Jakie dają możliwości nowoczesne pomiary energii elektrycznej? Monitor energii elektrycznej MEW-01

MEW-01 urządzenie IoT, które pozwala na pomiar zużycia energii elektrycznej oraz podstawowych parametrów sieci.
MEW-01 urządzenie IoT, które pozwala na pomiar zużycia energii elektrycznej oraz podstawowych parametrów sieci.

Historia liczników elektrycznych sięga XIX wieku. Wraz z pojawieniem się pierwszych dynamomaszyn, umożliwiono wytwarzanie energii elektrycznej w sposób komercyjny. Zaczęto zastanawiać się w jaki sposób mierzyć zużycie energii elektrycznej.

W 1872 r. powstał pierwszy licznik, który był zwykłym miernikiem czasu świecenia lampy. Ten sposób pomiaru, nie był jednak wystarczający, tak więc powstawały pierwsze prototypy urządzeń.

Do 1925 r. w samych Niemczech, powstało 2000 różnych patentów dotyczących mierników energii elektrycznej. Jednym z pierwszych, był licznik Edisona, który wykorzystywał zjawisko elektrolizy elektrod. W czasie poboru energii elektrycznej, na jednej z elektrod wytrącał się cynk i przez elektrolizę osadzał się na drugiej. Określenie zużycia energii polegało na pomiarze masy elektrod i przemnożeniu jej przez wartość nazywaną stałą licznika. Ten sposób pomiaru jak się domyślamy, nie był zbyt prosty do powszechnego wykorzystania.

Z czasem pojawiły się liczniki rtęciowe, które działały na podobnej zasadzie co liczniki elektrolityczne Edisona. Liczniki rtęciowe posiadały dwie elektrody, z czego jedna była elektrodą rtęciową a druga zbudowana była z użyciem platyny. W czasie poboru energii elektrycznej, z elektrody rtęciowej wytrącała się rtęć do rurki pomiarowej. Wystarczyło sprawdzić ilość rtęci, która wytrąciła się podczas elektrolizy, aby móc określić ilość zużytej energii elektrycznej. Wadą tych liczników była możliwość łatwego skasowania pomiaru. Wystarczyło odwrócić licznik “do góry nogami”, aby rtęć z rurki pomiarowej wróciła do komory, z której się wytrącała.

Pod koniec XIX w. wykorzystanie technologii prądu stałego odchodziło na rzecz technologii prądu przemiennego. Podjęto próby poszukiwań nowych rozwiązań, które umożliwiałyby kontrolę zużycia energii. W 1885 r. odkryto zjawisko, które umożliwiało obrót wirnika przy wykorzystaniu pól magnetycznych. Odkrycia dokonał włoski naukowiec G. Ferraris.

W 1889 r. opatentowano pierwszy licznik indukcyjny.

W liczniku indukcyjnym działa wirowe pole magnetyczne generowane przez cewki. Skutkiem są momenty napędowe, które obracają aluminiową tarczą połączoną z przekładnią. Jej obrót ma wpływ na obrót liczydła. Szybkość obrotu aluminiowej tarczy umieszczonej wewnątrz urządzenia jest proporcjonalna do zużycia prądu.

fot. https://mlodytechnik.pl/archiwum/11-2004_jak_to_dziala.pdf

Obecnie liczniki indukcyjne są najstarszymi urządzeniami pomiarowymi. Mimo ich przekształceń, dodaniu specjalnych nadajników impulsowych, są już wypierane przez urządzenia elektroniczne.

Nowa generacja liczników ma w swoim wyposażeniu zainstalowany mikroprocesor, który wykonuje określone zaprogramowane działania i steruje pracą pozostałych elementów. Wszystkie razem tworzą urządzenie, które jest zdolne do rejestrowania pomiarów m.in. w cyklach godzinowych, minutowych oraz w czasie rzeczywistym.

Jednym z urządzeń, podłączonym do sieci i potrafiącym rejestrować bieżące zużycie jest MEW-01 czyli monitor energii elektrycznej.

Zainstalowany monitor MEW-01 w rozdzielni elektrycznej

MEW-01 jest urządzeniem IoT. Pozwala na pomiar zużycia energii elektrycznej oraz podstawowych parametrów sieci tj. napięcia, natężenia prądu, częstotliwości oraz mocy (czynnej, biernej oraz pozornej). Wszystkie dane są rejestrowane dla każdej z poszczególnych faz i wysyłane na serwer tak aby, móc je później odpowiednio przeanalizować. MEW-01 wystarczy zamontować w rozdzielni, założyć przekładniki 100A na każdą z faz i podłączyć do naszej sieci W-Fi, aby móc z niego korzystać.

Bilans zużycia energii elektrycznej w aplikacji SUPLA

Jakość energii elektrycznej

Każdy z odbiorców energii elektrycznej powinien ją otrzymywać, zgodnie z podpisaną umową. Dystrybutor jest zobowiązany dostarczać energię spełniającą parametry jakościowe, co ma szczególne znaczenie do prawidłowego działania urządzeń. Niedotrzymanie odpowiedniej jakości może mieć wpływ na zaburzenia i czas ich pracy.

Monitor energii elektrycznej pozwala na szybką weryfikację czy dane parametry znajdują się w odpowiedniej normie. A pomiar mocy biernej z pewnością zainteresuje odbiorców przemysłowych.

Parametry sieci elektrycznej w aplikacji SUPLA

Oszczędności

Istotnym problemem wielu gospodarstw domowych jest brak świadomości na temat zużywanej energii. Wszystkie zainstalowane w domu urządzenia zużywają energię elektryczną. Lodówka, pralka, odkurzacz, na co dzień są przez nas wykorzystywane, pobierają mniej lub więcej prądu. Wiedza o kosztach zużycia energii przez nasze urządzenia, może pomóc podjąć decyzję o wymianie na inne bardziej energooszczędne tak aby, zacząć generować dodatkowe oszczędności.

Oprogramowanie SUPLA

SUPLA pozwala na prezentację pomiarów w czasie rzeczywistym ale i również tych historycznych, dane są w sposób przystępny wyświetlane użytkownikowi tak aby, ułatwić ich odbiór i analizę. Użytkownik dokładnie może zapoznać się z parametrami jakościowymi na każdej z faz oraz zaprezentować swoje zużycie na barwnych czytelnych wykresach.

Bilans zużycia energii elektrycznej w aplikacji SUPLA

Oprócz tego, SUPLA to nie tylko MEW-01 ale i również inne urządzenia do sterowania oświetleniem, urządzeniami oraz roletami. Zdalna kontrola daje wygodę ale i również pozwala na sprawdzenie, które z urządzeń jest obecnie włączone.

Oprogramowanie SUPLA

Monitor w instalacji fotowoltaicznej

Monitor energii elektrycznej jest urządzeniem dwukierunkowym, oprócz zużycia energii elektrycznej może również przedstawić produkcję energii elektrycznej. Tak więc idealnie sprawdzi się u właścicieli instalacji fotowoltaicznych, którzy będą mieć rzeczywisty wgląd na swoją produkcję. SUPLA jest projektem, który stale się rozwija, w jednej z ostatnich aktualizacji dla MEW-01 umożliwiono wektorowe bilansowanie międzyfazowe:

(…) Równocześnie wszystkim zainteresowanym, którzy posiadają licznik MEW-01 udostępniono testową wersję firmware-u, która rozszerza możliwości MEW-a o wektorowe bilansowanie międzyfazowe. Różnice w pomiarach jednego z liczników prezentujemy na poniższych wykresach. Na obu wykresach można zauważyć obszar zaznaczony na szaro. Oznacza on energię oddaną (-) do sieci energetycznej oraz zużycie na wszystkich fazach (+). Na szary wykres naniesiony jest bilans. Czerwony kolor to zużycie za które płacimy, a zielony to produkcja. W przypadku bilansu wektorowego można zauważyć “mniej szarego na minusie” co oznacza, że matematycznie oddano do sieci mniej energii (skonsumowano ją wewnętrznie bilansując między fazami), a co za tym idzie wykorzystanie wyprodukowanej energii jest finansowo bardziej efektywne.

https://www.facebook.com/supla.org/posts/1159760601036667
fot. https://www.facebook.com/supla.org/photos/pcb.1159760601036667/1159759064370154

Kilka słów na koniec

MEW-01 jest interesującą opcją dla osób, które chcą w sposób szybki i prosty właściciwie gospodarować energię w domu jak i firmie. Niewątpliwie pomoże podjąć właściwe decyzje m.in. w kontekście modernizacji tak aby, poprawić efektywność energetyczną.

Urządzenie można znaleźć na stronie firmy ZAMEL: MEW-01