مقدمه: چرا نظارت هوشمند بر انرژی دیگر اختیاری نیست

همزمان با حرکت کشورها به سمت برق‌رسانی، ادغام انرژی‌های تجدیدپذیر و مشاهده‌ی بار در لحظه، نظارت هوشمند بر انرژی به یک الزام اساسی برای سیستم‌های انرژی مسکونی، تجاری و در مقیاس صنعتی تبدیل شده است. استقرار مداوم کنتورهای هوشمند در بریتانیا، یک روند جهانی بزرگ‌تر را نشان می‌دهد: دولت‌ها، نصاب‌ها، یکپارچه‌سازان HVAC و ارائه‌دهندگان خدمات انرژی به طور فزاینده‌ای به راه‌حل‌های دقیق، شبکه‌ای و سازگار برای نظارت بر مصرف انرژی نیاز دارند.

در عین حال، علاقه خود را در عباراتی مانندپریز برق هوشمند, دستگاه هوشمند نظارت بر مصرف برق، وسیستم هوشمند نظارت بر مصرف برق با استفاده از اینترنت اشیانشان می‌دهد که هم مصرف‌کنندگان و هم ذینفعان B2B به دنبال راه‌حل‌های نظارتی هستند که نصب آنها آسان‌تر، مقیاس‌پذیری آنها آسان‌تر و ادغام آنها در ساختمان‌های توزیع‌شده آسان‌تر باشد.

در این چشم‌انداز، سخت‌افزار اینترنت اشیا مبتنی بر مهندسی نقش مهمی در پیوند دادن زیرساخت‌های الکتریکی سنتی با پلتفرم‌های انرژی دیجیتال مدرن ایفا می‌کند.

۱. آنچه سیستم‌های مدرن نظارت هوشمند بر توان باید ارائه دهند

این صنعت بسیار فراتر از کنتورهای تک منظوره حرکت کرده است. سیستم‌های نظارت بر انرژی امروزی باید:

۱. انعطاف‌پذیر در فرم فاکتور

محیط‌های مختلف استقرار به سخت‌افزاری نیاز دارند که با نقش‌های مختلف سازگار باشد:

• پریز برق هوشمند با قابلیت نظارتبرای قابلیت مشاهده در سطح دستگاه

• پریز مانیتور برقبرای لوازم الکترونیکی مصرفی

• گیره مانیتور قدرت هوشمندبرای برق شهری، انرژی خورشیدی و سیستم تهویه مطبوع

• بریکر هوشمند مانیتورینگ برقبرای کنترل بار

• مانیتورهای انرژی چند مدارهبرای فضاهای تجاری

این انعطاف‌پذیری به معماری سیستم اجازه می‌دهد تا از یک دستگاه تا ده‌ها مدار مقیاس‌پذیر باشد.

۲. سازگاری بی‌سیم چند پروتکلی

استقرارهای مدرن به فناوری‌های بی‌سیم متنوعی نیاز دارند:

انعطاف‌پذیری بی‌سیم به ویژه با ادغام فزاینده‌ی خانه‌ها و ساختمان‌ها با سیستم‌های فتوولتائیک خورشیدی، پمپ‌های حرارتی، شارژرهای خودروهای برقی و سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی، اهمیت ویژه‌ای پیدا کرده است.

۳. معماری اینترنت اشیا باز و تعامل‌پذیر

یک سیستم هوشمند نظارت بر توان با استفاده از اینترنت اشیا باید به طور یکپارچه به موارد زیر متصل شود:

• دستیار خانگی

• کارگزاران MQTT

• پلتفرم‌های BMS/HEMS

• ادغام‌های ابر به ابر

• زیرساخت مخصوص تولیدکنندگان اصلی تجهیزات (OEM)

تقاضای رو به رشد برایدستیار خانگی مانیتور هوشمند قدرتنشان می‌دهد که یکپارچه‌سازان، سخت‌افزاری می‌خواهند که بدون نیاز به سیم‌کشی مجدد سفارشی، با اکوسیستم‌های اتوماسیون موجود سازگار باشد.

۲. سناریوهای کلیدی کاربرد که رشد بازار را هدایت می‌کنند

۲.۱ قابلیت مشاهده انرژی مسکونی

صاحبان خانه به طور فزاینده‌ای به مانیتورهای هوشمند انرژی روی می‌آورند تا الگوهای مصرف واقعی را درک کنند. مانیتورهای مبتنی بر پریز، تجزیه و تحلیل در سطح لوازم خانگی را بدون سیم‌کشی مجدد امکان‌پذیر می‌کنند. سنسورهای گیره‌ای، امکان مشاهده کل خانه و تشخیص خروج انرژی خورشیدی را فراهم می‌کنند.

۲.۲ هماهنگی سیستم‌های فتوولتائیک خورشیدی و ذخیره‌سازی انرژی

مانیتورهای گیره‌ایاکنون در استقرار PV برای موارد زیر ضروری هستند:

• اندازه‌گیری واردات/صادرات (دو طرفه)

• جلوگیری از جریان معکوس برق

• بهینه‌سازی باتری

• کنترل شارژر EV

• تنظیمات اینورتر در لحظه

نصب غیرتهاجمی آنها، آنها را برای مقاوم‌سازی و پذیرش انرژی خورشیدی در مقیاس بزرگ ایده‌آل می‌کند.

۲.۳ اندازه‌گیری فرعی تجاری و صنعتی سبک

مانیتورهای انرژی چند مدارهاز خرده‌فروشی‌ها، مهمان‌نوازی‌ها، ساختمان‌های اداری، فضاهای فنی و امکانات عمومی پشتیبانی می‌کند. موارد استفاده معمول عبارتند از:

• پروفایل انرژی در سطح تجهیزات

• تخصیص هزینه بین طبقات/مستأجرین

• مدیریت تقاضا

• ردیابی عملکرد سیستم تهویه مطبوع (HVAC)

• رعایت برنامه‌های کاهش مصرف انرژی

۳. نحوه عملکرد نظارت هوشمند بر توان (جزئیات فنی)

سیستم‌های مدرن، یک خط لوله کامل اندازه‌گیری و ارتباطات را ادغام می‌کنند:

۳.۱ لایه اندازه‌گیری

• کلمپ‌های CT از بارهای جریان پایین تا ۱۰۰۰ آمپر رتبه‌بندی شده‌اند

• نمونه‌برداری RMS برای ولتاژ و جریان دقیق

• اندازه‌گیری دو جهته در زمان واقعی

• توسعه چند مداره برای محیط‌های سازمانی

۳.۲ لایه منطق بی‌سیم و لبه

جریان داده‌های انرژی از طریق:

• ماژول های Wi-Fi، Zigbee، LoRa یا 4G

• میکروکنترلرهای تعبیه‌شده

• پردازش لبه-منطقی برای انعطاف‌پذیری آفلاین

• پیام‌های رمزگذاری‌شده برای انتقال امن

۳.۳ لایه ادغام

پس از پردازش داده‌ها، به آدرس زیر ارسال می‌شود:

• داشبوردهای دستیار خانگی

• پایگاه‌های داده MQTT یا InfluxDB

• پلتفرم‌های ابری BMS/HEMS

• برنامه‌های سفارشی OEM

• سیستم‌های پشتیبانی تاسیسات

این معماری لایه‌ای، نظارت هوشمند بر توان را در انواع ساختمان‌ها بسیار مقیاس‌پذیر می‌کند.

۴. انتظارات مشتریان B2B از یک پلتفرم مانیتورینگ مدرن

بر اساس روندهای جهانی استقرار، مشتریان B2B به طور مداوم موارد زیر را در اولویت قرار می‌دهند:

• نصب سریع و غیرتهاجمی

سنسورهای گیره‌ای به طور قابل توجهی نیاز به نیروی کار ماهر را کاهش می‌دهند.

• ارتباط بی‌سیم قابل اعتماد

محیط‌های حیاتی نیازمند اتصال قوی و با تأخیر کم هستند.

• طراحی پروتکل باز

قابلیت همکاری برای استقرار در مقیاس بزرگ ضروری است.

• مقیاس‌پذیری در سطح سیستم

سخت‌افزار باید از یک مدار یا ده‌ها مدار در یک پلتفرم پشتیبانی کند.

• سازگاری الکتریکی جهانی

سیستم‌های تک فاز، فاز شکسته و سه فاز همگی باید پشتیبانی شوند.

چک لیست ویژگی‌ها برای انتخاب یک پلتفرم نظارت هوشمند بر توان

این جدول به یکپارچه‌سازان کمک می‌کند تا به سرعت الزامات سیستم را ارزیابی کرده و یک معماری مقیاس‌پذیر را انتخاب کنند که متناسب با نیازهای فعلی و آینده باشد.

۵. نقش OWON در اکوسیستم‌های نظارت هوشمند بر انرژی (غیرتبلیغاتی، جایگاه‌یابی تخصصی)

با بیش از یک دهه تجربه در مهندسی سخت‌افزار اینترنت اشیا، OWON در استقرارهای جهانی شامل اندازه‌گیری مسکونی، اندازه‌گیری فرعی تجاری، سیستم‌های HVAC توزیع‌شده و راهکارهای نظارت بر PV مشارکت داشته است.

پلتفرم‌های محصول OWON از موارد زیر پشتیبانی می‌کنند:

• مترولوژی گیره CT از جریان کم تا زیاد

مناسب برای مدارهای خانگی، پمپ‌های حرارتی، شارژ خودروهای برقی و فیدرهای صنعتی.

• ارتباط بی‌سیم چند پروتکلی

گزینه‌های Wi-Fi، Zigbee، LoRa و 4G بسته به مقیاس پروژه.

• معماری‌های سخت‌افزاری ماژولار

موتورهای اندازه‌گیری قابل اتصال، ماژول‌های بی‌سیم و محفظه‌های سفارشی.

• مهندسی OEM/ODM

سفارشی‌سازی میان‌افزار، یکپارچه‌سازی مدل داده، توسعه پروتکل، نگاشت API ابری، سخت‌افزار با برچسب سفید و پشتیبانی از صدور گواهینامه.

این قابلیت‌ها به شرکت‌های انرژی، تولیدکنندگان سیستم‌های تهویه مطبوع، یکپارچه‌سازان ذخیره‌سازی انرژی خورشیدی و ارائه‌دهندگان راهکارهای اینترنت اشیا اجازه می‌دهد تا راهکارهای نظارت هوشمند برندسازی‌شده را با چرخه‌های توسعه کوتاه‌تر و ریسک مهندسی پایین‌تر پیاده‌سازی کنند.

۶. نتیجه‌گیری: نظارت هوشمند بر مصرف برق، آینده ساختمان‌ها و سیستم‌های انرژی را شکل می‌دهد

با افزایش سرعت برق‌رسانی و انرژی توزیع‌شده در سطح جهان، نظارت هوشمند بر برق برای خانه‌ها، ساختمان‌ها و ارائه‌دهندگان خدمات شهری ضروری شده است. از نظارت بر سطح پریز برق گرفته تا اندازه‌گیری تجاری چند مداره، سیستم‌های مدرن مبتنی بر اینترنت اشیا امکان بینش در لحظه، بهینه‌سازی انرژی و اتوماسیون آگاه از شبکه را فراهم می‌کنند.

برای یکپارچه‌سازان و تولیدکنندگان، فرصت در به‌کارگیری معماری‌های مقیاس‌پذیر نهفته است که حسگری دقیق، اتصال انعطاف‌پذیر و قابلیت همکاری باز را با هم ترکیب می‌کنند.
با سخت‌افزار ماژولار، ارتباطات چند پروتکلی و قابلیت‌های گسترده سفارشی‌سازی OEM/ODM، OWON پایه و اساس عملی برای نسل بعدی ساختمان‌های آگاه از انرژی و اکوسیستم‌های انرژی هوشمند فراهم می‌کند.

۷. مطالب خواندنی را مرتبط می‌کند:

《چگونه یک کنتور هوشمند پنل خورشیدی، میزان انرژی قابل مشاهده برای سیستم‌های فتوولتائیک مدرن را تغییر می‌دهد》