Έξυπνος μετρητής
«Έξυπνος» είναι ο ψηφιακός μετρητής, που συλλέγει ψηφιακά τα στοιχεία κατανάλωσης, τα αποθηκεύει, τα επεξεργάζεται και τα μεταφέρει ή τα αποστέλλει σε κατάλληλους αποδέκτες.
Τέτοιοι είναι οι νέοι ηλεκτρονικοί οικιακοί μετρητές κατανάλωσης ρεύματος που αντικαθιστούν τους παλιούς αναλογικούς. Βέβαια εκτός από την κατανάλωση ρεύματος, η ανάγκη μέτρησης καταναλώσεων βάσει χρόνου, επεκτείνεται και στο φυσικό αέριο, στο νερό κ.λ.π.
Όλα τα ψηφιακά στοιχεία μέτρησης του έξυπνου μετρητή, συσχετίζονται με αντίστοιχα στοιχεία τιμολόγησης και μεταφέρονται στους διαχειριστές μετρήσεων. Μπορούμε λοιπόν να έχουμε ενδείξεις στιγμιαίας κατανάλωσης, συνολικής ή και σε συγκεκριμένες περιόδους για στατιστική ανάλυση. Οι μετρήσεις όμως αφορούν και την παραγωγή ενέργειας, ή την παροχή νερού κ.λ.π όπως συμβαίνει με τα φωτοβολταϊκά πάρκα που τροφοδοτούν το γενικό δίκτυο παροχής ενέργειας. Έτσι οδηγούμαστε σε περισσότερο ευέλικτα δίκτυα όσον αφορά τις μετρήσεις αλλά και την τιμολόγηση των καταναλώσεων. Αυτά ονομάζονται έξυπνα δίκτυα.
Έξυπνο δίκτυο
Τέτοιο δίκτυο διανομής είναι το ψηφιακό ή αλλιώς το ευφυές δίκτυο διανομής. Μέχρι τώρα, έχουμε την εικόνα της κεντρικής παραγωγής ενέργειας από μεγάλα εργοστάσια θερμοηλεκτρικά, υδροηλεκτρικά κ.λ.π όπου η ενέργεια παράγεται κεντρικά. Τώρα πια εμφανίζονται νέοι αποκεντρωμένοι ενεργειακοί προμηθευτές, όπως για παράδειγμα οι φωτοβολταϊκές εγκαταστάσεις, τα συνδυασμένα συστήματα θέρμανσης και ισχύος κ.α. Αυτό το δίκτυο αλλάζει από στατικό σε ένα πιο δυναμικό. Οπότε προκύπτει η ανάγκη για ένα ευέλικτο δίκτυο διανομής ώστε εξασφαλιστεί η μελλοντική παροχή ενέργειας και να προετοιμαστεί το έδαφος για την έξυπνη μέτρηση. Στο διπλανό σχήμα αποτυπώνεται μια άποψη τέτοιου έξυπνου δικτύου (πηγή: www.europa.eu)
Έξυπνη μέτρηση – Smart Metering
Σύμφωνα με την ευρωπαϊκή και εθνική νομοθεσία, οι ενεργειακοί προμηθευτές υποχρεώνονται από το 2011 να εγκαθιστούν έξυπνους μετρητές και να χρησιμοποιούν μεταβλητά τιμολόγια. Το τελευταίο είναι μια σημαντική διαφοροποίηση αφού η τιμολόγηση γίνεται ανάλογα με το ύψος της κατανάλωσης κάθε στιγμή ή για συγκεκριμένη χρονική περίοδο της κατανάλωσης. Έτσι στοχεύουν στην μείωση των καταναλώσεων παρέχοντας κατά κάποιον τρόπο ένα κίνητρο για εξοικονόμηση ενέργειας. Οι προδιαγραφές δίνουν μεγάλη έμφαση σε ένα ανοικτό διαλειτουργικό σύστημα, στο οποίο οι έξυπνοι μετρητές διάφορων κατασκευαστών μπορούν να επικοινωνήσουν μεταξύ τους όπως γίνεται με το KNX. Μια άλλη σημαντική διαφορά έναντι άλλων προτάσεων είναι η ενσωμάτωση άλλων μέσων όπως την ηλεκτρική ενέργεια, το αέριο, το νερό, και την θερμότητα ως τμήμα ενός ολοκληρωμένου συστήματος.
Ο καταναλωτής έχει τη δυνατότητα πρόσβασης στα μετρούμενα στοιχεία είτε μέσω διαδικτύου (σύνδεση IP) είτε μέσω ασύρματης KNX (RF) σύνδεσης. Κατ’ επέκταση οι μετρήσεις της κατανάλωση ενέργειας ή και της παραγωγής είναι διαθέσιμες τόσο στους καταναλωτές όσο και στους παραγωγούς. Αυτές απεικονίζεται σε οθόνες, αποθηκεύονται και αξιοποιούνται σαν δεδομένα αυτόματων λειτουργιών για περισσότερο συνειδητή κατανάλωση ενέργειας.
Τα στοιχεία μπορούν επιπλέον να σταλούν με ηλεκτρονικό ταχυδρομείο μέσω των πακέτων λογισμικού απεικόνισης ή μιας οθόνης αφής στο τμήμα ελέγχου, για λόγους εποπτείας. Τα δεδομένα αυτά από οικίες ή ξενοδοχεία κ.λ.π. καταγράφονται ή αποθηκεύονται τοπικά σε μνήμη αλλά και σε εξωτερικά μέσα αποθήκευσης όπως σε κάρτες SD, και μπορούν να υποβληθούν σε περαιτέρω επεξεργασία. Το παραπάνω σχήμα αποτυπώνει διαγραμματικά την συνολική διαχείριση των καταναλώσεων και την τιμολόγηση αυτών.
Έξυπνοι Ενεργοποιητές και Διαχείριση Φορτίων
Στο πλαίσιο όλων των παραπάνω και για να μειωθεί η κατανάλωση ενέργειας με επιπλέον λειτουργίες αυτοματισμού, κυκλοφορούν πλέον στο εμπόριο ΚΝΧ ενεργοποιητές με διευρυμένη λειτουργικότητα. Εκτός από τις συνηθισμένες διαδικασίες ενεργοποίησης και απενεργοποίησης φορτίων αυτοί μετρούν και την κατανάλωση ισχύος των φορτίων που τροφοδοτούν ή την ενέργεια που δαπανούν αυτά και παραμετροποιούνται έτσι ώστε να τα ελέγχουν υπό συνθήκες.
Θα μπορούσε ο ενεργειακός πάροχος να επιβάλει ένα προσυμφωνημένο όριο μέγιστης κατανάλωσης ισχύος ή μέγιστης συνολικής ταυτόχρονης ενεργειακής ροής ανάλογα με τις προδιαγραφές των εγκατεστημένων συστημάτων ή των δυνατοτήτων του δικτύου.
Ακόμη θα μπορούσε η οδήγηση των φορτίων να γίνεται ανάλογα με την παραγόμενη ενέργεια. Αυτό σημαίνει ότι όταν η εγκατάσταση των φωτοβολταϊκών παράγει χαμηλά επίπεδα ενέργειας είτε οι συσσωρευτές ενεργειακής αποθήκευσης είναι εκφορτισμένοι, το ψυγείο θα σβηστεί. Ωστόσο κρίσιμη είναι η υψηλότερη θερμοκρασία που θα επιτρέψουμε να φθάσει το ψυγείο για να μην χαλάσουν τα τρόφιμα που περιέχει. Με το KNX είναι δυνατή η διαχείριση φορτίων σε ένα δωμάτιο ή σε ένα κτίριο, ενώ μέσω ΚΝΧnet / IP ακόμη και σε ολόκληρη πόλη.
Ηλιακή θερμική ενέργεια, συνδυασμός θερμότητας και ισχύος
Για το σύστημα θέρμανσης ή κλιματισμού συνδυάζονται όλες οι πηγές ενέργειας, είτε με καύσιμο είτε με ενέργεια από τον ήλιο είτε με γεωθερμία οπότε μιλάμε για συνδυασμένο σύστημα θερμότητας και ισχύος. Με μία μόνο πύλη, επικοινωνεί ο λέβητας, το boiler και το σύστημα ηλιακού θερμικού ενεργειακού συλλέκτη, με την οπτικοποίηση-διαχείριση των δεδομένων σε ενιαίο σύστημα διαχείρισης ΚΝΧ.
Να σημειώσουμε εδώ ότι αυτοί οι ενεργοποιητές συνήθως δεν είναι πιστοποιημένοι ή βαθμονομημένοι αλλά μπορούν να βοηθήσουν τους χρήστες να διαχειριστούν την κατανάλωση της ενέργειάς τους ή να έχουν μια πιο ξεκάθαρη εποπτεία της απόδοσης των συστημάτων τους.
Φωτοβολταϊκά
Μιλάμε για τα φωτοβολταϊκά συστήματα όταν χρησιμοποιείται η ηλιακή ενέργεια ως βάση για να παραχθεί ανανεώσιμη ενέργεια. Όπως συμβαίνει με τα ηλιακά θερμικά ενεργειακά συστήματα, αυτά μπορούν να ενσωματωθούν στο KNX μέσω μιας λύσης πυλών-gateways. Το πλεονέκτημα για να ενσωματώσει κανείς αυτά τα συστήματα βρίσκεται στο γεγονός ότι η τρέχουσα παραγωγή και οι μετρημένες τιμές μπορούν να παρουσιαστούν στον πελάτη με πολλούς διαφορετικούς τρόπους.
Με την χρήση μιας απεικόνισης, είναι δυνατό για παράδειγμα να σταλούν αυτές οι πληροφορίες μία φορά την εβδομάδα μέσω του ηλεκτρονικού ταχυδρομείου ή να καταγραφούν τα στοιχεία με μορφή csv. Οι διαθέσιμες τιμές μπορούν επίσης να παρουσιαστούν σε μια οθόνη αφής ή ένα smartphone. Στην οπτικοποίηση, τα στοιχεία μπορούν να παρουσιαστούν ως πεδία ή γραφικές παραστάσεις κατανάλωσης.
Επίλογος
Η εξέλιξη στους αισθητήρες, τους ενεργοποιητές και την επεξεργασία των δεδομένων που προκύπτουν από τις μετρήσεις και τις καταγραφές, μας οδηγεί σε μια πολύ διαφορετική πια διαχείριση της ενέργειας. Ο συνδυασμός και η διαχείριση είναι οι λέξεις κλειδιά. Με έξυπνα ολοκληρωμένα συστήματα όπως το ΚΝΧ, μπορούμε να δούμε τι καταναλώνει πολύ ενέργεια, ποιες ώρες και ποιες μέρες του έτους καταναλώνουμε ή παράγουμε μεγαλύτερα ποσά ενέργειας. Βάσει αυτών των πληροφοριών μπορούμε να προσαρμόσουμε την δαπανώμενη ενέργεια με την παραγόμενη που γίνεται όλο και πιο ακριβή, αλλά και να συσχετίσουμε την προβλεπόμενη παραγωγή με την πραγματική παραγωγή για ρεαλιστικές μελέτες εγκατάστασης.
Εικόνες και Πληροφορίες: KNX.Org
Πελαδαρινός Νίκος
Πιστοποιημένος Εκπαιδευτής ΚΝΧ
(Κέντρο εκπαίδευσης και πιστοποίησης ΚΝΧ Τεχνική Εκπαιδευτική)
Εκπαιδευτικός Ηλεκτρονικός Α.Σ.Ε.ΤΕ.Μ. Σ.Ε.ΛΕ.Τ.Ε.