מערכות מדידה חכמות | גרמניה לא מפגרת מאחור: מדוע המונים החכמים שלנו הם מודל לחיקוי בינלאומי – תמונה: Xpert.Digital
מהפכת המונים החכמים: מדוע גרמניה הופכת כעת לחלוצה במעבר האנרגיה החכם
מערכות מדידה חכמות: היתרון האסטרטגי של גרמניה באספקת חשמל דיגיטלית
גרמניה נמצאת על סף טרנספורמציה מקיפה של אספקת האנרגיה שלה. בלב המהפכה הדיגיטלית הזו עומדת הפריסה הארצית של מערכות מדידה חכמות, המכונות בדרך כלל מונים חכמים. מערכות אלו מבשרות עידן שבו חשמל כבר לא נצרך רק באופן פסיבי, אלא נשלט וממוטב בצורה חכמה. במשך זמן רב, גרמניה ספגה ביקורת על גישתה, לכאורה מהוססת, ליישום מונים חכמים, בעוד שמדינות אירופאיות אחרות כמו שבדיה, דנמרק ואיטליה הסתמכו על טכנולוגיה זו במשך שנים. עם זאת, מה שנראה במבט ראשון כחיסרון, בבדיקה מדוקדקת יותר, מתגלה כיתרון אסטרטגי שיכול להזניק את גרמניה לחזית הדור החדש של רשתות חכמות.
מומחים מדגישים כי הגישה הגרמנית, למרות שהושקה מאוחר יותר, מציעה תכונות וגמישות מכריעות שחסרות למערכות מוקדמות רבות. מערכת מדידה חכמה היא הרבה יותר מסתם מד חשמל דיגיטלי. זוהי הליבה של תשתית תקשורת דו-כיוונית מאובטחת ביותר המחברת צרכנים, יצרנים ומפעילי רשת. תקני האבטחה הגבוהים ביותר, שאושרו על ידי המשרד הפדרלי לאבטחת מידע (BSI), ממלאים תפקיד מרכזי בהבטחת שלמות הנתונים ופרטיותם. טכנולוגיה זו סוללת את הדרך לתעריפי חשמל דינמיים, מייעלת את ניהול האנרגיה בבתים ובעסקים, ומאפשרת יישומים עתידיים כגון טעינה דו-כיוונית של כלי רכב חשמליים, שבהם הרכב החשמלי שלכם הופך להתקן אחסון אנרגיה נייד.
עם מפת דרכים ברורה לפריסה, שתהפוך לחובה עבור משקי בית ומתקנים רבים החל משנת 2025 ואילך, ומערכת חלוקת עלויות חכמה, גרמניה מתכוננת לשינוי עמוק בשוק האנרגיה. זה כולל הכל, החל מהיסודות הטכניים וערוצי התקשורת ועד לפוטנציאל לאספקת אנרגיה עמידה וניטרלית מבחינה אקלימית.
מתאים לכך:
התחלה מאוחרת עם יתרון אסטרטגי
בעוד שמדינות אירופאיות אחרות משתמשות במדים חכמים כבר שנים, גרמניה פיגרה הרחק מאחור. בשוודיה, דנמרק ואיטליה, כמעט כל משק בית מצויד במונה חכם, בעוד שבגרמניה, כיום פחות מחמישה אחוזים מכלל משקי הבית מצוידים בטכנולוגיה זו. עיכוב זה, עם זאת, לא היה מחדל, אלא חלק מתוכנית ששוקלת בקפידה.
אינגו שנברג, סגן יו"ר פורום טכנולוגיית רשת/תפעול רשת (FNN) בתוך ה-VDE (האגודה לטכנולוגיות חשמל, אלקטרוניקה ומידע), מסכם זאת בצורה מושלמת: גרמניה אולי מאחרת למשחק, אך היא מביאה את הפתרונות הנכונים. בעוד שמדינות אחרות הצליחו לנטר את הצריכה מזה זמן מה, חסרה להן הגמישות והבקרה שהמערכת הגרמנית מציעה.
הבסיס הטכני: יותר מסתם מד חשמל
מערכת מדידה חכמה מורכבת מהרבה יותר מאשר מד חשמל דיגיטלי קונבנציונלי. בליבתה נמצא שער המונה החכם, יחידת תקשורת מאובטחת ביותר המחברת את המונה למערכות שונות. שילוב זה של ציוד מדידה מודרני ושער מאפשר תקשורת דו-כיוונית בין צרכנים, יצרנים ומפעילי רשת החשמל.
המשרד הפדרלי לאבטחת מידע (BSI) ממלא תפקיד מרכזי בתהליך זה. הוא לא רק מאשר שערי מונים חכמים בהתאם לתקני האבטחה הגבוהים ביותר, אלא גם מפתח באופן רציף את הדרישות הטכניות. נכון לעכשיו, חמישה יצרנים עצמאיים מחזיקים בכל האישורים הנדרשים לפריסת המונים החכמים.
חשיבות מיוחדת היא מה שנקרא תיבות בקרה או מודולי CLS (מערכות מקומיות נשלטות), המאפשרות בקרה מדויקת של תחנות ייצור אנרגיה והתקני צריכה. רכיבים אלה אושרו לאחרונה על ידי מספר יצרנים ומאפשרים הן בקרה מדורגת באמצעות ממסרים והן בקרה ללא שלבים באמצעות תקן EEBus.
תקשורת דרך ערוצים שונים
העברת נתונים מתבצעת באמצעות ערוצי תקשורת מרובים. עמוד השדרה הוא רשת סיבים אופטיים ייעודית המחברת את כל נקודות החיבור לרשת. שתי אפשרויות עיקריות זמינות עבור מונים חכמים במשקי בית: רשתות סלולריות ופס התדרים 450 מגה-הרץ, השמור במיוחד למגזר האנרגיה.
רשת 450 מגה-הרץ מציעה יתרונות מיוחדים בשל טווח הטווח הארוך שלה וחדירה טובה למבנים. זה מאפשר להגיע באופן אמין למונים חכמים אפילו במרתפים או במקומות שקשה להגיע אליהם. סוכנות הרשת הפדרלית הקצתה תדרים אלה לחברת 450connect GmbH עד 2040, אשר מניעה את פיתוח הרשת הארצית מאז 2021. רשת הרדיו 450 מגה-הרץ צפויה להיות זמינה ברחבי הארץ החל משנת 2025.
מפת הדרכים לפריסה: הקמה מובנית עד 2030
המסגרת המשפטית לפריסת המונים החכמים נקבעה עם חוק חידוש הדיגיטציה של המעבר האנרגטי. החל מינואר 2025, צרכנים בעלי צריכה שנתית של לפחות 6,000 קילוואט-שעה נדרשים להתקין מערכת מדידה חכמה. הדבר חל גם על מפעילי תחנות ייצור בעלות קיבולת מותקנת של שבעה קילוואט ומעלה, כמו גם על התקני צריכה נשלטים.
תוכנית הפריסה עוקבת אחר לוח זמנים שאפתני: עד סוף שנת 2025, 20 אחוז מהלקוחות הכפופים לדרישות התקנה חובה כבר היו מצוידים במערכות מדידה חכמות, המקבילות ליותר מ-2.5 מיליון מכשירים. עד שנת 2030, הפריסה צפויה להסתיים לפחות ב-95 אחוז מהמקרים. נתונים עדכניים של סוכנות הרשתות הפדרלית מראים כי עד סוף שנת 2024, 13.91 אחוז מהלקוחות הכפופים לדרישות התקנה חובה כבר היו מצוידים במערכת מדידה חכמה.
בנוסף, מאז 2025 לכל הצרכנים יש את הזכות לבקש מרצונם מערכת מדידה חכמה, ללא קשר לצריכתם. על מפעיל נקודת המדידה להיענות לבקשה זו תוך ארבעה חודשים.
שקיפות עלויות וחלוקה הוגנת
מאז 2024, העלויות עבור מערכות מדידה חכמות מתחלקות בין הצרכנים למפעילי הרשת. עבור רוב משקי הבית, מדובר בעלות שנתית של 20 אירו (ברוטו), בעוד שעבור מכשירים הניתנים לשליטה כמו תיבות קיר או משאבות חום, העלות היא 50 אירו לשנה. כל עלות העולה על סכום זה מוטלת על מפעיל הרשת, שנהנה ממידע משופר על מצב הרשת באמצעות מערכות המדידה החכמות ויכול לייעל את פעילות הרשת שלו.
עם זאת, המשרד הפדרלי לענייני כלכלה ופעולה אקלימית מתכנן העלאות עלויות עבור התקנות מרצון. עלויות ההתקנה החד-פעמיות צפויות לעלות מ-30 אירו ל-100 אירו, ועלויות התפעול השנתיות ב-30 אירו נוספות. עלייה זו עוררה ביקורת מצד ארגוני הגנת הצרכן, שכן היא עלולה להפוך את ההשתתפות במעבר האנרגטי לפחות אטרקטיבית.
פתרון פוטו-וולטאי חדשני להפחתת עלויות (עד 30%) וחיסכון בזמן (עד 40%)
פתרון פוטו -וולטאי חדשני להפחתת עלויות וחיסכון זמן: xpert.digital
עוד על זה כאן:
מצרכנים (יצרנים וצרכנים) לרשתות חכמות: דרכה המתוכננת היטב של גרמניה לעתיד אנרגטי דיגיטלי
גמישות באמצעות בקרה חכמה
יתרון מרכזי של הטכנולוגיה החדשה טמון בגמישותה. במקום התערבויות ישירות במערכות בודדות, המערכת מסתמכת על הגדרת מסדרונות בנקודת החיבור לרשת. בתוך גבולות עליונים ותחתונים אלה, צרכנים סופיים יכולים להשתמש או להזין את החשמל שלהם בהתאם לצרכיהם. התערבויות בקרה מתרחשות רק אם חורגים ממגבלות אלה.
גישה זו מונעת את הצורך להפעיל ישירות מערכות סולאריות פרטיות או תיבות קיר. במקום זאת, איחוד רשתות גדולות יותר מבטיח איזון מקומי לפני התערבות ברמות המתח הבינוני והגבוה. לאחר שמגיעים ל-80 אחוז מנקודות הצריכה, ניתן לאזן את התנודות הנותרות.
טכנולוגיית בקרה מודרנית מאפשרת גם להתאים את תפוקת מפעלי הייצור במקום לסגור אותם לחלוטין. מגבלת הבקרה עבור תחנות ייצור הועלתה משניים המקוריים לשבעה קילוואט כדי להפחית את העומס על מערכות מגורים קטנות יותר.
טעינה דו-כיוונית וחיבור רכב לרשת החשמל
פיתוח פורץ דרך במיוחד הוא טעינה דו-כיוונית של כלי רכב חשמליים. טכנולוגיה זו, המכונה גם Vehicle-to-Grid (V2G), מאפשרת למכוניות חשמליות לא רק להיטען אלא גם להזין חשמל בחזרה לרשת החשמל בעת הצורך. זה הופך את סוללות הרכב ליחידות אחסון אנרגיה ניידות שיכולות לייצב את רשת החשמל.
טעינה דו-כיוונית יכולה לספוג עודפי אנרגיה ממקורות מתחדשים ולשחרר אותה שוב בעת הצורך. זה תורם ליציבות הרשת ויכול להפחית את עלויות הניידות החשמלית. למרות שהטכנולוגיה כבר זמינה, כיום מצוידים בכך בעיקר כלי רכב אסייתיים עם מחברי CHAdeMO.
מתאים לכך:
תעריפי חשמל דינמיים: המחירים עוקבים אחר ההיצע
עם הכנסת מערכות מדידה חכמות, גם תעריפי חשמל דינמיים הופכים למציאות. מאז 2025, כל ספקי האנרגיה נדרשים להציע תעריפים משתנים כאלה. אלה מותאמים מדי שעה למחירים בבורסת החשמל ומאפשרים לצרכנים ליהנות מתקופות של מחירים נמוכים יותר.
תעריפים דינמיים פועלים היטב בשילוב עם מערכות מדידה חכמות, שכן אלו מאפשרים רישום וחיוב בזמן של הצריכה. צרכנים יכולים להזיז את צריכת החשמל שלהם באופן אסטרטגי לזמנים של מחירים נמוכים יותר, למשל בעת טעינת מכוניות חשמליות או הפעלת מכשירים עתירי אנרגיה.
המחירים משתנים במידה ניכרת בהתאם להיצע וביקוש. בימים שטופי שמש וסוערים עם ייצור גבוה של אנרגיה מתחדשת, המחירים יכולים להיות נמוכים מאוד או אפילו שליליים, בעוד שהם עולים משמעותית כאשר הביקוש גבוה. אותות מחיר אלה מסייעים להתאים טוב יותר את הצריכה לייצור.
אבטחה והגנה על נתונים הן עדיפויות מרכזיות
גרמניה שמה דגש מיוחד על אבטחת מערכות מדידה חכמות. ה-BSI (המשרד הפדרלי לאבטחת מידע) פיתח הנחיות טכניות מקיפות ומאשר את כל הרכיבים בהתאם לתקני אבטחת הסייבר הגבוהים ביותר. שערי המונה החכם כוללים מודולי אבטחה סטנדרטיים ומשולבים המבטיחים תקשורת אמינה.
היבט חשוב הוא שאין חיבור למערכת ה-IT המקומית. התקשורת מתבצעת דרך ערוצים נפרדים ומאובטחים כדי להגן על פרטיות המשתמש. המערכת תוכננה כך שארגונים שונים מעורבים בפיתוחה ובאבטחתה.
רשת חכמה ורמת מתח בינונית
בקרת הרשת החכמה מתבצעת בעיקר ברמות המתח הבינוני והגבוה. טכנולוגיית חיישנים מודרנית מאפשרת לנטר ולשלוט באופן חכם גם ברמות הרשת הללו. פתרונות חדשניים כגון חיישני זרם ומתח משולבים למתח בינוני ניתנים להתקנה בקלות בתחנות משנה מקומיות קיימות ברשת.
חיישנים אלה רושמים באופן רציף פרמטרים של הרשת ומאפשרים ניטור אוטומטי של הרשת. הם מהווים אבן בניין חשובה לרשתות חכמות עתידיות, המאופיינות במערכות חכמות לרישום, ניתוח, בקרה, אחסון והולכה בטוחה של חשמל.
מתאים לכך:
עמידות להפסקות חשמל וחוסן למשברים
דגש מיוחד מושם על עמידות המערכת בפני הפסקות חשמל. חוק הפעלת נקודות המדידה קובע כי מפעילי נקודות המדידה יכולים להיות מחויבים להשתמש בחיבור תקשורת רציף וחסין מפני הפסקות חשמל. זה חיוני ליציבות המערכת, שכן מערכת המדידה החכמה אחראית יותר ויותר על שליטה במערכות מבוזרות.
הקונספט מבחין בין עמידות להפסקות חשמל לבין חוסן להפסקות חשמל. בעוד שמערכות עמידות להפסקות חשמל ממשיכות לתפקד גם במהלך הפסקת חשמל, מערכות חסונות להפסקות חשמל ניתנות לשליטה שוב מספר דקות לאחר חידוש מתח החשמל. עבור רוב התקנות הלקוחות, תכנון חסון להפסקות חשמל נחשב מספיק, מכיוון שהוא חסכוני משמעותית.
מודל לחיקוי בינלאומי
למרות שגרמניה התחילה באיחור, מערכת המונים החכמים שלה הופכת למודל בינלאומי. הולנד תיישם מערכת כמעט זהה החל משנת 2027. בעוד שהם מפסיקים בהדרגה את מערכת המדידה הקיימת שלהם, הם מבססים את גישתם על הפתרון הגרמני למערכות מדידה חכמות.
השוואה ברחבי אירופה מגלה שמדינות שונות בחרו בגישות שונות. איטליה הייתה חלוצה, והציגה מונים חכמים כבר בשנת 2001. גם שבדיה השיגה כיסוי כמעט מלא. עם זאת, מערכות מוקדמות אלו התמקדו בעיקר בניטור צריכה ולא הציעו את אפשרויות הבקרה המקיפות של המערכת הגרמנית.
ניהול אנרגיה למשקי בית ועסקים
מערכות מדידה חכמות מאפשרות גישה חדשה לחלוטין לניהול אנרגיה עבור משקי בית פרטיים ועסקים. על ידי רישום צריכת חשמל בפירוט, משתמשים יכולים לייעל את דפוסי הצריכה שלהם ולחסוך בעלויות. המערכות לא רק מציגות את הצריכה הנוכחית אלא גם מספקות פירוט על פני תקופות זמן שונות.
זה הופך למעניין במיוחד בשילוב עם מערכות ייצור מבוזרות כמו מערכות פוטו-וולטאיות. משקי בית הופכים למה שנקרא "צרכנים" (prosumers) אשר גם צורכים וגם מייצרים חשמל. מערכת המדידה החכמה מתאמת אוטומטית את הייצור והצריכה וממטבת את ההזנה לרשת החשמל.
תפקידה של תשתית הסיבים האופטיים
תשתית סיבים אופטיים ממלאת תפקיד מכריע במדידה חכמה. רשתות סיבים אופטיים בעלות ביצועים גבוהים מספקות את רוחב הפס ומהירות השידור הדרושים לתקשורת בזמן אמת של מערכות מדידה חכמות. עם הקיבולות הגבוהות ביותר, השהיות הנמוכות ביותר וחסינות כמעט מוחלטת להפרעות אלקטרומגנטיות, סיבים אופטיים הם טכנולוגיית השידור האידיאלית.
חלק מספקי האנרגיה כבר משתמשים ברשתות סיבים אופטיים משלהם לחיבורי מונים חכמים. זה מאפשר העברת נתונים דו-כיוונית מתקדמת ללא השקעה נוספת בתשתית התקשורת. דויטשה ג'יגה-נטס, לדוגמה, משקיעה 1.5 מיליון אירו בשדרוג נקודות החלוקה שלה במונים חכמים ופאנלים סולאריים.
נקודות מבט עתידיות ופוטנציאל
רשת החשמל החכמה נחשבת לאחת הטכנולוגיות המרכזיות למעבר האנרגיה של גרמניה. היא מאפשרת שילוב אופטימלי של אנרגיות מתחדשות, שכבר מכסות 56 אחוזים מצריכת החשמל של גרמניה. הרשת החכמה יכולה להגיב לתנודתיות הקשורה למזג האוויר של אנרגיית השמש והרוח ולנצל אותה בצורה יעילה יותר.
גמישות המערכת מאפשרת להופיע מודלים עסקיים חדשים. חברות אנרגיה יכולות להציע שירותים חדשניים, ומשקי בית עם ייצור חשמל משלהם יכולים להשתתף ישירות בשוק האנרגיה. ניהול אנרגיה לעסקים עובר גם הוא מהפכה, שכן מערכות בקרה חכמות מסייעות לחסוך באנרגיה ולשלוט בעלויות.
ממשלת גרמניה מקדמת באופן מסיבי את הרחבתן של רשתות חשמל חכמות. המטרה היא להגדיל את חלקן של אנרגיות מתחדשות בצריכת החשמל ללפחות 80 אחוז עד 2030 ולהשיג ניטרליות אקלימית מוחלטת עד 2045. הרשת החכמה היא מרכיב חיוני להשגת יעדים שאפתניים אלה.
דרך מתוכננת היטב לעתיד האנרגיה
גרמניה אולי החלה בפריסת מערכות מדידה חכמות מאוחר יותר ממדינות אחרות, אך חיסרון לכאורה זה מתגלה כיתרון אסטרטגי. המערכת הגרמנית מציעה לא רק ניטור צריכה אלא גם אפשרויות בקרה מקיפות המאפשרות מגזר אנרגיה גמיש ויעיל. עם תקני האבטחה הגבוהים ביותר, טכנולוגיה מתוחכמת ותוכנית פריסה ברורה, גרמניה מוכנה לעשות את הקפיצה לעתיד אנרגיה דיגיטלי שמושך תשומת לב בינלאומית וכבר מעורר השראה בחקיינים.
מערכות מדידה חכמות הן יותר מסתם מדי חשמל מודרניים - הן מהוות את הבסיס למערכת אנרגיה חדשה לחלוטין שיכולה להגיב בצורה גמישה לאתגרי המעבר האנרגטי. מתעריפי חשמל דינמיים וטעינה דו-כיוונית ועד לשילוב של תחנות ייצור מבוזרות - רשת החשמל החכמה הופכת את גרמניה למתאימה לעתיד אנרגיה בר-קיימא.
אנחנו שם בשבילך - ייעוץ - תכנון - יישום - ניהול פרויקטים
☑️ בנייה וייעוץ למערכות פוטו-וולטאיות בשטח פתוח
☑️ תכנון פארקים סולאריים ☑️ הטמעות אגרי-פוטו-וולטאיות
☑️ מערכות סולאריות קרקעיות עם פתרונות דו-שימושיים
Xpert.Solar היא השותפה האידיאלית שלכם לתכנון, ייעוץ ובנייה של מערכות פוטו-וולטאיות קרקעיות ופרויקטים חקלאיים-פוטו-וולטאיים, הודות לניסיון רב השנים והמומחיות שלנו בתחום האנרגיה הסולארית. ל-Xpert.Solar צוות מנוסה של אנשי מקצוע המציעים לחקלאים ולמשקיעים פתרונות מותאמים אישית. החל מניתוח אתרים וייעוץ פיננסי ומשפטי ועד ליישום טכני וניטור, Xpert.Solar מספקת ללקוחותיה תמיכה מקצועית ואמינה על מנת להבטיח יישום מוצלח ובר קיימא של הפרויקט.
Konrad Wolfenstein
אני שמח לעזור לך כיועץ אישי.
אתה יכול ליצור איתי קשר על ידי מילוי טופס יצירת הקשר למטה או פשוט להתקשר אליי בטלפון +49 89 674 804 (מינכן) .
אני מצפה לפרויקט המשותף שלנו.
כתוב לי
אקספרט.דיגיטל - Konrad Wolfenstein
Xpert.Digital הוא מוקד לתעשייה עם מיקוד, דיגיטציה, הנדסת מכונות, לוגיסטיקה/אינטרלוגיסטיקה ופוטו -וולטאים.
עם פיתרון הפיתוח העסקי של 360 ° שלנו, אנו תומכים בחברות ידועות מעסקים חדשים למכירות.
מודיעין שוק, סמוקינג, אוטומציה שיווקית, פיתוח תוכן, יחסי ציבור, קמפיינים בדואר, מדיה חברתית בהתאמה אישית וטיפוח עופרת הם חלק מהכלים הדיגיטליים שלנו.
אתה יכול למצוא עוד בכתובת: www.xpert.digital - www.xpert.solar - www.xpert.plus
שמור על קשר
