Sistemi di misurazione intelligenti | La Germania non è in ritardo rispetto: perché i nostri contatori intelligenti sono un modello di ruolo internazionale

Sistemi di misurazione intelligente: lead strategico della Germania nell'alimentazione digitale

La Germania è all'inizio di una trasformazione completa del suo approvvigionamento energetico. Al centro di questa rivoluzione digitale si trova l'introduzione a livello nazionale di sistemi di misurazione intelligenti, comunemente noto come contatore intelligente. Ringivano in un'era in cui l'elettricità non viene più utilizzata solo passivamente, ma è controllata e ottimizzata in modo intelligente. Per molto tempo, la Germania è stata criticata per il suo approccio presumibilmente titubante nell'introduzione del contatore intelligente, mentre altri paesi europei come Svezia, Danimarca o Italia fanno affidamento su questa tecnologia per anni. Ma quello che sembra un deficit a prima vista risulta essere un vantaggio strategico su uno sguardo più attento che potrebbe catapultare la Germania in cima a una nuova generazione di griglie intelligenti.

Gli esperti sottolineano che l'approccio tedesco, sebbene in seguito iniziato, offre funzioni decisive e flessibilità che mancano di molti primi sistemi. Un sistema di misurazione intelligente è molto più di un misuratore di elettricità digitale. È il cuore di un'infrastruttura di comunicazione a prova di alto livello che combina consumatori, produttori e operatori di rete. I più alti standard di sicurezza, certificati dall'Ufficio federale per la tecnologia dell'informazione (BSI), svolgono un ruolo centrale per garantire l'integrità dei dati e la protezione dei dati. Questa tecnologia apre la strada alle tariffe dinamiche di elettricità, ottimizza la gestione dell'energia nelle famiglie e nelle aziende e consente applicazioni orientate al futuro come la ricarica bidirezionale dei veicoli elettrici in cui l'auto elettrica diventa un deposito di energia mobile.

Con un chiaro calendario di lancio, che sarà obbligatorio per molte famiglie e sistemi dal 2025 e un sistema di distribuzione dei costi intelligenti, la Germania si sta preparando per un profondo cambiamento nel mercato dell'energia. Dalle basi tecniche ai canali di comunicazione al potenziale fornitura di energia resiliente e climatica.

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Un inizio tardivo con un vantaggio strategico

Mentre altri paesi europei fanno affidamento su misuratori di elettricità intelligenti per anni, la Germania è rimasta indietro per molto tempo. In Svezia, Danimarca o Italia, quasi tutte le famiglie sono dotate di un contatore intelligente, mentre meno del cinque percento di tutte le famiglie ha attualmente questa tecnologia in Germania. Tuttavia, questo ritardo non è stato una svista, ma parte di un piano attentamente pensato.

Il vicepresidente del forum Netztechnik/Netzbetrieb (FNN) in VDE, Ingo Schönberg, lo riassume: la Germania arriva in ritardo, ma con le giuste soluzioni. Mentre altri paesi sono stati in grado di monitorare il consumo per molto tempo, non hanno la flessibilità e la controllabilità che il sistema tedesco offrirà.

Le basi tecniche: più di un solo misuratore di elettricità

Un sistema di misurazione intelligente è costituito da un misuratore di elettricità digitale convenzionale. Il cuore forma il gateway del misuratore intelligente, un'unità di comunicazione altamente sicura che collega il contatore con sistemi diversi. Questa combinazione di dispositivi di misurazione e gateway moderni consente la comunicazione bidirezionale tra consumatori, produttori e operatori di rete.

L'ufficio federale di tecnologia dell'informazione (BSI) svolge un ruolo centrale in questo. Non solo certifica i gateway del contatore intelligente in base ai più alti standard di sicurezza, ma sviluppa anche continuamente i requisiti tecnici. Nel frattempo, cinque produttori indipendenti hanno tutti i certificati necessari per il lancio del contatore intelligente.

Le cosiddette caselle di controllo o moduli CLS (sistemi locali controllabili) sono particolarmente importanti, che consentono un controllo preciso dei sistemi di generazione di energia e dei dispositivi di consumo. Questi componenti sono stati recentemente certificati da diversi produttori e consentono entrambi i passaggi mediante il controllo di relè e Stepless tramite lo standard EEBUS.

Comunicazione tramite canali diversi

La trasmissione dei dati avviene tramite diversi canali di comunicazione. La spina dorsale forma la propria rete in fibra ottica che collega tutti i punti di connessione di rete. Sono disponibili due opzioni principali per i contatori intelligenti nelle famiglie: comunicazioni mobili e banda di frequenza a 450 MHz appositamente riservate al settore energetico.

La rete a 450 MHz offre vantaggi speciali con la sua gamma alta e una buona penetrazione di edifici. Ciò consente di ottenere contatori intelligenti in modo affidabile nel seminterrato o difficile da accedere. L'agenzia di rete federale ha stanziato queste frequenze di 450 Connect GmbH entro il 2040, che ha guidato la struttura della rete nazionale dal 2021. Dal 2025, la rete radio a 450 MHz dovrebbe essere disponibile a livello nazionale.

Il programma di lancio: introduzione strutturata entro il 2030

Il quadro giuridico per il lancio del contatore intelligente è stato creato con la legge per riavviare la digitalizzazione della transizione energetica. Dal gennaio 2025, i consumatori con un consumo annuo di almeno 6.000 chilowatt sono tenuti a installare un sistema di misurazione intelligente. Lo stesso vale per gli operatori degli impianti di generazione da sette chilowatt di prestazioni installate e strutture di consumo controllabili.

Il programma di lancio segue un programma ambizioso: entro la fine del 2025, il 20 percento dei clienti nei casi di installazione obbligatoria deve essere dotato di sistemi di misurazione intelligenti, che corrisponde a oltre 2,5 milioni di dispositivi. Almeno il 95 percento dovrebbe essere completato entro il 2030. I dati attuali della Federal Network Agency mostrano che alla fine del 2024 il 13,91 percento delle strutture in arrivo obbligatorie erano già dotate di un sistema di misurazione intelligente.

Inoltre, dal 2025, tutti i consumatori hanno il diritto di richiedere volontariamente un sistema di misurazione intelligente, indipendentemente dal loro consumo. L'operatore del punto di misurazione deve soddisfare questa richiesta entro quattro mesi.

Trasparenza dei costi e distribuzione equa

I costi per i sistemi di misurazione intelligenti sono stati divisi tra consumatori e operatori di rete dal 2024. Per la maggior parte delle famiglie, sono sostenuti un costo annuale di 20 euro, mentre sono sostenuti dispositivi di consumo controllabili come scatole da parete o pompe di calore, 50 euro all'anno. L'operatore di rete porta tutti gli altri costi, che ricevono migliori informazioni sullo stato di rete attraverso i sistemi di misurazione intelligenti e può ottimizzare il suo funzionamento di rete.

Tuttavia, il Ministero federale dell'economia sta pianificando aumenti dei costi per le installazioni volontarie. I costi di installazione a un tempo dovrebbero aumentare da 30 a 100 euro e i costi operativi annuali di altri 30 euro. Questo aumento ha incontrato le critiche da parte dei sostenitori dei consumatori perché potrebbe rendere meno attraente la partecipazione alla transizione energetica.

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Flessibilità attraverso il controllo intelligente

Un vantaggio centrale della nuova tecnologia sta nella loro flessibilità. Invece di interventi diretti nei singoli sistemi, il sistema si basa sulla specifica dei corridoi nel punto di connessione di rete. All'interno di questi limiti superiore e inferiore, gli utenti finali possono utilizzare o alimentare la propria elettricità in base alle proprie esigenze. Gli interventi di controllo avvengono solo quando questi limiti vengono superati.

Questo approccio evita che i sistemi solari privati ​​o le scatole a parete debbano essere cambiate direttamente. Invece, il raggruppamento di reti più grandi garantisce l'equilibrio locale prima che venga intervenuto a livello medio e alto. Se è possibile raggiungere l'80 % dei centri di consumo, le fluttuazioni rimanenti possono essere compensate.

La moderna tecnologia di controllo consente anche l'adattamento delle prestazioni dei sistemi di produzione invece di spegnerli completamente. Il limite fiscale per gli impianti di generazione è stato originariamente sollevato da due a sette chilowatt per gravare in meno strutture per la casa più piccole.

Negozio bidirezionale e veicolo a griglia

Uno sviluppo particolarmente in avanti è il carico bidirezionale dei veicoli elettrici. Questa tecnologia, nota anche come veicolo a griglia (V2G), consente alle auto elettriche non solo di caricare elettricità, ma anche di alimentare la rete se necessario. Le batterie del veicolo diventano accumulo di energia mobile che può stabilizzare la rete elettrica.

La ricarica bidirezionale può assorbire energia in eccesso da fonti rinnovabili e rilasciarla nuovamente se necessario. Ciò contribuisce alla stabilità della rete e può ridurre i costi dell'elettromobilità. Sebbene la tecnologia sia già disponibile, i veicoli asiatici sono attualmente dotati di tappi Chadamo.

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Tariffe dinamiche di elettricità: i prezzi seguiranno l'offerta

Con l'introduzione di sistemi di misurazione intelligenti, anche le tariffe dinamiche di elettricità diventano realtà. Dal 2025, tutti i fornitori di energia devono offrire tali tariffe variabili. Questi si adattano ai prezzi dello scambio di elettricità ogni ora e consentono ai consumatori di beneficiare di fasi economiche.

Le tariffe dinamiche funzionano particolarmente bene in combinazione con sistemi di misurazione intelligenti, poiché queste consentono la registrazione tempestiva e la fatturazione del consumo. I consumatori possono spostare il consumo di elettricità in modo mirato in tempi di prezzi più bassi, ad esempio quando si caricano l'auto elettrica o quando si opera dispositivi ad alta intensità di energia.

I prezzi variano in modo significativo a seconda della domanda e della domanda. Nei giorni di sole e ventosi con un'alta produzione di energie rinnovabili, i prezzi possono diventare molto bassi o addirittura negativi, mentre aumentano in modo significativo quando la esigente è elevata. Questi segnali di prezzo aiutano a coordinare meglio il consumo e la generazione.

Sicurezza e protezione dei dati in Focus

La Germania attribuisce particolare importanza alla sicurezza dei sistemi di misurazione intelligenti. La BSI ha sviluppato ampie linee guida tecniche e certifica tutti i componenti in base ai più alti standard di sicurezza informatica. I gateway Smart Meter hanno moduli di sicurezza standardizzati e integrati che garantiscono una comunicazione affidabile.

Un aspetto importante è che non esiste un accoppiamento con l'IT locale. La comunicazione funziona su canali separati e sicuri per proteggere la privacy degli utenti. Il sistema è progettato in modo tale che diverse associazioni siano integrate nello sviluppo e nella protezione.

Griglia intelligente e livello di media tensione

La griglia di potenza intelligente controlla principalmente a livello medio e alto. La moderna tecnologia dei sensori consente a questi livelli di rete di essere monitorati e controllati in modo intelligente. Soluzioni innovative come elettricità integrata e sensori di tensione per la media tensione possono essere facilmente adattate nelle stazioni di rete locali esistenti.

Questi sensori registrano continuamente i parametri di rete e consentono il monitoraggio automatico della rete. Formano un importante elemento elegante per le future griglie intelligenti, che sono caratterizzate da sistemi intelligenti per la registrazione, l'analisi, il controllo, lo stoccaggio e per il trasporto sicuro dell'elettricità.

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Resistenza alla caduta nera e resilienza della crisi

Un focus speciale è sulla forza di caduta nera del sistema. La legge operativa di misurazione di misurazione stabilisce che gli operatori di posizione di misurazione possono essere obbligati a utilizzare una connessione di telecomunicazioni resistenti all'interruzione, resistente a Blackfall. Ciò è cruciale per la stabilità del sistema perché il sistema di misurazione intelligente è sempre più responsabile del controllo dei sistemi decentralizzati.

Il concetto si differenzia tra la resistenza alla caduta nera e la caduta nera. Mentre i sistemi resistenti a Blackfall funzionano anche durante un guasto all'alimentazione, Blackfall robust sistemi può essere nuovamente controllato pochi minuti dopo la restituzione della tensione di rete. Per la maggior parte dei sistemi clienti, un design robusto di Blackfall è considerato sufficiente perché è significativamente più efficace.

Funzione del modello di ruolo internazionale

Sebbene la Germania sia iniziata in ritardo, il sistema tedesco per metri intelligenti sta diventando un modello internazionale. Dal 2027, i Paesi Bassi si basano su un sistema quasi identico. Mentre abolirai il tuo precedente sistema di misurazione netta, sei guidato dalla soluzione tedesca per sistemi di misurazione intelligenti.

In un confronto europeo, si scopre che diversi paesi hanno scelto approcci diversi. L'Italia è stata un pioniere e ha già introdotto contatori intelligenti del 2001. Anche la Svezia ha raggiunto una copertura quasi completa. Tuttavia, questi primi sistemi si sono concentrati principalmente sulla registrazione dei consumi e non hanno offerto le opzioni di controllo complete del sistema tedesco.

Gestione dell'energia per famiglie e aziende

I sistemi di misurazione intelligenti consentono una gestione dell'energia completamente nuova per le famiglie e le aziende private. Grazie alla registrazione dettagliata del consumo di elettricità, gli utenti possono ottimizzare il loro comportamento di consumo e risparmiare costi. I sistemi non solo indicano il consumo attuale, ma consentono anche la rottura per periodi diversi.

Diventa particolarmente interessante in combinazione con sistemi di generazione decentralizzati come i sistemi fotovoltaici. Le famiglie diventano così chiamati "prosumer" che consumano e producono elettricità. Il sistema di misurazione intelligente coordina automaticamente la produzione e il consumo e ottimizza il feed -in sulla rete.

Il ruolo dell'infrastruttura in fibra ottica

L'infrastruttura in fibra di vetro svolge un ruolo cruciale nella misurazione intelligente. Le reti in fibra ottica ad alte prestazioni offrono la larghezza di banda necessaria e la velocità di trasmissione per la comunicazione in tempo reale di sistemi di misurazione intelligenti. Con le capacità più alte, le latenze più basse e la insensibilità praticamente completa ai disturbi elettromagnetici, la fibra di vetro è la tecnologia di trasmissione ideale.

Alcuni fornitori di energia usano già le proprie reti in fibra ottica per la connessione Smart Meter. Ciò consente lo stato -ef -the -art, trasmissione di dati bidirezionali senza ulteriori investimenti nell'infrastruttura di comunicazione. Ad esempio, il Giganetz tedesco sta investendo 1,5 milioni di euro nel retrofit dei suoi punti di distribuzione con punti intelligenti e pannelli solari.

Prospettive future e potenziale

La griglia intelligente è considerata una delle tecnologie chiave per la transizione energetica tedesca. Consente l'integrazione ottimale delle energie rinnovabili che già coprono il 56 percento dei requisiti di elettricità tedesca. La rete intelligente può reagire alla volatilità meteorologica dell'energia solare e del vento e usarla in modo più efficiente.

Nuovi modelli di business sono creati dalla flessibilità del sistema. Le compagnie energetiche possono offrire servizi innovativi e famiglie con la propria generazione di elettricità può prendere parte al mercato dell'energia. La gestione dell'energia per le aziende è anche rivoluzionata perché i sistemi di controllo intelligenti aiutano a risparmiare i costi energetici e di controllo.

Il governo federale promuove enormemente l'espansione di reti intelligenti. L'obiettivo è aumentare la percentuale di energie rinnovabili nel consumo di elettricità ad almeno l'80 % entro il 2030 e di raggiungere la neutralità climatica completa entro il 2045. La rete intelligente è una componente indispensabile per raggiungere questi obiettivi ambiziosi.

Una strada ben riflessata per il futuro energetico

La Germania può essere avviata successivamente rispetto ad altri paesi nell'introduzione di sistemi di misurazione intelligenti, ma questo apparente svantaggio si rivela un vantaggio strategico. Il sistema tedesco non offre solo una registrazione dei consumi, ma anche opzioni di controllo complete che consentono un settore energetico flessibile ed efficiente. Con i più alti standard di sicurezza, la tecnologia ben ponderata e un chiaro piano di lancio, la Germania si trova ad affrontare un futuro energetico digitale che è considerato a livello internazionale e già vince.

I sistemi di misurazione intelligenti sono molto più che moderni contatori di elettricità: sono la base per un sistema energetico completamente nuovo in grado di reagire in modo flessibile alle sfide della transizione energetica. Dalle tariffe dinamiche di elettricità ai negozi bidirezionali all'integrazione di sistemi di generazione decentralizzati: la rete intelligente rende la Germania adatta a un futuro energetico sostenibile.

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