Monitoren is weten

ook steeds meer particulieren willen energieverbruik opvolgen

In de industrie is het opvolgen van het energieverbruik al volledig ingeburgerd. Ook particulieren blijken stilaan klaar voor de volgende stap in hun energie­huishouden: het zelf bijhouden en sturen van hun verbruik en productie. Bovendien komt de digitale meter eraan, het is dus hoog tijd om enkele pertinente vragen te beantwoorden.

De Digitale meter …

In de allereerste editie van uw vakblad (januari 2010) hadden we een bijdrage over ‘de slimme digitale meter’. Toen leek het maar een kwestie van maanden of hooguit enkele jaren voor heel België zou overschakelen naar deze nieuwe meter. Door allerlei politiek geïnspireerde vertragings­manoeuvres liet de effectieve uitvoering op zich wachten. Maar zie, geduld wordt stilaan beloond. Vanaf nu worden in Vlaanderen enkel nog digitale meters geplaatst. Binnen 15 jaar zal elke woning in Vlaanderen een digitale meter hebben, en ook Brussel en Wallonië volgen dat uitgestippelde pad.

… is geen slimme meter

In de populaire pers wordt te pas en te onpas de term ‘slimme meter’ gehanteerd. Helaas doet dit de waarheid wat geweld aan. De digitale meter is eigenlijk enkel slim voor de netbeheerder. Zij kunnen op afstand de meterstanden van elektriciteit én gas uitlezen; er hoeft dus niemand meer langs te komen. Bovendien helpen ze om de stijgende decentrale productie te kanaliseren. De netbeheerder krijgt ook een perfect zicht op het verbruik in real time en kan zo de juiste netinvesteringen vooropstellen.

De digitale meter is eigenlijk enkel slim voor de netbeheerder. Toch is het voor de eindklant geen broekzak-vestzakoperatie

Toch is het voor de eindklant geen broekzak-vestzakverhaal, al is er wel wat bijkomende actie nodig om van hun digitale meter ook een slimme meter te maken. Op de site van Fluvius klinkt dat zo: “Net als een klassieke meter meet de digitale meter je elektriciteits- of aardgasverbruik. Een digitale meter heeft echter ingebouwde communi­catietechnologie. Daarmee kan hij data verzenden en ontvangen. Zo leest hij vanop afstand je meterstanden uit. Ook sommige diensten, zoals de omschakeling van enkelvoudig naar tweevoudig uurtarief, kunnen vanop afstand. Digitale meters geven je ook zeer gedetailleerde info over je energieverbruik, waarmee je concreet aan de slag kunt.”

Met andere woorden: als de eindgebruiker zelf iets wil aanvangen met de digitale meter, moet hij zélf op zoek naar die meerwaarde. En daar kan de wakkere elektricien een graantje van meepikken, want vandaag komen er steeds meer systemen op de markt die inspelen op de digitale meter en de grotere bekommernis om energie­verbruik.

Opbouw

Voor we enkele systemen bespreken, fileren we eerst de digitale meter zelf. Qua meting is er weinig nieuw aan een digitale meter, enkel de digitale uitlezing en de communi­catie­mogelijkheden. Vooral de communi­catiepoorten verdienen onze aandacht, want daarop zijn externe componenten aan te sluiten. Op elke digitale meter zit daarom een P1- en S1-poort.

 

 

P1-poort

De P1-poort dient voor de uitlezing van de meetwaarden. Daarmee zijn vijf grootheden gestandaardiseerd te meten en te communiceren: de import overdag, import ’s nachts, export overdag, export ’s nachts en de gasmeting. Het protocol waarmee dat gebeurt, is het DSMR 5.x protocol (Dutch Smart Metering Requirements). Na een aantal updates is momenteel een licht gewijzigde versie van die vorm in voege in ons land.

Een wakkere elektricien kan dankzij de digitale meter een graantje meepikken

Naast de metingen kunnen ook deze gegevens gecommuniceerd worden met de net­beheerder:

• Serienummer van de meter
• Versie van de interface van de poort
• Tijdsaanduiding van versturen telegram
• Index van het actieve elektriciteitsverbruik
• Index van de geproduceerde elektriciteit
• Ogenblikkelijk verbruikt vermogen
• Ogenblikkelijk opgewekt vermogen
• De op dat moment actieve meter (dag/nachttarief)
• Status van de verbinding
• Instelling van de spanningsgrenswaarden
• Instelling van de stroomgrenswaarden
• Spanningsniveau per fase
• Stroomniveau per fase
• Serienummer van de gasmeter indien van toepassing
• Weergave van het gasverbruik
• Status van de verbinding van de gasmeter
• Een vrij in te vullen tekstbericht

 

S1-poort

Daar waar de P1-poort dus voornamelijk bedoeld is voor de communicatie met de netbeheerder, is de S1‑poort beschikbaar om data te bezorgen aan externe toestellen – CEMS in het jargon, wat staat voor Consumer Energy Management Systems. 

Het voornaamste verschil met de P1-poort is de frequentie waarmee de meting gebeurt. De applicatie die erop aangesloten wordt, moet vervolgens de rauwe data zelf omturnen in een voor de consument handige tool. Die data zijn bijvoorbeeld gedetailleerde metingen van het spannings- en stroom­verloop. Op die manier wordt de digitale meter dus echt een slimme meter. De fysieke uitvoering van de poort is van het type RS-422, de communicatie verloopt via een RJ-12-connector. De datalaag is opgebouwd volgens de norm IEC13239.

 

 

 

Applicaties slimme meters

Applicatie 1: eenvoudige opvolging

Via een interface kan een P1-converter aangesloten worden om de digitale meterstanden om te zetten naar verbruikpulsen en USB-data via potentiaalvrije re­laiscontacten. De meterstanden import, export, gas, tarief worden geëxporteerd als vier geïsoleerde impuls­uitgangen en naar seriële data via USB. Zo kunnen externe applicaties via pc, PLC, Raspberry PI … op deze data losgelaten worden. Handige gebruikers kunnen met deze toestellen zelf applicaties schrijven. Verder kunnen ook niet-elektrische grootheden via USB doorgegeven worden via de puls­ingangen, denk aan de water- en calorimeter voor gas. De voeding verloopt via USB bij de meters die via DSMR2.x werken of via de P1‑poort bij de DSMR 4.x- en DSMR 5-versies. Let er dus op dat u toestellen aanschaft die compatibel zijn met de Belgische meters. Het grote voordeel van dit soort eenvoudige meters is het plug & playopzet. Ze zijn voorgeconfigureerd, maar wel aanpasbaar en upgradebaar indien nodig.

Applicatie 2: naar wifi-webserver

Een tweede applicatie gaat een stap verder. De regis­tratie verloopt eveneens via de P1-poort, waar de digitale meterstanden (import, export, gas, tarief) opgehaald worden. Die info wordt gecommuniceerd met een webserver, waar dit grafisch wordt weergegeven. Zo kunnen bv. actueel verbruik, verbruiksgrafieken en energiekost via deze web­browser op ieder mobiel toestel getoond worden. Omdat er enkel sprake is van lokale data­opslag en alles weergegeven wordt via een interne webserver, is er geen nood aan een cloudlicentie of softwareapp­licatie. Op de web­server kan de gebruiker ook zelf info toevoegen, zoals waterstanden of de op­brengst van zonnepanelen. Ook hier is de webinterface voorgeconfigureerd, maar aanpasbaar. Voor applicaties die gebaat zijn met een centraal beheer (bv. appartementen), is er ook een FTP-functie beschikbaar, handig als back-up. Qua installatie verbindt u enkel de communicatie en voedings­kabel met de P1-poort. Vervolgens linkt u nog de webserver met lokale wifi.

Applicatie 3: inclusief submetingen

Bij applicaties 1 en 2 is de meetdata beperkt gebleven tot wat beschikbaar is uit de digitale meter. Dat is evenwel niet altijd voldoende, want er kunnen geen aparte toestellen mee gemonitord worden. Door via de P1-poort eena module aan te sluiten die draadloos contact maakt met smartplugs, kan de algemene meting uitgebreid worden met submetingen die dan weer­gegeven kunnen worden op een dashboard. In dit geval is er dus een dubbel draadloze verbinding: een wifiverbinding met het netwerk en een LoRa-verbinding met de meetplugs. De smart-plugs kunnen bv. het verbruik van grotere toestellen – wasmachine, koelkast, diepvries – in kaart brengen. Zo is het ook mogelijk om in de geschiedenis terug te gaan kijken, om grafieken te genereren en verbruiken gedetailleerd te analyseren. De smart-plugs kunnen evengoed aangesloten worden op pv-installaties of een warmtepomp om zo opwekking te monitoren. Op één module kunnen in theorie tot zestien kanalen aangesloten worden. Omdat ook puls­ingangen ingelezen kunnen worden, is het ook mogelijk om gas- en watermetingen en aparte kringen te meten.

Applicatie 4: all-in

In de meest uitgebreide vorm kan een compleet monitoringssysteem gerealiseerd worden door de installatie van een eenheid in de kast die ook communiceert met de digitale meter. In het dashboard is het mogelijk om actuele energiekosten – niet enkel elektriciteit – te koppelen aan de meting. Zo is het bv. mogelijk om afrekeningen in serviceflats of appartementsgebouwen eenvoudig te genereren, of om op een zeer grondige manier energiestromen in kaart te brengen. In landen als Nederland is dit nu al verplicht voor bedrijven, om hun energie te monitoren. Gezien het toenemende belang voor ecologie en milieu, zal dit naar verwachting ook in België op termijn het geval worden. Deze applicatie gaat nog een stap verder, omdat er ook logische acties mee geconfigureerd kunnen worden. Zo is het bijvoorbeeld mogelijk om alarmen te genereren of relais te schakelen als aan de zelf ingestelde configuratie voldaan wordt. De plaatsing is voor elektriciens eenvoudig en houdt weinig geheimen in. Een aandachts­punt wel: altijd de kwaliteit van de draadloze verbinding en de correcte koppeling met het netwerk checken.

 

Monitoren leidt tot win-winsituatie

In een zorginstelling in Aalst werken diverse organisaties vanuit meerdere gebouwen samen. Een van die organisaties wilde investeren in haar eigen hoogspanningscabine en wendde zich tot haar elektricien om een voorstel uit te werken. Die slimme elektricien wilde eerst de verbruikspatronen in kaart brengen. Daarom maakte hij gebruik van een monitoringstoestel dat gedurende enkele weken alle factoren nauwgezet opvolgde. Daaruit kon hij heel belangrijke conclusies trekken. De belangrijkste was dat het verbruik te laag was om de investering in een eigen cabine te rechtvaardigen. De klant werd dus gespaard van een overbodige investering. Uit het verbruik werd bovendien duidelijk dat de verlichting van de lesgebouwen een grote slokop was, vooral omdat er uitsluitend gebruikgemaakt werd van tl-verlichting. Bovendien lag het energieverbruik overdag zo goed als volledig stil en was er veel dakruimte beschikbaar. Uit deze informatie raadde de installateur aan om over te schakelen op led én om een pv-installatie te plaatsen, die dankzij de monitoring ook perfect gedimensioneerd kon worden. Het eindresultaat is een tevreden klant die veel minder verbruikt, geen overbodige investering maakt, en een elektricien die zijn functie als energieadviseur professioneel bevestigd ziet.