Sodobne tehnologije pametnih števcev za zanesljivo spremljanje električne energije v domovih in stavbah

Natančno spremljanje električne energije je postalo ključna zahteva v sodobnih stanovanjskih, poslovnih in industrijskih okoljih. Ker električni sistemi vključujejo obnovljive vire energije, visoko učinkovito opremo za ogrevanje, prezračevanje in klimatizacijo ter porazdeljene obremenitve, se povečuje potreba po zanesljivemspremljanje električnih števcevše naprej narašča. Današnji pametni števci ne merijo le porabe, temveč zagotavljajo tudi preglednost v realnem času, signale avtomatizacije in globlje analitične vpoglede, ki podpirajo učinkovitejše upravljanje z energijo.

Ta članek preučuje tehnologije, na katerih temeljijo sodobni pametni števci, njihovo praktično uporabo in oblikovalske vidike, ki so najpomembnejši za inženirje, sistemske integratorje in proizvajalce.

1. Naraščajoča vloga spremljanja električne energije v sodobnih energetskih sistemih

Električni sistemi so v zadnjem desetletju postali bistveno bolj dinamični.
Potrebo po natančnem spremljanju v realnem času oblikuje več trendov:

• Naraščajoča uporaba sončne energije, toplotnih črpalk in polnjenja električnih vozil

• Prehod s tradicionalnih panelov na povezane, avtomatizirane sisteme

• Povpraševanje po vidljivosti na ravni tokokrogov v pametnih domovih in poslovnih stavbah

• Integracija z lokalnimi energetskimi platformami, kot soDomači pomočnik

• Zahteve glede energetske preglednosti pri poročanju o trajnosti

• Potrebe po podštevilčenju za večstanovanjske stavbe

V vseh teh primerih je zanesljiva nadzorna naprava – ne le števec – bistvenega pomena. Zato so tehnologije, kot jemonitor električnega števcain večfazni pametni števci so zdaj široko uporabljeni v gradbenih in energetskih projektih.

2. Brezžične tehnologije, ki se uporabljajo v sodobnih pametnih števcih

Pametni števci danes uporabljajo različne komunikacijske tehnologije, odvisno od okolja, načina namestitve in zahtev glede integracije.

2.1 Pametni števci na osnovi Zigbeeja

Zigbee ostaja vodilna tehnologija za lokalno merjenje energije zaradi svoje stabilnosti in nizkoenergijskega omrežja. Široko se uporablja v:

• Pametna stanovanja in stanovanjski kompleksi

• Energetsko ozaveščena avtomatizacija doma

• Prehodi, ki poganjajo lokalne nadzorne sisteme

• Aplikacije, kjer je treba čim bolj zmanjšati odvisnost od interneta

Zigbee števci se pogosto uporabljajo tudi zMonitor porabe energije domačega pomočnikanadzorne plošče prek Zigbee2MQTT, kar omogoča lokalno vizualizacijo v realnem času brez zunanjih storitev v oblaku.

2.2 Pametni števci Wi-Fi

Wi-Fi se pogosto izbere, kadar so potrebne oddaljene nadzorne plošče ali platforme za analitiko v oblaku.
Prednosti vključujejo:

• Neposredna komunikacija z oblakom

• Zmanjšana potreba po lastniških prehodih

• Idealno za energetske platforme, ki temeljijo na SaaS

• Praktično tako za domače kot manjše poslovne objekte

Pametni števci Wi-Fi se pogosto uporabljajo za pridobivanje vpogledov v porabo za stanovanjske uporabnike ali za podporo analitike ravni obremenitve v trgovinah z živili, učilnicah ali prodajnih prostorih.

2.3 Pametni števci LoRa

Naprave LoRa so zelo primerne za širokopasovno energetsko uvajanje:

• Kmetijski objekti

• Kampusna okolja

• Industrijski parki

• Razpršene sončne elektrarne

Ker LoRa zahteva minimalno infrastrukturo in zagotavlja komunikacijo na dolge razdalje, se pogosto izbere za scenarije, kjer so števci razporejeni po velikih območjih.

2.4 Pametni števci 4G/LTE

Za komunalna podjetja, nacionalne programe in velike korporativne projekte ostajajo mobilna pametna števca ena najbolj zanesljivih tehnologij.
Delujejo neodvisno od lokalnih omrežij Wi-Fi ali Zigbee, zaradi česar so praktični za:

• Oddaljena energetska sredstva

• Terenske namestitve

• Projekti, ki zahtevajo zagotovljeno povezljivost

Celični števci omogočajo tudi neposredno integracijo s centri za nadzor v oblaku, ki jih uporabljajopodjetja za pametne števce, telekomunikacijski operaterji in ponudniki energetskih storitev.

3. Zasnove CT-jev s kleščami in njihove prednosti

Tokovni transformatorji (CT) s kleščami so postali prednostna metoda za izvajanje spremljanja energije v realnem času, zlasti v okoljih, kjer je spreminjanje obstoječega ožičenja nepraktično.

Prednosti vključujejo:

• Namestitev brez odklopa tokokrogov

• Minimalne motnje za stanovalce ali delovanje

• Združljivost s širokim razponom napetosti in konfiguracij ožičenja

• Zmožnost spremljanja enofaznih, deljenih ali trifaznih sistemov

• Primernost za stanovanjske, poslovne in lahke industrijske aplikacije

Modernoklešče za merilnikezagotavljajo podatke o moči, toku, napetosti, uvozu/izvozu energije v realnem času in – če je podprto – diagnostiko po fazah.

4. Podmerjenje in večvezno spremljanje v realnih uvedbah

Poslovne stavbe, hoteli, večstanovanjske enote in industrijski objekti vse bolj zahtevajo natančen pregled porabe električne energije. En sam obračunski števec ni več dovolj.

Aplikacije vključujejo:

● Razporeditev energije med več enotami

Razvijalci nepremičnin in upravljavci stavb pogosto potrebujejo podatke o porabi na enoto za pregledno obračunavanje in poročanje o porabi s strani najemnikov.

● Integracija sončne energije in neto merjenje

Dvosmerni merilnik nadzorapodpira merjenje uvoza in izvoza sončne energije v realnem času.

● Diagnostika HVAC in toplotnih črpalk

Spremljanje kompresorjev, klimatskih naprav in obtočnih črpalk omogoča prediktivno vzdrževanje in izboljšanje učinkovitosti.

● Izravnava obremenitve v trifaznih sistemih

Neenakomerna obremenitev faz lahko povzroči neučinkovitost, povečano segrevanje ali obremenitev opreme.
Pametni števci z vidnostjo na ravni faz pomagajo inženirjem pri reševanju teh težav.

5. Zahteve za integracijo: Kaj inženirji dajejo prednost

Pametni merilni sistemi potrebujejo več kot le natančne meritve; učinkovito se morajo vključiti v različne energetske platforme in nadzorne arhitekture.

Ključni dejavniki vključujejo:

● Komunikacijski vmesniki

• Zigbee grozdi za avtomatizacijo doma in stavb

• Wi-Fi z MQTT ali varnim HTTPS

• Lokalni TCP vmesniki

• Strežniki omrežja LoRaWAN

• 4G/LTE z oblačnimi API-ji

● Pogostost posodabljanja in oblike poročanja

Različne aplikacije zahtevajo različne intervale poročanja.
Optimizacija sončne energije lahko zahteva posodobitve v manj kot 5 sekundah, medtem ko lahko nadzorne plošče stavb dajejo prednost stabilnim 10-sekundnim intervalom.

● Dostopnost podatkov

Odprti API-ji, teme MQTT ali komunikacija v lokalnem omrežju omogočajo inženirjem integracijo merilnikov v:

• Energetske nadzorne plošče

• Platforme za upravljanje stavb

• Pametni domači krmilniki

• Programska oprema za spremljanje komunalnih storitev

● Električna združljivost

Števci morajo podpirati:

• Enofazni 230 V

• Deljeno-fazno 120/240 V (Severna Amerika)

• Trifazni 400 V

• Visokotokovni tokokrogi prek CT klešč

Proizvajalci s široko združljivostjo poenostavljajo mednarodno uvajanje.

6. Kje se uporablja tehnologija pametnih števcev

● Stanovanjski pametni energetski sistemi

Pametni domovi imajo koristi od vidnosti na ravni tokokrogov, pravil avtomatizacije in integracije z obnovljivimi viri energije.

● Poslovne stavbe

Hoteli, kampusi, trgovine na drobno in poslovne stavbe uporabljajo pametne števce za optimizacijo obremenitev in zmanjšanje porabe energije.

● Projekti porazdeljene sončne energije

Monterji fotovoltaičnih sistemov uporabljajo števce za sledenje proizvodnje, usklajevanje porabe in optimizacijo razsmernikov.

● Industrijska in lahka proizvodnja

Pametni števci podpirajo upravljanje obremenitve, diagnostiko opreme in dokumentacijo o skladnosti.

● Večstanovanjske stavbe

Podštevci omogočajo natančno in pregledno razporeditev porabe za najemnike.

7. Kako OWON prispeva k sodobnemu pametnemu merjenju (tehnična perspektiva)

Kot dolgoročni razvijalec in proizvajalec pametnih energetskih naprav OWON ponuja merilne rešitve, ki temeljijo na stabilnosti, prilagodljivosti integracije in dolgoročnih zahtevah po uvajanju.
Namesto da bi ponujal samostojne potrošniške naprave, se OWON osredotoča na inženirske zasnove, ki ustrezajo potrebam:

• Sistemski integratorji

• Proizvajalci sončne energije in HVAC sistemov

• Ponudniki energetskih storitev

• Razvijalci pametnih domov in stavb

• B2B veleprodajni in OEM/ODM partnerji

OWON-ov portfelj vključuje:

• Zigbee, Brezžično omrežje, LoRain4Gpametni števci

• Sponke za večfazno in večvezno spremljanje

• Podpora za domačega pomočnika prek Zigbee ali MQTT

• Lokalni API-ji in integracija prehodov za energetske platforme po meri

• Prilagodljiva strojna in vdelana programska oprema za programe OEM/ODM

Naprave podjetja se uporabljajo pri nadgradnjah stanovanjskih objektov, komunalnih programih, uvajanju sončnih elektrarn in komercialnih energetskih sistemih, kjer sta zanesljivost in ponovljivost bistvenega pomena.

Zaključek

Spremljanje električne energije ima zdaj ključno vlogo v sodobnih energetskih sistemih, saj omogoča boljšo preglednost, avtomatizacijo in učinkovitost v domovih, stavbah in industrijskih okoljih.
Ne glede na to, ali aplikacija vključuje avtomatizacijo Home Assistant, upravljanje stavb na ravni portfelja ali programe pametnega merjenja na nacionalni ravni, osnovne zahteve ostajajo nespremenjene: natančnost, stabilnost in dolgoročna sposobnost integracije.

Za organizacije, ki iščejo zanesljive rešitve, večprotokolne pametne merilnike – z odprtimi vmesniki in robustno merilno zmogljivostjo – zagotavljajo prilagodljivost, potrebno za podporo sedanjim in prihodnjim energetskim aplikacijam. Proizvajalci, kot je OWON, prispevajo k temu razvoju z zagotavljanjem praktičnih, inženirsko pripravljenih naprav, ki se brezhibno integrirajo v sodobne energetske ekosisteme.

Povezano branje:

《Kako pametni števec sončnih panelov spreminja vidnost energije za sodobne fotonapetostne sisteme》