Έξυπνοι ηλεκτρικοί πίνακες διανομής (Smart Panels) για εξοικονόμηση ενέργειας μέσω του συστήματος επικοινωνίας αυτών Enerlin’X της Schneider Electric

Σε μια εποχή που η τεχνολογία σε όλους τους τομείς της καθημερινότητάς μας εξελίσσεται με ραγδαίους ρυθμούς, θα ήταν αδιανόητο να μην συμμετέχουν με νέες εξελιγμένες εφαρμογές και οι ηλεκτρικές εγκαταστάσεις όλων των επιπέδων και δομών. 

Αντικειμενικός σκοπός των νέων προηγμένων εξελίξεων στις ηλεκτρικές εγκαταστάσεις είναι η πραγματική εξοικονόμηση ενέργειας και κατ’ επέκταση η αποπληρωμή της επένδυσης του κτιρίου από τη μείωση της ενεργειακής του κατανάλωσης.

Σύμφωνα με τις ρυθμίσεις της Ευρωπαϊκής Ένωσης και του Συμβουλίου Πράσινων Κτιρίων, τα κτίρια χωρίς συστήματα παρακολούθησης ενέργειας εμφανίζουν υψηλότερο κόστος λειτουργίας και είναι πιθανή η απαξίωση του κεφαλαίου επένδυσης. Στο σημείο αυτό αξίζει να αναφέρουμε πως η επίδραση του κτιριακού αυτοματισμού στην εξοικονόμηση ενέργειας, ορίζεται στο πρότυπο EN 15232. Το πρότυπο αποτυπώνει τέσσερις κλάσεις ενεργειακής απόδοσης για BACS με στόχο την επίτευξη της μέγιστης δυνατής απόδοσης σε εμπορικά κτίρια γραφείων.

Χαρακτηρισμός των τεσσάρων κλάσεων ενεργειακής απόδοσης όπως αυτές ορίζονται για τα κτίρια, σε σχέση με τα συστήματα αυτοματισμού (BACS) και διαχείρισης (TBM) που διαθέτουν αυτά

Ένας – λοιπόν – από τους τρόπους που μπορεί να επιτευχθεί αυτό, προσδιορίζεται στην αφετηρία και ταυτόχρονα καρδιά της ηλεκτρικής εγκατάστασης, δηλαδή, στον ηλεκτρικό πίνακα διανομής της. 

Για τον λόγο αυτό γίνεται πλέον αναφορά σε έξυπνους ηλεκτρικά διασυνδεδεμένους μεταξύ τους πίνακες (Smart Panels). 

Στα παρακάτω θα γίνει μια διεξοδική προσπάθεια παρουσίασης του συστήματος Smart Panels της Schneider Electric, το οποίο είναι ιδανικό για ξενοδοχειακές μονάδες, κτίρια γραφείων κ.λπ..

Σε μια ηλεκτρική εγκατάσταση – λοιπόν – πρέπει, αρχικά, να καταγραφούν οι απαιτήσεις της για να επιλεγούν τα συστήματα αυτοματισμών σε αυτήν και να επιλεγούν στα διάφορα ηλεκτρικά της κυκλώματα τα συστήματα ελέγχου και προστασίας καθώς και οι ενεργοποιητές αυτών. Κατόπιν, στους ηλεκτρικούς πίνακες διανομής (Smart Panels) θα εφαρμοσθεί το ψηφιακό σύστημα Enerlin'X της Schneider Electric, το οποίο – με τα χρησιμοποιούμενα νέα υλικά του – θα παράσχει μια απλή και αξιόπιστη σύνδεση με τις τοπικές οθόνες LCD, καθώς και δυνατότητες δικτυακών (στο web) εφαρμογών. 

Λογότυπο του ψηφιακού συστήματος Enerlin'X της Schneider Electric

Στο σημείο αυτό κρίνεται σκόπιμο να αναφερθεί πως, στα νέα υλικά του ηλεκτρικού πίνακα διανομής, συγκαταλέγονται:

α. ειδικά συστήματα σύνδεσης και καλωδίωσης για το καθένα από αυτά,

β. συγκεκριμένες προδιαγραφές,

γ. γνωστά και ίσως μη γνωστά πρωτόκολλα επικοινωνίας,

δ. interfaces για παροχή θυρών δικτύου σε μια ή περισσότερες συσκευές (π.χ. αυτόματους διακόπτες, ενεργοποιητές, μετρητές κλπ.), είτε καλωδιακά, είτε με σύνδεση ULP και

ε. gateways για να καθίσταται δυνατή την επικοινωνία ανάμεσα σε δύο δίκτυα με διαφορετικά πρωτόκολλα (Ethernet και Modbus). 

Μορφές μερικών από τα νέα υλικά το ψηφιακό σύστημα Enerlin'X της Schneider Electric που τοποθετούνται στους ηλεκτρικούς πίνακα διανομής

1. Energy Server με λειτουργία Ethernet Gateway, 2. Έγχρωμη οθόνη αφής Ethernet LCD, 3. Οθόνη LCD για αυτόματο διακόπτη, 4. Interface Ethernet και gateway, 5. Ethernet interface με λειτουργίες εισόδου / εξόδου και Gateway, 6. Modbus interface με λειτουργίες εισόδου / εξόδου, 7. Modbus interface για αυτόματο διακόπτη, 8. Στοιχείο πρόσθετων λειτουργιών εισόδων / εξόδων για αυτόματο διακόπτη, 9. Μετρητές ενέργειας & μετρητές πολλαπλών λειτουργιών, 10. Αυτόματοι διακόπτες με ενσωματωμένο μετρητή ηλεκτρικής ενέργειας, 11. Βοηθητικά εξαρτήματα – επιτήρησης και τηλεχειρισμού διαφόρων ειδών διακοπτών – τα οποία συνδέονται στο σύστημα Smartlink, 12. Ειδικής μορφής καλώδια σύνδεσης

Φυσικά, η σωστή χρήση και λειτουργία των παραπάνω υλικών απαιτούν γνώση και κατανόηση των χαρακτηριστικών ιδιοτήτων τους, γνώση και κατανόηση αυτού καθαυτού του συστήματος από την πλευρά των ηλεκτρολόγων εγκαταστατών για να μπορούν να το προτείνουν και να υποστηρίζουν στους μελλοντικούς πελάτες τους, καθώς επίσης και από την πλευρά των κατασκευαστών ηλεκτρικών πινάκων – με έφεση στις τεχνολογικές προκλήσεις – για να μπορούν να το υλοποιούν.

Σε γενικές γραμμές – λοιπόν – κατά τη διεργασία λειτουργίας μιας διάταξης διασυνδεδεμένων μεταξύ τους ηλεκτρικών πινάκων υπάρχουν τα στάδια:

1.      της μέτρησης,

2.      της διασύνδεσης και

3.      της εξοικονόμησης ενέργειας.

Σχηματική παράσταση σταδίων της διεργασίας του συστήματος Smart Panels της Schneider Electric

Πιο αναλυτικά, κατά το στάδιο:

1. της μέτρησης, υπάρχει δυνατότητα ενσωματωμένων ή αυτόνομων δυνατότητων μετρήσεων και ελέγχων, για λήψη ευδιάκριτων και χρήσιμων για την ηλεκτρική εγκατάσταση πληροφοριών. Δηλαδή, προσδιορίζονται επακριβώς οι τρόποι χρησιμοποίησης και κατανάλωσης της ηλεκτρικής ενέργειας στο κτίριο.

Κατά το στάδιο αυτό στους ηλεκτρικούς πίνακες, και ανάλογα πάντα με το σκοπό που προορίζονται οι  ηλεκτρικές εγκαταστάσεις τους, ομαδοποιούνται οι περισσότερες από τις συσκευές προστασίας, ελέγχου και μέτρησης, ώστε να τους παρέχεται η δυνατότητα να αποτελέσουν – πλέον – σημαντικές πηγές πληροφορίας οι οποίες με τη σειρά τους απεικονίζονται τοπικά και μπορούν να μεταδίδονται μέσω δικτύων επικοινωνίας.

2. της διασύνδεσης,  υπάρχει δυνατότητα εξειδικευμένων και ταυτόχρονα ολοκληρωμένων λύσεων επικοινωνίας, αλλά και, ετοιμότητα για σύνδεση σε πλατφόρμες διαχείρισης ενέργειας. Αυτό πραγματοποιείται - όπως ήδη έχει αναφερθεί - με το ψηφιακό σύστημα Enerlin’X, το οποίο συλλέγει και υπολογίζει τα συνολικά δεδομένα της ηλεκτρικής διανομής από όλους τους υπάρχοντες ηλεκτρικούς πίνακες.

Έτσι, είναι προφανές και αυτονόητο πως, οι πληροφορίες – που λαμβάνονται από το στάδιο των μετρήσεων – μεταδίδονται με ασφάλεια μέσω των πιο αποτελεσματικών δικτύων που κυριαρχούν στις εγκαταστάσεις της εποχής μας. Τα δίκτυα αυτά είναι:

-- το Ethernet, ενσύρματο ή WiFi, που δημιουργείται και λειτουργεί για την επικοινωνία του ηλεκτρικού πίνακα με τους υπολογιστές. To Ethernet αποτελεί έναν καθιερωμένο τρόπο διασύνδεσης ανάμεσα σε ηλεκτρικούς πίνακες, υπολογιστές και συσκευές επικοινωνιών εντός του οποιουδήποτε εύρος κτιρίου. Η μεγάλη ποσότητα πληροφοριών που μπορούν να διακινηθούν, καθιστά πραγματικότητα τη σύνδεση του ψηφιακού συστήματος Enerlin'X με τις υπηρεσίες Web της Schneider Electric. Ακόμη, προσφέρει οφέλη και για τους συντηρητές χάρη στις ιστοσελίδες διαμόρφωσης, οι οποίες διατίθεται εξ αποστάσεως ή στο τοπικό δίκτυο Ethernet.

-- το Modbus SL, που δημιουργείται και λειτουργεί εντός του ηλεκτρικού πίνακα για την επικοινωνία μεταξύ των συσκευών. Το Modbus SL είναι το ευρύτερα χρησιμοποιούμενο πρωτόκολλο επικοινωνίας σε βιομηχανικά δίκτυα. Το πρωτόκολλο αυτό είναι τύπου master – slave. Οι συσκευές (slave) επικοινωνούν σειριακά (σε αλληλουχία) με gateway (master).

-- το σύστημα ULP,  είναι που δημιουργείται και λειτουργεί εντός του ηλεκτρικού πίνακα και προσφέρει μια σύνδεση επικοινωνίας υψηλής ταχύτητας αποκλειστικά για την επιτήρηση και τον έλεγχο αυτόματων διακοπτών.

Σχηματική παράσταση δημιουργίας των δικτύων Ethernet & Modbus στο εσωτερικό  των Smart Panels για την εξυπηρέτηση του ψηφιακού συστήματος Enerlin'X της Schneider Electric

3. της εξοικονόμησης ενέργειας, συντελείται επιτήρηση και έλεγχος on-site σε πραγματικό χρόνο. Αυτό καθίσταται δυνατό με:

α. στοχευμένες δράσεις εξοικονόμησης ενέργειας βάσει ανάλυσης μετρήσεων,

β. επιτήρηση και έλεγχο σε πραγματικό χρόνο και

γ. πρόσβαση στις πληροφορίες της εγκατάστασης και της ενέργειας μέσω OnLine προσφερόμενων υπηρεσιών.

Σε συμπλήρωση των παραπάνω, και όπως έχει ήδη αναφερθεί, υπάρχουν δυνατότητες χρήσης:

i. τοπικών οθονών αφής, που τοποθετούνται την πρόσοψη του γενικού ηλεκτρικού πίνακα διανομής και προορίζονται για επιτήρηση και έλεγχο έως και 8 συσκευών ισχύος, με ταυτόχρονη ψηφιακή και γραφική απεικόνιση των ρυθμίσεων των ηλεκτρικών παραμέτρων και της κατάστασης του εξοπλισμού,

ii. υπολογιστών ή tablets, που μέσω σύνδεσης Ethernet και του συγκεκριμένου συστήματος, προορίζονται για πρόσβαση, παρακολούθηση και απομακρυσμένη χρήση από οπουδήποτε σε όλα τα ενεργειακά δεδομένα και τις γραφικές απεικονίσεις που εμφανίζονται σε μια ηλεκτρική εγκατάσταση, ανάλογα με την περίσταση και την χρήσης της. Αυτά όλα πραγματοποιούνται μέσω ειδικού λογισμικού μέσω και ενός απλού web browser προσδίδοντας άνεση, ευκολία και ευελιξία. Ακόμη, δίνεται η δυνατότητα on-line υπηρεσιών για τη μεταφορά  των ενεργειακών δεδομένων  συνεργατών / καταναλωτών της Schneider Electric στο Cloud αυτής. Οι προσφερόμενες αυτές υπηρεσίες, που διατίθενται  με συνδρομή, επεκτείνονται στην περαιτέρω μελέτη αξιοποιήσιμων πληροφοριών της ηλεκτρικής εγκατάστασης με την παρουσίαση ενεργειακών στόχων, την λήψη αποφάσεων και τον προγραμματισμό δράσεων για την βελτιστοποίηση της χρήσης της ενέργειας σε αυτήν.

Παραστατική απεικόνιση δυνατοτήτων χρήσεων τοπικών οθονών αφής και υπολογιστών ή tablets στο σύστημα το ψηφιακό σύστημα Enerlin'X της Schneider Electric

ΠΗΓΗ: Schneider Electric / Σύστημα Smart Panels