Elektrik sayaçları, onlara hayat veren teknolojilerle -elektronik, güç elektroniği ve BT- uyumlu bir şekilde gelişiyor. Daha fazlasını, daha hızlısını ve daha doğrusunu bekliyoruz. Ve ilerlemeyle birlikte tam olarak bunu elde ediyoruz. Elbette, endüktif (elektromekanik) sayaçlarla karşılaşmaya devam edeceğiz. Ancak benzer elektronik cihazların sunduğu özellikler, birçok açıdan kıyaslanamayacak kadar daha gelişmiş. Elektronik elektrik sayaçları hiyerarşisinin en üst sıralarında bir yerlerde akıllı sayaçlar yer alıyor . Peki bu cihazlar, onları artık popüler olan “akıllı” kategorisine bu kadar güvenle yerleştirmemizi sağlayan ne yapabiliyor?
Sürdürülebilir kalkınma, akıllı teknolojiler
Bir yandan hayatımızı hızlandıran ve iyileştiren bir ilerleme var, diğer yandan da doğal çevrenin bunun bedelini ödediği bir durum söz konusu. Bu sorunun, hatta tehdidin farkına varılması, 2015 BM Gündemi “Dünyamızı Dönüştürmek: Sürdürülebilir Kalkınma için 2030 Gündemi”nin ortaya çıkmasına yol açtı. Ekonomi, toplum ve çevre gibi alanlarda ulaşılması gereken 17 hedef içeriyor. Mesajı açık: ortak geleceğimiz. Şu anki eylemlerimizin gelecek nesillerin yaşam kalitesini etkileyeceğini unutmamalıyız. Bu nedenle, çevrenin korunmasına ve bu ekolojik faaliyetleri destekleyen teknolojilerin geliştirilmesine güçlü bir vurgu yapılmaktadır. Sürdürülebilir kalkınma kavramı, hem elektrik üreticilerinin hem de tüketicilerin davranışlarını iyileştirmeyi içerir. Sürdürülebilir elektrik yönetimi, yakıldığında önemli miktarda CO2 salan fosil yakıtların kullanımının azaltılmasını içerir. Yenilenebilir kaynaklardan yeşil enerji ise yerini yeşil enerjiye bırakıyor. Enerji verimliliği ve enerji tüketim maliyetlerinin optimize edilmesi , hem makro düzeyde hem de bireysel hane halkı düzeyinde hepimizin günlük olarak karşılaştığı zorluklardır . Ancak, uygun veriler toplanmadan elektrik, su ve gaz tasarrufu alanlarında pek bir şey elde edemeyiz. Bu amaçla , gelişmiş ölçüm altyapısı (AMI) sistemleri geliştirilmiştir. Bu sistemler , büyük miktarda veri toplanmasını ve ayrıntılı analiz yapılmasını sağlar . AMI’yi öncelikle elektrik santralleri gibi kamu hizmetleri bağlamında ele alıyoruz.
Veri toplama
Şirketler, büyüklükleri ne olursa olsun, geleceği, hatta yakın geleceği bile planlamak için bugünü kontrol altında tutmak elzemdir. Bugünü kontrol edebilmek için de kâr, zarar ve maliyetler gibi konularda bilgi toplamalıyız. Her işletme veri toplama ve etkili analize güvenir. Toplanan ve kapsamlı bir şekilde analiz edilen çeşitli verilere dayanarak, maliyet optimizasyonu da dahil olmak üzere şirket için bir strateji geliştiririz. Bu, elektrik, su, gaz ve diğer kamu hizmetlerinden alınan sayaç okumalarıyla belirlenen verileri içerir. Bu, bize belirli üretim alanları hakkında paha biçilmez bilgiler sağlar. Hangi süreçlerin en fazla enerji, gaz ve hatta su tükettiğini öğreniriz. İşlenmesi gereken bu tür verilerin miktarı muazzamdır. Sürecin zaman alıcı yapısı nedeniyle, geleneksel yöntemlerle çok boyutlu kapsamlı bir analiz yapmak neredeyse imkansızdır. Bu nedenle, hem hızlı veri toplama hem de analiz ve görselleştirme olanağı sağlayan AMR (Otomatik Sayaç Okuma) ve BMS (Bina Yönetim Sistemi) gibi giderek daha gelişmiş programlar ve sistemler , BT alanındaki gelişmelere büyük destek sağlar .
Kamu hizmetlerinde AMI
AMI konusu, öncelikle kamu hizmetlerinden (elektrik santralleri, gaz şirketleri, su ve kanalizasyon tesisleri vb.) bahsettiğimizde ortaya çıkar. Elektrik, gaz ve su gibi hizmet tüketimimiz için onlara fatura keseriz. Pratikte bu, farklı sayaçlar ve “sayaçları saymaya” gelen birkaç toplayıcı kullanmak anlamına gelir. Sonuç olarak bir fatura alırız. Müşteri olarak fatura çok yüksekse, kendi kontrollerimizi yaparız; not alır, listeler ve karşılaştırırız. Bu, bireysel tüketiciler açısından hâlâ mümkün olsa da, endüstriyel tesisler için organize olmak neredeyse imkansızdır. İşte AMI tam da bu noktada devreye girer. Büyük miktarda veriyi hızlı bir şekilde toplamak ve güvenilir ve ayrıntılı bir şekilde analiz etmek için gelişmiş ölçüm sistemleri geliştirilmiştir. Sayaç, böyle bir sistemin merkezinde yer alır. Ancak bu, verileri uzaktan okuyabilen akıllı bir sayaçtır. AMI aynı zamanda veri alışverişini sağlayan bir iletişim ağıdır. Son olarak, verileri toplayan ve işleyen bir BT sistemidir. Ölçüm verilerinin uzaktan iletişim, toplama ve işlemesini sağlayan böyle bir sistem, güçlü ve etkili bir araçtır . Şirket açısından bakıldığında, her şey otomatik olarak gerçekleştiği, veriler sorunsuz bir şekilde aktığı, veri toplama ve kaydetme ihtiyacını ortadan kaldırdığı ve veri toplama sürecinde basit insan hatalarını önlediği için kullanışlı ve uygun maliyetlidir. AMI ayrıca kriz durumlarında da paha biçilmez bir rol oynar. Veri analizine dayanarak, örneğin elektrik kesintilerine yol açabilecek tespit edilen anormallikler konusunda sizi uyarır. Bu, erken müdahale olanağı sağlayarak elektrik şebekesindeki veya kontrol edilen bir makinedeki bir arızayı hızla tespit eder. Sonuç olarak, maliyetli ve zorunlu üretim kesintileri azalır. Kullanıcılar için, elektrik şirketiyle bu uzaktan iletişim yalnızca zamandan tasarruf sağlamakla kalmaz, aynı zamanda fatura tahsildarının ne zaman geleceğini merak etmek veya sayaç okumalarını arayıp bildirmeyi hatırlamak zorunda kalmadığımız için de önemlidir. Hesabımıza çevrimiçi erişim sağlayarak ölçüm sonuçlarını gerçek zamanlı olarak takip edebilir, geçmiş verilerle karşılaştırabilir ve elektrik tüketimini optimize etmek için izleyebiliriz. Bu analize dayanarak, daha avantajlı ve uygun maliyetli bir tarife seçebiliriz. Şirketler içindeki verileri analiz etmek, cihazları uygun şekilde kontrol etmemizi de sağlar. Bu da size tepe gücü sınırlama ve dolayısıyla tahsis edilen güç sınırını düşürme olanağı sağlar.
Gelişmiş ölçüm sistemlerine neden bu kadar önem veriyoruz? Çünkü bunlar, kamu hizmetleriyle ilişkiler aracılığıyla değil, işletmeleri ve çeşitli iş girişimlerini etkiliyor. Ayrıca, herhangi bir şirkette maliyetleri optimize etmek için de kullanılabilirler.
Akıllı sayaçlar yalnızca elektrik şirketinize fatura kesmek için değil, aynı zamanda alt kiracılarınıza da fatura kesmek için kullanılır.
Daha önce de belirttiğimiz gibi, AMI sistemleri kamu hizmetleri şirketleri için tasarlanmıştır. Akıllı sayaç okumaları yalnızca elektrik, gaz ve su tedarikçilerine doğrudan fatura kesmek için kullanılmaz. Akıllı sayaç okumaları ayrıca ofis binalarında, alışveriş merkezlerinde, pazar yerlerinde, evlerde ve kiralık dairelerde müşteri faturalandırmasının temelini oluşturabilir. Ve okumaları bina sahibinin dağıtım şebekesi operatörü (DSO) ile hesaplarını kapatmak için kullanılan ana sayaçtan bahsetmiyoruz. Bunlar, bina sahibi veya yöneticisi ile alt kiracıları arasındaki dahili faturalandırma düzenlemeleridir. Ek uzaktan okunan sayaçlardan oluşan bir sistem daha basit ve dolayısıyla daha ucuzdur. Bu durumda, şebeke parametrelerinin tüm spektrumunu kaydetmemize gerek yoktur; kWh cinsinden enerji tüketimi okumaları yeterlidir. Böyle bir sistem, verileri muhasebe yazılımına aktaran bir yazılım eklentisine sahip olabilir.
Akıllı sayaç sistemi nedir? Nelerden oluşur?
Akıllı ölçüm sistemlerinin uygulamalarını daha önce ele aldık. Şirket işletme maliyetlerini optimize etmedeki önemini biliyoruz. Bu makalenin ilerleyen kısımlarında, akıllı ölçüm ve veri analiz sisteminin bileşenlerini ele alacağız.
Uzaktan iletişim özelliğine sahip akıllı sayaçlar. Uzaktan sayaç okuma nedir?
Akıllı elektrik sayaçları, ölçüm verilerini uzaktan sorgulayabileceğiniz sayaçlardır. Modern, dijital elektrik sayaçları, gelişmiş teknolojileri nedeniyle daha pahalı olmalarına rağmen geleneksel sayaçların yerini almaktadır. Bu şaşırtıcı değil, çünkü dijital sayaçlar aynı anda birden fazla ölçüm yapılmasına olanak tanır ve belirli koşullar altında uzaktan okunabilir.
Peki, böylesine modern bir sayaç nasıl inşa ediliyor? Gelişmiş işlemciler ve elektronik akım ve gerilim ölçüm dönüştürücülerinden oluşan bir sistem. Ölçümlerinin fatura belgeleri, makbuzlar ve fişler düzenlemek için kullanılmasını sağlayan MID sertifikasyon sürecini geçebilmeleri için, diğer özelliklerinin yanı sıra, ölçülen değerleri görüntüleyebileceğimiz elektronik bir LCD ekrana da sahip olmaları gerekir. Son olarak, verileri uzaktan iletmek ve eksiksiz bir uzaktan veri okuma sisteminin parçası olmak için, böyle bir sayacın entegre bir yazılım ve donanım iletişim arayüzüne sahip olması gerekir. Kullanıcı açısından, telemetri yoluyla elde edilen verilerin bir web tarayıcısı veya cep telefonu kullanılarak görüntülenip analiz edilebilmesi çok önemlidir. Akıllı elektrik sayaçları hangi özellikleri sunar? Bu gelişmiş iletişim özellikli ölçüm cihazlarının diğer özelliklerinin yanı sıra şunları da içermesini bekleyebiliriz:
- Elektrik tüketimi ve üretiminin çift yönlü ölçümü: aktif ve reaktif, ithal ve ihraç edilen enerji
- Şebeke parametrelerinin sürekli izlenmesi: faz akımları ve gerilimleri, frekans, güç, vb.
- çift yönlü uzaktan iletişim
- uzaktan yapılandırma
- izleme ve yönetim sisteminde çeşitli veri görselleştirmeleri
- okuma ve yerleşim yerlerinin otomatikleştirilmesi maliyetlerinin azaltılması
Uzaktan okunan sayaçlardan gelen veriler nereye gidiyor? Enerji yönetim sistemleri
Sayaçlar aslında verileri yorumlamaz. Bu onların görevi değildir. Okudukları veriler, tüm sistemin işleyişinden sorumlu olan bir yönetim programına gönderilmelidir. Piyasada, kullanıcının isteği üzerine sayaçları okuyan en basit çözümlerden karmaşık, çok işlevli çözümlere kadar bu tür yazılımların birçok türü mevcuttur. M-Bus, Modbus vb. gibi açık iletişim protokolleri için yazılımlar kolayca temin edilebilir. Böyle bir sistem, sistemin oluşturulması için gerekli olan diğer üreticiler tarafından sunulan cihazlarla kolayca genişletilebilir. Sayaç üreticilerinin kullandığı bir diğer çözüm de kendi yazılımlarını sunmaktır. Bu durumda, tek bir üreticinin sayaçlarına ve yazılımlarına dayalı bir sistem oluştururken, tüm süreç hızlı ve verimlidir. Ancak, sisteme dışarıdan bir cihaz bağlanırken sorunlar ortaya çıkabilir. Bu gibi durumlarda, bir çözüm önerilen özel çözümü müşterinin bireysel ihtiyaçlarına göre uyarlamaktır. Bir diğer çözüm ise, tüm sistemi müşterinin özel ihtiyaçlarına göre sıfırdan oluşturmaktır.
Yazılım türleri
En basit ve dolayısıyla ucuz yazılım
Bu durumda bizi şaşırtacak pek bir şey yok. Genellikle bu şu anlama gelir:
- sistem çalışmasının temel yapılandırması ve -her zaman değil- sistemi oluşturan sayaçlar;
- “manuel” veya döngüsel veri okuma;
- veri kaydetme yeteneği;
- Verileri bir metin dosyasına (.txt) veya Excel ya da .csv formatıyla uyumlu bir dosyaya aktarma yeteneği genellikle sınırlıdır. Bu durumda, verileri serbestçe görüntülemek için başka bir veritabanı programına aktarmamız gerekir;
Gelişmiş yazılım
Akıllı sayaçlardan veri toplamak ve analiz etmek için kullanılan bu çok işlevli, neredeyse evrensel araç, veri toplama, analiz, görselleştirme ve yönetim mekanizmalarını bir araya getirir. Sadece elektrik tüketimini değil, aynı zamanda basınçlı hava, buhar, gaz ve su gibi diğer enerji taşıyıcılarını da içeren bir şirketin tüm enerji sisteminin kolayca yönetilmesini sağlar. Peki bu tür bir yazılımdan ne bekleyebiliriz?
- Veri toplama
- Veri analizi
- Güncel ve arşivlenmiş verilerin tablo halinde raporlanması ve görselleştirilmesi (grafikler, artımlı raporlar vb.)
- Verilere web tarayıcısı üzerinden çevrimiçi erişim. Bu, hem yerel ağ içinde hem de internet üzerinden doğrudan çalışmamızı sağlar.
- Kendi raporlarınızı tanımlama olanakları
- Seçilen parametrelerin gerçek zamanlı olarak izlenmesi
Belirlenen eşik değerlerinden sapmalar hakkında bildirimler. Sistem “güç koruması”
Böyle bir uyarıyı kısa mesaj, e-posta veya bilgisayar ekranında beliren bir komut istemi aracılığıyla alıyoruz. Ancak hepsi bu kadar değil. Bu modern sistem, dijital ve analog çıkışların kontrol edilmesini sağlayarak teknolojik süreçteki cihazlarla entegrasyonu mümkün kılıyor. Bu sayede, eşik değer ihlallerini izleyerek farklı önceliklere sahip cihazları kontrol edebiliyor ve şirketin tepe gücünü sınırlayabiliyoruz.
İletişim ağı. Uzaktan veri iletimi nasıl çalışır?
Akıllı sayaç ölçüm sonuçlarının etkili bir şekilde iletilmesi, uygun bir iletişim ağı ve bir iletişim protokolünün (bir BT veri değişim formatı) kullanımını gerektirir. En yaygın kullanılan sistemler arasında RS-485, M-Bus ve PLC bulunur. Bu iletişim standartları, örneğin, aynı iletişim protokollerine sahip diğer üreticilerin cihazlarıyla veri alışverişini kolaylaştırır. Benzer şekilde, bir sayaç yaygın olarak kullanılan bir “dil” (protokoller) kullandığında, hem iletişim ağı içinde hem de yazılım açısından diğer cihazlarla entegrasyonu daha kolaydır. Yaygın olarak kullanılan protokoller arasında Modbus, M-Bus, DLMS, BACnet ve LonWorks bulunur. Bir iletişim protokolü kullanmak, sayaç okumalarının hassasiyetini artırır. Ekranda okunan veriler, sisteme iletilen verilerden farklı değildir. Darbe çıkışları kullanıldığında bu tür sapmalar meydana gelir. İletişim protokolüne sahip akıllı sayaçlarda, elektrik kesintisi durumunda sayaç tarafından okunan verilerin kaybolmayacağından da emin olabiliriz. Bu, sayacın kalıcı bellekte saklanmasıyla garanti edilir.
Etkili iletişim ağı
Akıllı sayaçlar, ölçüm verileri üretir ve bu veriler, bunları toplayıp analiz eden bir programa iletilir. Bu iletim, bir iletişim ağı sayesinde mümkündür. Uzaktan okuma ağının kurulumu birçok faktöre bağlıdır. Yine, anahtar veridir. Ne kadar bilgi iletileceği, bu verileri kaç cihazın ölçüp ileteceği ve son olarak sayaçların nerede bulunacağı (sistemin boyutu). Tüm bunlar, iletişim türü seçimini etkiler. Aşağıda, belirli durumlarda birleştirilebilecekleri uyarısıyla temel türleri sunuyoruz.
Düşük akımlı kablolu iletişim veri yolu
Endüstriyel uygulamalar için idealdir ve invertörler, motorlar veya ağır şebeke yüklerinden kaynaklanan güçlü elektromanyetik girişimlere bile dayanabilen kararlı bir iletişim ağı kurulmasını sağlar. Bu tür iletişim ağlarının güvenilir çalışması, özel sinyal kabloları ve dönüştürücüler, tekrarlayıcılar ve yoğunlaştırıcılar gibi destekleyici cihazlar kullanılarak yapılan bağlantılar sayesinde garanti edilir.
Kısa menzilli radyo iletişimi
Bu iletişim türü, güçlü elektromanyetik girişimin meydana gelebileceği yerlerde de faydalıdır. Örneğin, sayaçların bina yöneticilerinin veya sahiplerinin erişemeyeceği yerlerde bulunduğu kiracı faturalandırma sistemlerinde kullanılabilir. Kısa menzilli radyo iletişimi (kapalı 868 MHz iletim) kullanılarak, akıllı sayaçlardan gelen veriler yerel bir yoğunlaştırıcıya ve oradan da kablolu veya kablosuz iletişim yoluyla merkezi sisteme iletilir.
Elektrik hattı
Düşük akımlı bir veri yolu olmadan, elektrik kabloları üzerinden. Şebeke verileri, aynı anda akım taşıyan kablolar üzerinden iletilir. Bu durumda akıllı sayaç iletişimi bu şekilde çalışır. Şebekenin kapsamı, güç ve izolasyon trafolarıyla sınırlıdır. Genellikle, bir grup sayaçtan gelen veriler, iletimin özel bir kablolu veya kablosuz hat üzerinden gerçekleştiği bir toplayıcı tarafından toplanır.
LAN
Akıllı sayaçlardan veya tek bir cihazdan veri iletimi, özel TCP/IP dönüştürücüler kullanılarak yerel bir bilgisayar ağı (Ethernet veya WiFi) üzerinden gerçekleştirilir. Ethernet ağları, verileri birden fazla kullanıcıya, hatta küresel olarak (kapalı intranet VPN sistemleri) iletebilir.
GPRS iletimi
Sayaçların yaygın olarak dağıtıldığı durumlarda en sık tercih edilen çözümdür. Veri paketleri, GSM şebekesi üzerinden merkezi veri tabanına iletilir.
Uzaktan ölçüm sistemleri. Özet
Uzaktan sayaç okuma ve arşivleme sistemleri, işletme operasyonlarında vazgeçilmez bir araçtır. Elektrik sayaçlarının uzaktan okunması, verilerin okunması, iletilmesi, depolanması, analiz edilmesi ve arşivlenmesi süreçlerinin tamamen otomatik hale getirilmesini sağlar. Akıllı sayaç sistemleri bize zaman ve para kazandırır. Şimdi tepki vererek, gelecek üzerinde gerçek bir etki yaratabiliriz.