 8-12B, υπάρχουν αρκετά δεδομένα ότι, σε αυτήν την περιοχή, οι εμπορικές ευκαιρίες στην ΕΕ θα αυξηθούν και ότι η ενεργειακή αποδοτικότητα θα γίνει σημαντικός επιχειρησιακός οδηγός. 36
2.5 Το 3 ο Ευρωπαϊκό πακέτο Στις 3 Σεπτεμβρίου 2009 τέθηκε σε εφαρμογή το «3 ο Πακέτο Ενέργειας της Ευρωπαϊκής Ένωσης» (EU 3rd Energy Package) [7], με το οποίο απαιτείται από τα κράτη-μέλη η «διασφάλιση της εφαρμογής Έξυπνων Μετρητών» και ο εξοπλισμός του 80% των Ευρωπαίων πολιτών με Έξυπνους Μετρητές έως το έτος 2020. Ο στόχος της Ευρωπαϊκής Ένωσης είναι να ενδυναμώσει και να προστατεύσει τα δικαιώματα των καταναλωτών, να κινητοποιήσει τους ευρωπαίους πολίτες να ενεργοποιηθούν στο θέμα της κατανάλωσης ενέργειας και να μπορούν να συμμετέχουν ενεργά στην Εσωτερική Αγορά Ηλεκτρικής Ενέργειας (Internal Energy Market, IEM) της Ευρωπαϊκής Ένωσης. Τα μέτρα που αναφέρονται στην Οδηγία (European Energy Services Directive) [6] για την προστασία των καταναλωτών είναι μεταξύ άλλων «ξεκάθαρα» και κοστοστρεφή συμβόλαια από τους Προμηθευτές ηλεκτρικής ενέργειας, διαφάνεια στην τιμολόγηση, διαφορετικοί τρόποι πληρωμής, μηδενικό κόστος αλλαγής Προμηθευτή, απλή διαδικασία για την αναφορά παραπόνων, παροχή στοιχείων κατανάλωσης τακτικά από τους Προμηθευτές στους καταναλωτές για τον έλεγχο και την «αυτορύθμιση» της κατανάλωσής τους. Οι απαιτήσεις της Οδηγίας [6] υποχρεώνουν τους Προμηθευτές να αναπροσαρμόσουν τις υπηρεσίες που παρέχουν στους Πελάτες τους και τον τρόπο τιμολόγησης αυτών. 37
Tο «3 ο Πακέτο Ενέργειας της Ευρωπαϊκής Ένωσης» πρέπει να ενσωματωθεί στη νομοθεσία των κρατών-μελών εντός 18 μηνών, δηλαδή έως τις 3 Μαρτίου 2011. Το πακέτο περιλαμβάνει δύο οδηγίες που θεσπίζουν τους κοινούς κανόνες αντίστοιχα για τις αγορές ηλεκτρικής ενέργειας και αερίου, και τρεις κανονισμούς που καλύπτουν τη θέσπιση μιας συνεταιριστικής αντιπροσωπείας για τους ενεργειακούς ρυθμιστές, της πρόσβασης στο δίκτυο για τις διασυνοριακές ανταλλαγές της ηλεκτρικής ενέργειας, και της πρόσβασης στα δίκτυα μετάδοσης φυσικού αερίου. Για να δούμε Στο πλαίσιο της οδηγίας ηλεκτρικής ενέργειας τα κράτη μέλη πρέπει να αναλάβουν μια οικονομική αξιολόγηση των δαπανών και των κερδών της έξυπνης ηλεκτρικής ενέργειας μέχρι το Σεπτέμβριο του 2012. Έκτοτε ένα χρονοδιάγραμμα πρέπει να ετοιμαστεί για την έξυπνη τεχνολογία με μία περίοδο μέχρι 10 ετών, με τουλάχιστον 80 τοις εκατό των καταναλωτών να εξοπλίζονται με έναν έξυπνο μετρητή μέχρι το 2020. Ομοίως μια οικονομική αξιολόγηση της έξυπνης μέτρησης αερίου πρέπει για να αναληφθεί από τα κράτη μέλη στο Σεπτέμβριο του 2012 και ένα χρονοδιάγραμμα προετοιμάζεται, αν και καμία προθεσμία δεν διευκρινίζεται.ο συνυπολογισμός του υποχρεωτικού έξυπνου δικτύου σε ολόκληρη την Ευρώπη έχει γίνει αποδεκτός από την Ευρωπαϊκή Έξυπνη Βιομηχανική Ομάδα (ESMIG) σε μια δήλωση, και η ομάδα προβλέπει μια αυξανόμενη ορμή προς την έξυπνη αγορά στην περιοχή. 38
Εντούτοις, ενώ το 3 ο Ευρωπαϊκό ενεργειακό πακέτο είναι μια καλή αρχή, είναι μόνο η αρχή λέει ο Ανδρέας Umbach, Πρόεδρος της ESMIG. Άλλα μέτρα προστασίας καταναλωτών στις οδηγίες, περιλαμβάνουν τις σαφείς συμβάσεις από τους φορείς παροχής υπηρεσιών, διαφανείς πληροφορίες για τα τιμολόγια, μια ευρεία επιλογή της μεθόδου πληρωμής, καμία δαπάνη για τον switching προμηθευτή, απλές διαδικασίες παραπόνων, και παροχή πραγματικών πληροφοριών και δαπανών κατανάλωσης. Το τελευταίο χρειάζεται να γίνεται αρκετά συχνά ώστε να επιτρέψουν στους καταναλωτές να ρυθμίσουν την κατανάλωσή τους. Αναμένουμε «Εάν πρόκειται να πλησιάσουμε κοντά στην πραγματοποίηση του έξυπνου δικτύου στο εγγύς μέλλον, για να επιτύχουμε τους στόχους του 20-20-20 της ΕΕ [αύξηση 20% στη ενεργειακή αποδοτικότητα, τη μείωση 20% των εκπομπών του CO2, και την αύξηση 20% στις ανανεώσιμες ενέργειες μέχρι το 2020], πρέπει να αρχίσουμε αμέσως. Η έξυπνη βιομηχανία κάνει το έργο της, αλλά τώρα εξαρτάται από τα κράτη μέλη να υποστηρίξουν το ενεργειακό πακέτο χρονικά και επίσης να εξασφαλιστεί ότι οι πολίτες τους μπορούν να απολαύσουν τα οφέλη του έξυπνου δικτύου το συντομότερο δυνατόν.» Τελικά, η «έξυπνη μέτρηση, που συνδυάζεται με τον άμεσο πελάτη, έχει παρουσιαστεί για να αυξηθεί η ενεργειακή αποδοτικότητα κατά 5-15%, και σε μερικές περιπτώσεις ακόμη και μέχρι 20%». 39
Στην Ευρώπη, τη Βόρεια Αμερική και την Αυστραλία οι ποικίλες μελέτες, τα πειραματικά προγράμματα και γενικότερα το έξυπνο σύστημα θα οδηγήσει την ενεργειακή αποταμίευση σε ποσοτό 5% 15% και μερικές φορές ακόμα και υψηλότερα όπως 20% Σύμφωνα με την Κοινοτική Οδηγία, 32006L0032, 2006/32/EK, κεφάλαιο 3, άρθρο 13, παράγραφος 2 και 3 με θέμα «Μετρητές και αναλυτικοί λογαριασμοί για την κατανάλωση ενέργειας»[5], τα κράτη μέλη πρέπει να εξασφαλίζουν ότι, κατά περίπτωση, η χρέωση που πραγματοποιείται από τους διανομείς ενέργειας, τους διαχειριστές συστημάτων διανομής και τις εταιρείες λιανικής πώλησης ενέργειας, πρέπει να βασίζεται στην πραγματική 40
ενεργειακή κατανάλωση, και να παρουσιάζεται με σαφή και κατανοητό τρόπο. Στο λογαριασμό του τελικού καταναλωτή πρέπει να υπάρχουν κατάλληλες πληροφορίες, ώστε να έχει πλήρη εικόνα του τρέχοντος ενεργειακού του κόστους. Η χρέωση με βάση την πραγματική κατανάλωση ενέργειας πρέπει να είναι αρκετά συχνή, ώστε οι καταναλωτές να μπορούν να ρυθμίζουν την ενεργειακή τους κατανάλωση. Επιπλέον, τα κράτη μέλη πρέπει να εξασφαλίζουν ότι, ανάλογα με την περίπτωση, οι διανομείς ενέργειας, οι διαχειριστές συστημάτων διανομής, ή οι εταιρείες λιανικής πώλησης ενέργειας πρέπει να παρέχουν στους τελικούς καταναλωτές, ως μέρος ή μαζί με τους λογαριασμούς τους, τις συμβάσεις τους, τις συναλλαγές τους ή/και τις αποδείξεις των σταθμών διανομής τους, τις ακόλουθες πληροφορίες κατά σαφή και κατανοητό τρόπο: Τις τρέχουσες πραγματικές τιμές και την πραγματική κατανάλωση ενέργειας. Συγκρίσεις της τρέχουσας κατανάλωσης του τελικού καταναλωτή προς την κατανάλωσή του κατά την ίδια περίοδο του προηγούμενου έτους, κατά προτίμηση υπό μορφή διαγράμματος. Συγκρίσεις με κάποιο μέσο κανονικό ή υποδειγματικό χρήστη ενέργειας της ίδιας κατηγορίας, εφόσον τούτο είναι εφικτό και χρήσιμο. Διευθύνσεις κ.λπ. οργανώσεων καταναλωτών, οργανισμών ενέργειας ή παρόμοιων οργάνων, μαζί με διευθύνσεις 41
ιστοσελίδων, από τις οποίες μπορούν να λαμβάνονται πληροφορίες για τα διαθέσιμα μέτρα βελτίωσης της ενεργειακής απόδοσης, συγκρίσεις των διαφόρων κατηγοριών τελικών χρηστών ή/και αντικειμενικές τεχνικές προδιαγραφές για εξοπλισμό που χρησιμοποιεί ενέργεια.[9] 2.6 Η σημασία της τυποποίησης Εντούτοις, μια ουσιαστική απαίτηση είναι η τυποποίηση των νέων τεχνολογιών και των συστημάτων με τους κατασκευαστές και τους χρήστες που συνεργάζονται ούτως ώστε να επιτρέψει την αποτελεσματική ολοκλήρωση κάθε επιμέρους συστατικού. Επομένως, τα μέλη ESMIG περιλαμβάνονται στις διεθνείς επιτροπές τυποποίησης όπως IEC (η διεθνής ηλεκτροτεχνική Επιτροπή) CENELEC (ευρωπαϊκή Επιτροπή για την ηλεκτροτεχνική τυποποίηση) CEN (ευρωπαϊκή Επιτροπή για την τυποποίηση) και WELMEC (δυτικοευρωπαϊκή νομική συνεργασία μέτρησης). Η ESMIG θα υποστηρίξει την εισαγωγή των ευρωπαϊκών προτύπων σε κάθε κράτος μέλος και θα βοηθήσει γενικότερα. Επιπλέον, ο στόχος είναι να καθιερωθούν τα τυποποιημένα πρωτόκολλα επικοινωνίας και τα λειτουργικά συστήματα που 42
μπορούν να χρησιμοποιηθούν στα εθνικά σύνορα, ανεξάρτητα από τους περιορισμούς. Όλα λοιπόν τείνουν να οδηγήσουν στην νέα αυτή τεχνολογία. Ας δούμε λοιπόν αναλυτικά τι είναι ο Έξυπνος μετρητής και γενικότερα ένα Έξυπνο δίκτυο και πώς λειτουργει. 43
3.1 Εισαγωγή Το έξυπνο δίκτυο καλύπτει όλες τις τεχνολογίες δηλαδή συστήματα ηλεκτρικής ενέργειας, αέριο, και θερμότητας. Έχει ιδιαίτερα πλεονεκτήματα και για τη γενική κατανάλωση ενέργειας και για τα ενεργειακά κόστη όλων των οικογενειών και των επιχειρήσεων καθώς επίσης και για τους Διαχειριστές του Δικτύου της ενεργειακής βιομηχανίας. Αντί να στείλουν άτομα που καταγράφουν στοιχεία στους μετρητές μία φορά το χρόνο, τα έξυπνα συστήματα μπορούν να αποθηκεύσουν τα στοιχεία και τον ανεφοδιασμό κατανάλωσης, μέσω των τεχνολογιών επικοινωνιών αιχμής, να κάνουν την τιμολόγηση, να διαχειριστούν τα συστήματα και να τα «διαμοιράσουν» όποτε ζητηθεί. Μόλις συλλεχθούν, μπορούν να χρησιμοποιηθούν από τις επιχειρήσεις και τους καταναλωτές και να παρέχουν μια σειρά άλλων οφελών. 3.2 Τί είναι τελικά ένας Έξυπνος Ψηφιακός Μετρητής ή αλλιώς ένα Smart Meter; Δεν υπάρχει ένας κατατοπιστικός ορισμός, το κοινό στοιχείο τους όμως είναι ότι αποτελούν μια ηλεκτρονική συσκευή μέτρησης με δυνατότητα επικοινωνίας με άλλες συσκευές. Η συσκευή μετράει 44
την ενέργεια που χρησιμοποιείται και στέλνει τις πληροφορίες στο σύστημα και από κει καταλήγουν στον πελάτη, ενημερώνοντας τον για την εκάστοτε κατανάλωση του και το αντίστοιχο κόστος αυτής. Οι έξυπνοι μετρητές έχουν τη δυνατότητα αμφίδρομης επικοινωνίας, συνήθως, δυνατότητα δηλαδή εκτός από την αποστολή δεδομένων, και την λήψη εντολών. Αποτελούν ένα οικονομικό τρόπο για μέτρηση και παρακολούθηση της κατανάλωσης, που επιτρέπει στην καλύτερη ρύθμιση της παραγωγής βασιζόμενη σε ημερήσια δεδομένα πραγματικού χρόνου (εξοικονόμηση ενέργειας και χρημάτων-μικρότερες επενδύσεις σε δίκτυα διανομής). [3] 45
Οι Έξυπνοι Μετρητές ποικίλλουν στο σχεδιασμό ανάλογα με τις συγκεκριμένες συνθήκες στην αγορά, στα διαφορετικά κράτη μέλη, και τους διαφορετικούς τύπους μετρητών σε κάθε κτίριο. Η πλειοψηφία περιλαμβάνει τις ακόλουθες λειτουργίες Ακριβής μέτρηση της ηλεκτρικής ενέργειας, του αερίου, του νερού ή της θερμότητας Μια δομή μετάδοσης δεδομένων Ένα περιβάλλον ΙΤ που ταιριάζει με τα υπόλοιπα στοιχεία Ένα σύστημα τιμολογίων κατάλληλο για τον καταναλωτή Τοπική προβολή των στοιχείων ενεργειακής χρήσης. Ας τα πάρουμε με τη σειρά 3.3 Εξυπηρέτηση Πελάτων εντός σπιτιού Επανάσταση στην εξυπηρέτηση, ο καταναλωτής δεν χρειάζεται να πάει στην Εταιρεία Παροχής Ηλεκτρικής Ενέργειας, αφού διαχειρίζεται τον μετρητή του ο ίδιος. Μιλάμε για Έξυπνες τεχνολογίες μέτρησης, οι οποίες 1. παρέχουν πληροφορίες και προς τις δύο κατευθύνσεις και υπάρχει επικοινωνία καναλιών μεταξύ του μετρητή και των άλλων μερών και των συστημάτων τους 2. επιτρέπουν την αυτοματοποιημένη καταγραφή και τη συλλογή δεδομένων στην κατανάλωση 3. επιτρέπουν την αυτόματη παράδοση των δεδομένων, την επεξεργασία και τη διαχείρισή τους 46
4. δίνουν λεπτομερώς τα δεδομένα της κατανάλωσης, συμπεριλαμβανομένων των δαπανών και των σχετικών στοιχείων εκπομπής άνθρακα που μπορούν να παρασχεθούν απομακρυσμένα (ιστορικά στοιχεία) ή τοπικά στους πελάτες (σε πραγματικό χρόνο) 5. διευκολύνουν τις προηγμένες ενεργειακές υπηρεσίες που βελτιώνουν τη ενεργειακή αποδοτικότητα και που ενθαρρύνουν μια καλύτερη χρήση της ενέργειας. Πώς όμως γίνεται αυτό? Εικόνα 3.1 Επικοινωνία του Μετρητή με τον Διαχειριστή του δικτύου 3.4 Τηλεπικοινωνιακή υποδομή Το παρακάτω σχήμα δίνει μια εικόνα της τηλεπικοινωνιακής υποδομής του συστήματος. Για να δούμε λίγο αναλυτικά το κάθε κομμάτι που λαμβάνει μέρος στην επικοινωνία και με ποιο τρόπο. 47
Εικόνα 3.2 Τηλεπικοινωνιακές λύσεις Radio Frequency Μια συσκεύη αποστολής σημάτων χαμηλού κόστους ενσωματώνεται στον ήδη υπάρχων μετρητή και η πληροφορία λαμβάνεται από το Interface του μετρητή και γίνεται η μεταφορά στον transmitter. O radio transmitter μεταφέρει την πληροφορία για αξιολόγηση στο Operation System Wireless Network Σύνδεση Μπορεί να χρησιμοποιηθεί μεταξύ του host computer και του base station. Σε τοπικές εφαρμογές μπορούν να χρησιμοποιηθούν PSTN, PLC, IP network. Η RF τεχνολογία είναι η πιο διαδεδομένη μορφή αποστολής σε AMR συστήματα 48
Με GPRS Data transmission with packet switching μέσω κινητού τηλεφώνου. Παρέχει 24ωρη ανταλλάγη δεδομένων, συνεχή με υψυλές ταχύτητες επικοινωνίας. Κάθε μετρητής στο σύστημα έχει το δίκο του GPRS module. Επειδή το GPRS είναι στο μετρητή αποφεύγονται εξωτερικές επιρροές και παρέχεται φυσική προστασία και ασφάλεια. Οι πληροφορίες κατανάλωσης των μετρητών που είναι φυσικά απομακρυσμένοι μεταξύ τους γίνεται με το υπάρχον GSM δίκτυο. RS-485 Μέσω του RS-485 γίνεται έλεγχος, καταγράφονται η ημερομηνία και η ώρα μέσω ενός Real-Time Clock. Παραδείγματος Χάριν σε 32 μετρητές με ένα κόμβο ο host στέλνει ταυτόχρονα. PLC (Power Line Carrier) Στο απομακρυσμένο σύστημα καταγραφής μέσω PLC, χρησιμοποιείται την υπάρχων υποδομή με τα καλώδια διανομής ηλεκτρισμού. Η καταγραφή της κατανάλωσης για τον καταναλωτή μεταβιβάζεται στον admin μέσω των καλωδίων μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας. 49
Να δούμε λίγο την τεχνολογία plc και ας αναλύσουμε τι ακριβώς είναι τα PLC και πώς λειτουργούν. Εικόνα 3.3 Σύστημα PLC Όπως ήδη ξέρετε, σχεδόν σε όλους τους τομείς της ζωή μας έχουν διεισδύσει οι ηλεκτρονικοί υπολογιστές. Αυτό είναι ευδιάκριτο παντού, από τον υπολογιστή που έχουμε στο σπίτι μας, έως τους υπολογιστές που χρησιμοποιούμε στη δουλειά μας,κ.λ.π. Μια πολύ διαδεδομένη μορφή τέτοιου εξειδικευμένου υπολογιστή, είναι και οι Προγραμματιζόμενοι Λογικοί Ελεγκτές ή PLC (Programmable Logic Controllers). Τους χρησιμοποιούμε στη βιομηχανία (δηλ. σε εργοστάσια, βιοτεχνίες, βιομηχανίες κ.α.) όταν χρειαζόμαστε κάποια αυτοματοποιημένη διεργασία (αυτοματισμός). Όμως γιατί το PLC είναι ένας εξειδικευμένος υπολογιστής; Το PLC υλοποιείται από μια μονάδα επεξεργασίας (που εσωτερικά 50
μοιάζει με μια λιτή έκδοση του οικιακού μας υπολογιστή), όπου εκεί εκτελούνται οι εντολές του προγράμματος μας, και τις μονάδες εισόδου και εξόδου. Οι μονάδες εισόδου παίρνουν εντολές, από διακόπτες, αισθητήρες κ.λ.π. ενώ οι μονάδες εξόδου δίνουνεντολές σε μοτέρ, ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες κ.λ.π. Άρα για κάποιον που «καταλαβαίνει» πως λειτουργεί ένας οικιακός υπολογιστής, δεν έχει πρόβλημα να κατανοήσει τη λειτουργία του PLC. Το μόνο που χρειάζεται είναι μια μικρή εξοικείωση στις διάφορες μονάδες εισόδου και εξόδου που συνδέονται στα PLC. Τέλος αυτό που απαιτεί περισσότερο κόπο για την εκμάθηση του, είναι η γλώσσα προγραμματισμούτου PLC (Ladder). Ο κάθε κατασκευαστής PLC εμπλουτίζει τη συσκευή του με ποικίλες δυνατότητες όπως χρονικά, απαριθμητές, αναλογικές και ψηφιακές εισόδους / εξόδους κ.λ.π. Άρα ο προγραμματισμός των PLC αλλάζει από μοντέλο σε μοντέλο αλλά και από κατασκευαστή σε κατασκευαστή. Αυτό που δεν αλλάζει είναι η γλώσσα προγραμματισμού που οπως αναφέραμε λέγεται Ladder. Η γλώσσα αυτή αναπτύχθηκε με σκοπό την εύκολη μετάβαση των αυτοματισμών από την εποχή της χρήσης ηλεκτρονόμων (ρελέ) στην εποχή του PLC. Η Ladder είναι μια περιγραφική γλώσσα προγραμματισμού, που συνδυάζει συνδεσμολογίες διακοπτών, ηλεκτρονόμων, απαριθμητών, χρονικών κ.α. δομικών στοιχείων.[5] 51
3.5 Το Υλικό Τεχνικές (Hardware) Απαραίτητη προϋπόθεση για να έχουμε επικοινωνία μέσω Internet είναι o διαμορφωτής ή το γνωστό σε όλους μας Modem. Παρακάτω θα δούμε μία λύση Smart System μέσω Modem. Το Tixi Meter Modems for M-Bus or S0. Εικόνα 3.4 Δομή Tixi- Modem Τα Tixi Meter Modems είναι ευφυείς υπολογιστές επικοινωνίας με μια τεράστια μνήμη στοιχείων, με αρχιτεκτονική forwarding-looking comm και βασίζονται στην τεχνολογία Διαδικτύου. Η μνήμη 2ΜΒ μπορεί να επεκταθεί μέχρι 66 ΜΒ, η οποία είναι περισσότερο από αρκετή για τα μηνύματα. Τα δεδομένα και τα μηνύματα μπορούν να αποσταλούν αυτόματα μέσω email, fax, SMS, ή του express email. Τα δεδομένα μπορούν να σταλούν στο Tixi Meter Modem, επίσης, με τη βοήθεια του ηλεκτρονικού email, SMS. 52
Το RTC (clock) μπορεί να συγχρονιστεί μέσωτου Διαδικτύου. Αυτή η διάταξη έχει αρκετά πλεονεκτήματα. Δεν απαιτείται κανένα άλλο λογισμικό ανάγνωσης Με τα Tixi Meter Modems, δεν χρειάζεται άλλο λογισμικό για ανάγνωση των δεδομένων του μετρητή και δεν χρειάζεται το modem να επεξεργαστεί τα δεδομένα που στέλνονται αφού αυτό γίνεται αυτόματα με την αποστολή ηλεκτρονικού ταχυδρομείου, fax, ή θα αποσταλούν σε έναν web server για να διαβαστούν. Data Logging μέχρι 66 ΜΒ Όλες οι μετρήσεις και οι υπόλοιπες τιμές από το M-bus (το EN 137572/3 DIN, το EN 1434-3) ή τις S0 (DIN 43864) συσκευές μπορούν να καταγραφούν σε logfiles, καθώς επίσης και οποιαδήποτε άλλα του Tixi Meter Modem. Αυτά τα λογφιλεσ μπορούν να αποσταλούν σε έναν κεντρικό ή σε διάφορους παραλήπτες (π.χ. με σκοπό ή την πραγματική ανάλυση χρήσης). Αυτά τα δεδομένα είναι διαθέσιμα σε: CSV excel αρχεία(csv = comma separated values) σε απλό κείμενο σε δυαδική μορφή κατάλληλα μορφοποιημένα να διαβαστούν από τη Μνήμη Tixi DataBase 53
Χιλιάδες μετρητές, modems, PLCs και Tixi Meter Modems μπορούν να λειτουργήσουν με τη βοήθεια μιας βάσης δεδομένων SQL. Τα καταγραμμένα δεδομένα, π.χ. πραγματικά στατιστικά χρήσης, μπορούν να αποθηκευτούν, να αναλυθούν και να απεικονιστούν εδώ. Η πρόσβαση χορηγείται στους εξουσιοδοτημένους χρήστες μόνο. Το σύστημα μπορεί να προσαρμοστεί εύκολα στις ανάγκες συνήθειας και είναι ανοικτό στις εξωτερικές συσκευές, επίσης. περισσότερες πληροφορίες για το DB Ιστού Εικόνα 3.5 Απεικόνιση Δεδομένων μέσω της Βάσης Δεδομένων Τομείς εφαρμογής του Tixi Meter Modem είναι: Απομακρυσμένη ανάγνωση μετρητών, π.χ. κάθε 15 λεπτά, κάθε ημέρα,εβδομάδα, μήνας κ.λπ. Πραγματική αναγραφή δεδομένων του M-bus ή του S0, Μνήμη 2 έως 66 ΜΒ, αποστολή στοιχείων μέσω του ηλεκτρονικού email, δε χρειάζεται λογισμικό ανάγνωσης 54
Ανίχνευση σφαλμάτων με ψηφιακα I/Os PLC Interfaces. Όλα τα πρωτόκολλα PLC εφαρμόζονται στα Tixi Meter Modems. Γνωστά Χαρακτηριστικά Η εικόνα 3.6 δείχνει τη συνδεσμολογία του Tixi Meter Modem με τους μετρητές Εικόνα 3.6 Συνδεσμολογία Tixi Meter Modem Τα Tixi Meter Modems είναι διαθέσιμα με τα εξής πρότυπα - εκδόσεις: 1. S0 Interfaces και μέχρι 8 I/O 2. M-bus και μέχρι 8 I/O Και οι δύο συσκευές είναι εξοπλισμένες με ψηφιακά I/Os, κατάλληλες για αισθητήρες και ενεργοποιητές. Αυτοί μπορούν να διαβαστούν αυτόματα από το Tixi Meter Modem. 55
Ας τα δούμε αναλυτικά 1. Tixi Meter Modem με 2 Χ S0 interface Χρησιμοποιώντας τα Tixi Meter Modem Tixi με δύο S0 interfaces, δύο συσκευές μπορούν να συνδεθούν και να χρησιμοποιηθούν ενεργά ή παθητικά. Τα πρότυπα Hx25-2S0 της Tixi Hut Line εγκαθίστανται με 2 Χ RS232, 3 I/Os και μία αναλογική είσοδος, π.χ. για τη σύνδεση ενός αισθητήρα θερμοκρασίας. Μπορούν να επεκταθούν σε μέγιστο 128 I/Os, χρησιμοποιώντας μέχρι 8 I/O Tixi Hut Line. 2. Modem μετρητών Tixi με το M-bus Τα Tixi Meter Modems με το M-bus μπορούν να συνδεθούν με μέχρι 25, 60 ή100 συσκευές M-bus. 56
Μια άλλη πρόταση από το Semiconductor είναι Με Amis-49587 Μια ειδική τεχνική επικοινωνιών γνωστή ως μετατόπιση συχνότητας, που συνδυάζει το ακριβές φιλτράρισμα, επιτρέπει την άμεση επικοινωνία στις γραμμές μεταφοράς που διαδίδονται σε όλη μια ευρεία περιοχή. Οι επαναλαμβανόμενες λειτουργίες και η χαμηλή λειτουργική συχνότητα οδηγούν σε λιγότερα λάθη επικοινωνιών από τις ανταγωνιστικές τεχνολογίες, σύμφωνα με την επιχείρηση. Δεδομένου ότι η μονάδα χτίζεται γύρω από τα πρωτόκολλα επικοινωνιών, οι έξυπνοι σχεδιαστές grid ξοδεύουν το λιγότερο χρόνο όσον αφορά τη μετάδοση. Κατά συνέπεια, οι κατασκευαστές του έξυπνου δικτύου μπορούν να αναπτύξουν λογισμικό στο μισό χρόνο. Οι κατασκευαστές πρέπει μόνο «να στείλουν τα ακατέργαστα δεδομένα στα amis-49587 και το πρωτόκολλο θα φροντίσει για τη μετάδοση στο συγκεκριμένο μέσο.» Αυτή η πτυχή λαμβάνει χαρακτηριστικά 50% των δαπανών ανάπτυξης λογισμικού. 57
«Η δυνατότητα του έξυπνου μετρητή να παράγει σε πραγματικό χρόνο διαφάνεια την κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας και αερίου επιτρέπει στους προμηθευτές και τις κυβερνήσεις να μειώσουν την απώλεια ισχύος, να βελτιστοποιήσουν την κατανάλωση και να διαχειριστούν την απαίτηση των πολύτιμων πόρων ενέργειας,» ο εν λόγω Guido Remmerie, διευθυντής του ελέγχου κινήσεων και των προϊόντων διαχείρισης της ενέργειας [10] 3.6 Επικοινωνία και Διαχείριση Πληροφοριών Οι Έξυπνοι μετρητές έχουν την δυνατότητα να μετρούν άμεσα την κατανάλωση ηλεκτρικής ισχύος και να μεταδίδουν τις μετρήσεις στις βάσεις δεδομένων στο κέντρο διαχείρισης (EIS). Εικόνα 3.7 Επικοινωνία του Μετρητή με τη Βάση Δεδομένων 58
Ο καταναλωτής μπορεί οποιαδήποτε στιγμή να έχει γνώση της πραγματικής κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας. Σε συνθήκες απελευθερωμένης αγοράς, οι εταιρείες ηλεκτρικής ενέργειας θα έχουν τη δυνατότητα να επικοινωνούν με τους καταναλωτές μέσω μηνυμάτων πάνω στον Έξυπνο Μετρητή και να προσφέρουν μειωμένες χρεώσεις κιλοβατώρας ή να κάνουν προσφορές ώστε να καταρτίσουν ειδικά προγράμματα χρέωσης με βάση τις ώρες κατανάλωσης της ηλεκτρικής ενέργειας. Η αύξηση της τιμής της κιλοβατώρας σε περιόδους αιχμής είναι μια μέθοδος που μπορεί να μειώσει την αντίστοιχη ζήτηση με αποτέλεσμα τεράστιο όφελος τόσο για τον παραγωγό όσο και την γενικότερη πολιτική εξοικονόμησης. Με την αυτόματη αναγνώριση μετρητή, ο διαχειριστής θα είναι σε θέση να γνωρίζει σε πραγματικό χρόνο την κατανάλωση ενέργειας κάθε οικίας, επιχείρησης, βιομηχανίας κτλ., γεγονός που αποτελεί τεράστιο όφελος και εξοικονόμηση οικονομικών και ανθρωπίνων πόρων, αφού μεγάλος αριθμός υπαλλήλων της ΔΕΗ απασχολείται για τη μέτρηση της ηλεκτρικής ενέργειας στους μετρητές ή υποθέτει ένα ποσό κατανάλωσης με βάση στατιστικά δεδομένα και σε επόμενους λογαριασμούς διορθώνει τις αποκλίσεις από την πραγματικότητα. Αυτό το γεγονός μειώνει την αξιοπιστία του παρόχου και προβληματίζει τους πελάτες ως προς το ύψος τωνλογαριασμών τους. Επιβάλλεται συνεπώς η εγκατάσταση και η χρήση συστημάτων έξυπνων μετρητών αν θέλουμε να εξασφαλίσουμε καλύτερη διαχείριση της ενέργειας, αλλά 59
και αν θέλουμε να υπακούσουμε στο Κοινοτικό Δίκαιο. Ας δούμε τώρα την αρχιτεκτονική ενός τυπικού συστήματος αυτόματης μέτρησης. 60