Allt fler inser vikten av att kontrollera sin energianvändning och att energileverantörens enda energimätare inte duger för att göra en analys av sin förbrukning. En del naturliga följdfrågor dyker då upp:
- Vilka parametrar behöver jag mäta, vilken eller vilka typer av mätare behöver jag?
- Hur kan jag skapa en infrastruktur för mätvärdesinsamling som håller över tiden?
- Hur kan jag säkra min investering så att den inte är värdelös inom några år, när mina behov har förändrats?
Nedan reder vi ut dessa och andra viktiga begrepp.
Vi lever i en föränderlig värld!
Det var inte många år sedan som vi inte hade en tanke på att installera fler energimätare än den energileverantören använder för att debitera oss! Idag måste vi energideklarera alla byggnader, och vem vet vad vi behöver göra i morgon… Utvecklingen går rasande fort, pådriven av flera samverkande faktorer:
- Ett överhängande klimathot, som enligt expertisen kan tillskrivas våra utsläpp av växthusgaser.
- Ständigt ökande kostnader för alla former av energi.
- Nya lagar och förordningar, strängare krav från Boverket, internationella överenskommelser om reduktion av CO2 utsläpp och energianvändning m.m.
- ”Morötter” i form av skattelättnader och bidrag för den som genomför energieffektiviseringsåtgärder.
Men – den vanligaste anledningen till att installera ett mätsystem är ändå att det ses som en investering i lägre driftskostnader!
”Tänk efter före”
Många är de som gör en investering i ett stort antal traditionella kWh-mätare, för att kort därefter inse att de för en relativt liten merkostnad hade kunnat installera kombinationsinstrument och fått statistik över ström och spänning, effekt och energi, aktivt, reaktivt och skenbart, i varje fas för sig. Denna information hade kunnat hjälpa till att finna framtida problemområden (enskilda högt belastade grupper, snedfördelning mellan faser, överbelastade transformatorer eller överuttag gentemot tariffgränsen etc.). Om insamlingssystemet hade medgett det kunde man även ha fått visning av alla elektriska värden på en skärmbild i realtid!
Energieffektivisering
För att kunna identifiera besparingsmöjligheter är det klokt att mäta olika typer av förbrukare var för sig, t.ex. elvärme, ventilation, belysning, kyla o.s.v. Det är också nödvändigt att logga mätvärden oftare än bara månadsvis. Åtminstone timvis mätning behövs, gärna ännu noggrannare.
Med hjälp av en sådan historik kan man enkelt identifiera betydande besparingsmöjligheter, som ofta grundar sig i att befintliga system inte fungerar eller är felaktigt injusterade. Man kan hitta avsevärda besparingsmöjligheter utan ytterligare investeringar!
Vad behöver jag mäta? Konsten att välja rätt mätare…
När vi pratar om att mäta vår energianvändning tänker nog de flesta på traditionella kWh-mätare. Här är det verkligen på sin plats att tänka ett steg till… Vilka mät- och analysbehov har jag om några år?
Dessutom måste vi komma ihåg att vi installerar allt mer elektronik i våra byggnader och anläggningar. Elektronik som ofta genererar störningar i form av t.ex. övertoner och som själva kan störas av en allt för ”smutsig” spänning! Det blir allt viktigare att ha koll på elkvaliteten!
Idag är det möjligt att för en ringa merkostnad välja betydligt mer kapabla mätare, s.k. kombinationsinstrument som samtidigt kan mäta de flesta elektriska storheterna.
Mätnoggrannhet och standarder
Det pratas mycket om ”debiteringsgodkända” mätare, trots att vi bara har en typ av aktör som har laglig rätt att debitera energi – våra energibolag. Här förekommer stor begreppsförvirring!
EU har nyligen tagit ett initiativ för att öppna upp en fri marknad även inom detta segment. Alla lokala standarder ersätts successivt av MID (Metering Instrument Directive), som är ett direktiv omfattande många typer av debiteringsmätare t.ex. energimätare, värme-, vatten-, ånga- gasmätare o.s.v. Här definieras noggrannhetskrav i olika klasser samt kriterier för design, konstruktion och tillverkning i olika nivåer.
Det som är viktigt att komma ihåg är att tillämpningsområdet för MID begränsas till energibolagens debiteringsmätare. Det ”vi andra” gör är egentligen undermätning, statistikmätning, energiuppföljning, o.dyl.
Även en fastighetsägare med ett elabonnemang, och som vill debitera hyresgästerna för deras faktiska förbrukning ”debiterar” inte energi i egentlig mening. Han har bara laglig rätt att fördela kostnaderna så rättvist som möjligt.
Alla dessa applikationer faller alltså utanför MID’s tänkta användningsområde. Direktivet är alltså inte direkt applicerbart. Vad har vi då att förhålla oss till?
För intern statistik och uppföljning är det helt och hållet upp till var och en att sätta nivån för en rimlig mätnoggrannhet. I de flesta fall är ± 1 % onoggrannhet (Klass 1 enligt IEC 62053-21) fullt acceptabelt, medan elkvalitetsmätare ofta behöver ± 0,5 % eller ± 0,2 % (Klass 0,5s eller Klass 0,2s enligt IEC 62053-22).
För kostnadsfördelning mellan hyresgäster gäller att dessa måste kunna acceptera mätnoggrannheten för en korrekt kostnadsfördelning. I regel är ± 1 % onoggrannhet (Klass 1 enligt IEC 62053-21) fullt acceptabelt även här. Skulle en hyresgäst vara ”storförbrukare” kanske en noggrannare mätare krävs då avvikelsen innebär större belopp.
Mätvärdesinsamling
Våra anläggningar och installationer har väldigt skiftande behov men alla har en sak gemensamt: ingen vill springa runt och läsa av alla mätare manuellt!
I vissa byggnader kan man nöja sig med att koppla mätarna till en gateway, t.ex. PowerLogic EGX300, som automatiskt skapar hemsidor på det lokala intranätet. Här kan sedan informationen läsas från vilken dator som helst (lösenordsskyddat förstås). I andra anläggningar vill man länka in information i ett överordnat system, t.ex. ett SCADA-system eller ett fastighetsautomatiseringssystem. Har man behov av djupare analyser satsar man förstås på ett renodlat energiövervakningssystem som PowerLogic ION Enterprise.
Vilken infrastruktur ska man då satsa på? Det finns ju massor av olika kommunikationsprotokoll! Även här är behoven skiftande. Det kan finnas anledning att tänka framåt innan man bestämmer sig.
Pulsutgångar är nog det enklaste sättet att läsa av energianvändning. Här finns dock stora begränsningar. Man kan endast läsa av ständigt ökande storheter som aktiv, reaktiv och skenbar energi, varför man riskerar att finna sig låst – installationen kan vara värdelös den dagen behoven ökar.
M-Bus är ett kommunikationsprotokoll specifikt utvecklat för avläsning av olika typer av mätare (vatten, el, värme o.s.v.). M-Bus protokollet har en hel del fördelar just för att det är avsett för mätaravläsning. Det har tyvärr även en del svagheter. Framför allt finns ingen möjlighet att koppla in andra apparater i kommunikationen. Protokollet är ju enbart utvecklat för mätaravläsning. En M-Businstallation är inte heller lämpad för att kommunicera stora datamängder eller mätvärden i realtid.
Modbus är en mycket välkänd fältbuss, tillika ett enkelt och öppet protokoll. Denna typ av gränssnitt återfinns i regel på alla kombinationsinstrument och elkvalitetsinstrument. Till Modbus kan man också ansluta andra typer av apparater, såsom mätare, frekvensomvandlare, lågspänningsbrytare, UPS’er, intelligenta startapparater, PLC’er m.m.
Man har också möjligheter att hämta in mätvärden från värmemätare, gasmätare, bränslenivåmätare eller vad som helst genom de analoga och digitala in- och utgångar som finns i många kombinationsinstrument! Här finns alltid stöd för dubbelriktad kommunikation för att t.ex. centralt skicka tänd- och släcksignaler, styra laster eller reservkraftapplikationer.
Om man i framtiden vill ha möjlighet att ansluta andra enheter än bara traditionella, enkla mätare eller använda systemet för styrning av olika funktioner är en fältbuss typ Modbus att föredra.
Ethernet TCP/IP är inte ett protokoll på samma sätt som M-Bus eller Modbus. Det är en standard som anger elektrisk signalnivå samt paketformatet som “transporteras”. Det säger inget om vilket protokoll som kommuniceras.
Andra protokoll kan nyttja Ethernet som media, d.v.s. meddelandet kapslas in i TCP- eller UDP-paket (hårdvaran måste förstås kunna hantera det). Det finns således möjligheter att skicka t.ex. Modbus över ett TCP/IP-nät, som fastighetens LAN, via en enkel gateway. Detta är praktiskt och ekonomiskt då det minimerar investeringarna i infrastruktur och kabeldragning – datanätet finns ju redan där!
Dessutom har Ethernet TCP/IP inga egentliga begränsningar i avstånd/hastighet och är det absolut mest spridda och välanvända gränssnittet som finns idag.
Sammanfattning
I t.ex. flerfamiljsbostäder kan en infrastrukturlösning med M-Bus ofta vara tillräcklig. Här är man bara intresserad av att fördela kostnaden för kilowatttimmarna mellan hyresgästerna. Någon djupare energianalys finns det kanske inte behov av.
I större kontorsfastigheter, köpcentra, kommersiella byggnader o.s.v. måste man tänka sig för och göra en framtidssäker installation. Här måste hänsyn tas till ökande energikostnader, kommande skärpta krav från myndigheter, ökat behov av energiövervakning och laststyrning. Här gör man bäst i att satsa på kombinationsinstrument med Modbuskommunikation, anslutna till en Ethernet TCP/IP gateway. En sådan arkitektur är öppen för att anslutas till alla typer av överordnade system – fastighetsautomatisering, SCADA-system eller energiövervakningssystem. Detta även om man från början bara gör en minimal investering med en gateway som automatiskt genererar hemsidor på intranätet för energiövervakning. Ingen del av infrastrukturen blir omodern utan kan fortsätta användas även med framtidens ökande behov.
Text: Magnus Engström