Internet věcí mění zažité postupy při měření spotřeby energií

Měření spotřeby energií pomocí dálkových odečtů je v této době aktuální téma

Vedle klasických kabelových či místních radiových systémů se v posledních letech začíná stále více v této souvislosti zmiňovat internet věcí (IoT). Tyto nové technologie a přístup nejsou přelomem v principu dálkového odečtu jako takového, ale přináší nové možnosti, které mohou dálkové odečty výrazně zjednodušit a dále zlevnit.

Kdo měří, ten šetří

Dlouze se rozepisovat o přínosech měření spotřeby energie by zde bylo nošením dříví do lesa. Slouží předně pro zefektivnění procesu odečtu za účelem rozúčtování energií nájemcům v bytových domech, průmyslových a skladových areálech, kancelářských budovách či třeba obchodních centrech. V průmyslu je pak přehled o spotřebě podkladem pro rozpoznání nákladů na výrobu či měření efektivity. Všude pak ale platí, že díky znalosti spotřeby je možné ušetřit. Klíčem k tomu ale je správná míra detailu a časová relevantnost takové informace. Cestou k získání relevantních data včas jsou právě dálkové odečty.

Dálkový odečet je již klasika

Dálkové odečty energií, ať již elektřiny, vody, tepla, plynu či dokonce jiných médií, jsou v oblasti správy budov či výroby dobře známá věc. Jsou součástí řady systémů měření a regulace (MaR či BMS – Building Management Systems), případně jsou nabízené jako samostatné řešení. Nejčastějším způsobem odečtu pak je buď kabelové připojení s pulzním výstupem či rozhraním M-Bus. V některých řešeních se postupně začal využívat i tzv. Wireless M-Bus, tedy bezdrátová verze tohoto přenosového protokolu. V bytových domech se pak ještě objevují pochůzkové dálkové odečty, kde je sice stav přenášen již také bezdrátově, ale sbírán pomocí zařízení, se kterým je potřeba objekt fyzicky projít (jen odpadá nutnost vstupovat do bytů).

Limity klasického přístupu

Většímu a masovějšímu rozšíření dálkových odečtů však brání některé limity doposud využívaných klasických technologií. Především jde o potřebu vybudování místní infrastruktury – tedy buď kabelového připojení ke všem měřidlům (elektroměrům, vodoměrům, kalorimetrům, plynoměrům), nebo vybavení prostoru vhodnými přijímači signálu. Dále je často nutné umístit do budovy centrální jednotku pro sběr takto získaných dat a ta následně přenášet do centrálního počítače, MaR nebo jiného systému (případně i vzdáleně). Pokud nejsou tyto prvky instalovány již při stavbě (a i to je pochopitelně nezanedbatelný náklad), je jejich pozdější instalace časově, finančně i technicky relativně náročná. A kalkulace nákladů vs přínosy tak nemusí nakonec dávat smysl.

IoT mění hru – jde to i výrazně jednodušeji

Když bychom šli do důsledků, je dálkový odečet již sám o sobě určitým internetem věcí. Připojujeme měřidla na centrální síť. Nicméně rozvoj technologií na bázi IoT přinesl v posledních letech několik významných novinek i do této oblasti.
Především se významně rozšiřují moderní bezdrátové IoT sítě s plošným pokrytím – jde například o rozšířené sítě Sigfox, LoRaWAN či NB-IoT. Pracují sice na trochu jiných principech a provozují je rozdílné společnosti, ale jedno mají společné – jedná se tzv. LPWAN, tedy Low – Power – Wide Area Network. To předně znamená, že jsou velmi efektivní z pohledu napájení připojených zařízení/senzorů. Je tak například možné, aby vodoměr s odečtem jednou denně, vydržel na stejné zabudované baterii třeba i 10 let. A díky tomu, že jsou to „WAN“, tedy Wide Area Network, není nutné v budovách zřizovat místní komunikační brány. Šifrovaná (a tedy zabezpečená) komunikace probíhá mezi zařízením/senzorem a sítí veřejných vysílačů. Takto jsou pak data přenášena do centrální aplikace, která může být jednoduše provozována v cloudu a není tak nutné v lokalitě nic budovat nebo instalovat.
Tím se výrazně zjednodušuje celková koncepce a začíná dávat smysl i v situacích kdy na jednom místě máme méně měřidel, případně jsou v rámci areálu rozmístěna daleko od sebe.

Stále se rozšiřuje množství připojitelných měřidel

Dalším trendem, který IoT přináší je rozšiřující se portfolio externích senzorů či přímo měřidel s integrovanou IoT komunikací. Na trhu existuje řada různých typů bateriových zařízení, která se umí pomocí pulzních vstupů, Modbus či M-Bus protokolů připojit k libovolnému měřidlu, získávat data a ta pomocí IoT sítě přenášet ke zpracování. Lze tak připojit většinu používaných elektroměrů bez nutnosti výměny. U vodoměrů je možné buď opět číst spotřebu externími odečítacími hlavami/moduly, případně se rozšiřuje nabídka typicky bytových vodoměrů, které již mají tento modul přímo integrovaný. Především v oblasti bytových domů je tento přístup velmi praktický. Pro plynoměry existují buď násuvné moduly (například přímo pro rozšířenou řadu BK), nebo se využívají opět pulzní senzory připojené na přepočítávací či pulzní moduly plynoměrů. U kalorimetrů se většinou opět používá buď M-Bus, pulzní výstup, nebo začínají být v nabídce i kalorimetry s přímou IoT komunikací (včetně poměrových měřidel do bytů). Vybrat vhodné IoT zařízení se dá pro většinu situací a typů měření.

Dobře zvažujte interval měření a přenosu

Pochopitelně ne vše se vždy hodí na všechny situace. Stejně je tomu i při využití IoT pro měření spotřeby. Určitým limitem bateriových senzorů je pochopitelně jejich výdrž. Je tedy vhodné vždy nastavit vhodný interval měření a především přenosu naměřených dat. Při denním přenosu spotřeby můžeme u vybraných senzorů mluvit až o 10 (i více) letech. Při hodinovém detailu (a přenosu) se životnost může zkrátit na jednotky let. V řadě IoT zařízení/senzorů je ale možné baterie vyměnit, případně je napojit na externí zdroj napájení. I tak je ale dobré na toto myslet při plánování a návrhu. Pro běžné dálkové odečty se jedná o ideální řešení, pro měření okamžitých spotřeb například pro řízení výkonu je to již o trochu náročnější, ale stále funkční řešení.

Začít je rychlé a jednoduché

Velikou výhodou dálkových odečtů na bázi internetu věcí (IoT) je nízká technická náročnost takového řešení a s tím spojená rychlost zavedení a ekonomická výhodnost. Určitou nevýhodou může být o něco vyšší cena jednotlivých senzorů/měřidel a potřeba přemýšlet o intervalu odesílání dat. Ze zkušeností ale vím, že pro většinou instalací se jedná o efektivnější řešení.

Výhody dálkových odečtů na bázi IoT

• Rychlá instalace a nasazení
• Bezdrátový a bateriový provoz měřidel (není nutné tahat žádné kabely)
• Variabilita připojení k měřidlům či přímo integrace do měřidel
• Výběr přenosových sítí dle vhodnosti pro dané použití a lokalitu
• Možnost pořídit řešení ve formě služby (bez počáteční investice)
• Relativně jednoduchá demontáž a přemístění na jiné místo (vhodné i pro krátkodobé a střednědobé měření)
• Možnost vybudovat vlastní (ostrovní) IoT síť v případě využití velkého množství senzorů
• Využití IoT i pro další scénáře a propojení dat o spotřebě s dalšími daty (teploty, provoz zařízení, …)

Na co si dát pozor:

• Dobře zvolit frekvenci přenosu dat s ohledem na kapacitu baterie
• Dostupnost vhodné IoT sítě