Pametna omrežja in internet stvari
Za doseganje ciljev vgradnje pameti v omrežja, ki prenašajo elektriko in podatke, bodo najbolj zaslužne nove tehnologije interneta stvari. Te pa bodo temeljile predvsem na mobilnih tehnologijah.
Izbira najprimernejše komunikacijske tehnologije za pametno merilno rešitev je pomemben korak pri gradnji pametne merilne infrastrukture. Komunikacijska tehnologija se je od prvih namestitev t. i. pametnih števcev že skokovito razvila, skladno z razvojem pa rastejo tudi pričakovanja o razpoložljivosti podatkov in funkcionalnosti, povezanih z naprednim merjenjem porabe električne energije. Če je sprva distributerjem električne energije zadostovalo, da so podatke o porabi prebrali enkrat mesečno – le za potrebe izdaje računa –, si danes želijo razpoložljivosti podatkov v (skoraj) realnem času. Zakaj je to sploh potrebno? Pogost primer je želja sistemskega operaterja distribucijskega omrežja, da bi stranki omogočil vpogled v podatke o rabi energije, hkrati pa sebi zagotovil dovolj podatkov za izdelavo profila obremenitve, vključno s kakovostjo električne energije, napredno analizo v kratkih intervalih, upravljanjem obremenitev itd.
Komunikacijska tehnologija ni povezana zgolj z vprašanjem, kako poteka prenos podatkov z odjemnih mest v osrednji sistem upravitelja omrežja. Nove tehnologije, kakršna je NB-IoT (angl. Narrowband Internet of Things), obljubljajo nižje komunikacijske stroške v celotnem življenjskem ciklu, a še pomembnejša se pri tem zdi standardizacija, ki vodi v poenostavitev integracije naprav. V primeru prehoda merilnih mest na tehnologije NB-IoT se namreč znatno poenostavi sistemska krajina javnih služb, na dolgi rok pa je pričakovati tudi konvergenco različnih sistemov na skupni imenovalec, saj bodo ponudniki resnično motivirani s prihranki na področju nadzora in upravljanja.
Internet stvari zmaguje tudi v praksi
V prvem valu uvajanja pametnih števcev so po vsej Evropi prevladovale PLC-tehnologije, ki pa bodo z razvojem vse naprednejših rešitev pokazale svoje omejitve. A marsikje bodo še vedno ostale v uporabi, pač odvisno od potreb odjemalcev in skrbnikov ter predvsem razpoložljive infrastrukture v posamezni državi ali na območju oskrbe. Med novimi tehnologijami na tem področju pa prednjačijo mobilne rešitve oziroma tehnologiji LTE CAT NB1 (NB-IoT) in LTE CAT M1. Obe sta bili razviti posebej za komunikacijo naprav, senzorjev in števcev v dobi interneta stvari (IoT). Ker grobo poenostavljeno temeljita na isti infrastrukturi kot potrošniške mobilne komunikacije, le s to razliko, da sta optimizirani za komunikacijo med »stroji« (t. i. M2M), torej v ospredju ni govorna komunikacija, temveč veliko drobnih količin podatkov, je jasno, da njuna uvedba ne bi smela predstavljati večjih težav.
Očitna prednost LTE CAT NB1 in LTE CAT M1 pred ostalimi tehnologijami je že dejstvo, da delujeta v istih omrežjih kot običajne mobilne naprave, ta omrežja pa vzdržujejo telekomunikacijski operaterji. Ti si močno prizadevajo zagotoviti visoko stopnjo razpoložljivosti komunikacijskih storitev, kar krepi tudi zanesljivost rešitev za pametno merjenje. Obe tehnologiji lahko ponudita vrhunsko pokritost, saj se izkažeta tudi v za klasične rešitve težkih okoljih, kot so kleti, podzemni rovi ipd. Večjih izzivov ni niti na podeželju, kjer prevladuje manjša gostota merilnih postaj.
Namestitev in nastavitev sta preprosti. V nasprotju s PLC-napravami mobilne naprave komunicirajo neodvisno od drugih naprav, tako da dodajanje ali odstranjevanje števca ne vpliva na splošno topologijo in stabilnost omrežja. Nov števec lahko začne takoj komunicirati z omrežjem in ni treba čakati, da se okoliške instalacije dokončajo, preden se vzpostavi komunikacija.
Začetne implementacije pametnih števcev, bodisi za komercialne, industrijske ali omrežne aplikacije, so bile povezane z relativno visokimi komunikacijskimi stroški (povezave P2P, protokol RS-485). Tehnologije NB-IoT te stroške močno znižajo, saj se stroški komunikacije v življenjski dobi števca drastično ne spreminjajo, dodatni oddajniki in sprejemniki namreč niso potrebni, saj vsaka naprava samostojno komunicira z osrednjim sistemom.
Pripravljeni na prihodnost
Tehnologiji LTE CAT NB1 in LTE CAT M1 sta pri telekomunikacijskih operaterjih pogosto omenjani v dokumentih, ki opisujejo strategijo mobilnih omrežij pete generacije (5G). Energetska podjetja so zato pomirjena – očitno je, da bosta podprti vsaj desetletje, verjetno celo dve, torej je tudi stroškovna kalkulacija znatno ugodnejša. In ker gre v primeru pametnih naprav za takšne, ki omogočajo nadgradnjo funkcionalnosti, je dodana vrednost še toliko večja.
Upravitelji energetskih omrežij so seveda želeli takoj vedeti, kako je poskrbljeno za varnost, saj ne želijo, da bi kdorkoli lahko prestregel podatke, poslane prek mobilnih podatkov. Varnostni standardi 3GPP veljajo tudi za mobilne komunikacije, vgrajeni so številni varnostni mehanizmi in funkcije, ki podpirajo zaupnost, razpoložljivost in celovitost podatkov, torej preprečujejo nepooblaščeni dostop, prekinitve povezave in manipulacije s podatki. Vsi uporabniški podatki so lahko varovani s šifriranjem, poleg tega pa sta ustrezno overjena tudi oba konca povezave (pri pošiljatelju in prejemniku).
Pri tehnologijah interneta stvari lahko v prihodnjih letih pričakujemo velike preboje na področju pametnega merjenja in celo upravljanja porabe na daljavo. Tako stanovanjska kot industrijska okolja bodo deležna nadgradenj po vzoru pametnih domov, v ospredju pa bosta upravljanje porabe energije in njena optimizacija. Kot vemo, pa lahko upravljamo le tisto, kar poznamo, torej merimo.
