پذیرش سریع وسایل نقلیه الکتریکی (EVs) نیازمندیهای زیرساختی جدید را در محیطهای مسکونی چند مستاجر مانند مجتمعهای آپارتمانی، ساختمانهای با کاربری مختلط و مسکنهای چندخانواری ایجاد میکند. برخلاف خانههای تکخانواده، آپارتمانها معمولاً سیستمهای توزیع برق را به اشتراک میگذارند که تخصیص انرژی فردی را به یک چالش مهندسی و عملیاتی غیر پیش پا افتاده تبدیل میکند.
صورتحساب دقیق برای شارژ EV در آپارتمانها نه تنها یک نیاز مالی است، بلکه یک ضرورت در سطح سیستم برای مدیریت بار، انطباق با مقررات و تخصیص هزینه منصفانه است. زیرمتر به عنوان یک رویکرد فنی کلیدی برای پشتیبانی از پاسخگویی انرژی در سطح مستاجر بدون نیاز به جداسازی کامل خدمات الکتریکی ظهور کرده است.
از منظر مهندسی سیستم، زیرمتر شارژ EV فقط یک مشکل اندازه گیری نیست. این شامل طراحی هماهنگ در سراسر توزیع برق، اکتساب داده، شبکه های ارتباطی، یکپارچه سازی صورتحساب، و گردش کار عملیاتی است. هدف ایجاد یک سیستم انتساب انرژی قابل اعتماد، قابل حسابرسی و مقیاس پذیر است که بتواند هم تقاضای فعلی و هم رشد برق آتی را پشتیبانی کند.
اکثر ساختمان های آپارتمانی با خدمات متمرکز برق طراحی شده اند. شارژرهای EV اغلب به پانل های منطقه مشترک یا فیدرهای مشترک متصل می شوند که ردیابی انرژی خاص مستاجر را پیچیده می کند. بهدلیل هزینه، محدودیتهای فیزیکی و محدودیتهای نظارتی، مقاومسازی مدارهای جداگانه برای کنتورهای مستاجر اغلب غیرعملی است.
زیرمترهای مورد استفاده برای صورتحساب باید استانداردهای صحت قابل اجرا و در برخی حوزه های قضایی الزامات قانونی برای تجارت را رعایت کنند. تیمهای مهندسی باید پایداری کالیبراسیون، رانش و یکپارچگی اندازهگیری بلندمدت را بهویژه در محیطهای شارژ EV با چرخه کاری بالا در نظر بگیرند.
داده های اندازه گیری انرژی خام باید به سوابق قابل پرداخت ترجمه شود. این امر مستلزم ادغام قابل اعتماد بین زیرمترها، سیستم های جمع آوری داده ها و مدیریت دارایی یا پلت فرم های صورتحساب ابزار است. تأخیر، از دست دادن داده ها، و خطاهای تطبیق می تواند ریسک عملیاتی را ایجاد کند.
بارهای شارژ EV بسیار متغیر است و می تواند در بین چندین مستاجر همزمان باشد. بدون دید مناسب در سطح سیستم، اوج تقاضا می تواند بر زیرساخت های ساختمان فشار وارد کند و محدودیت های ظرفیت برنامه ریزی نشده ایجاد کند.
یک رویکرد رایج سیستمی، نصب زیرمترها در سطح مدار انشعاب یا فیدر است که به هر شارژر EV یا گروهی از شارژرهای اختصاص داده شده به یک مستاجر خدمت میکند. این اجازه می دهد تا سرویس الکتریکی ساختمان پایه متمرکز بماند و در عین حال جداسازی منطقی در لایه اندازه گیری را امکان پذیر می کند.
ملاحظات مهندسی عبارتند از:
از نقطه نظر مهندسی سیستم، انتخاب زیر متر باید بر اساس موارد زیر باشد:
یکپارچهسازی باید اطمینان حاصل کند که دادههای اندازهگیری با زمان همگامسازی شده و به طور منحصربهفردی با یک دارایی شارژ خاص و حساب مستاجر مرتبط است.
یک لایه ارتباطی قوی برای انتقال داده های اندازه گیری از زیر متر به یک سیستم مدیریت متمرکز مورد نیاز است. این لایه باید آدرس زیر را داشته باشد:
سیستم ارتباطی به بخش مهمی از زنجیره صورتحساب تبدیل میشود، زیرا مستقیماً بر یکپارچگی دادهها و قابلیت حسابرسی تأثیر میگذارد.
در لایه کاربرد، قرائت انرژی در سوابق صورتحساب پردازش می شود. منطق سطح سیستم معمولاً شامل موارد زیر است:
این لایه نرم افزار جایی است که اندازه گیری به حسابدهی مالی تبدیل می شود.
در این مدل هر مستاجر یک شارژر اختصاصی و یک زیر متر اختصاصی دارد. معماری نسبتاً ساده است:
این رویکرد نگاشت روشن بین مستاجر به انرژی را فراهم می کند و حل اختلاف را ساده می کند.
در برخی ساختمان ها، شارژرها بین چندین کاربر مشترک است. در این مورد، submetering با احراز هویت کاربر و ردیابی در سطح جلسه ترکیب می شود:
این معماری وابستگیهای اضافی سیستم را معرفی میکند اما از استفاده بالاتر از داراییهای شارژ پشتیبانی میکند.
برای تاسیسات بزرگتر، زیرمترها را میتوان در اتاقهای برق متمرکز، با گرههای ارتباطی توزیعشده گروهبندی کرد:
این طراحی بر قابلیت نگهداری و مقیاس پذیری تاکید دارد.
زیرمترسازی دید تقاضای شارژ EV را بهبود میبخشد و مهندسان تأسیسات را قادر میسازد:
یک سیستم زیرمتر با طراحی مناسب، قابلیت اطمینان عملیاتی را از طریق:
با استفاده از داده های دقیق، اپراتورهای ساختمان می توانند موارد زیر را پیاده سازی کنند:
این کنترلهای سطح سیستم میتوانند عملکرد کلی انرژی ساختمان را بدون به خطر انداختن دسترسی مستاجر بهبود بخشند.
دادههای زیرمتر به طور فزایندهای در پلتفرمهای مدیریت انرژی ساختمان گستردهتر ادغام میشوند. این امکان بهینه سازی متقابل دامنه بین بارهای شارژ HVAC، روشنایی و EV را فراهم می کند.
بسیاری از مناطق در حال حرکت به سمت الزامات استاندارد شده برای دقت زیرمتر، حفظ داده ها و دسترسی مستاجر به سوابق استفاده هستند. سیستم های آینده باید از گزارش انطباق به عنوان یک عملکرد بومی پشتیبانی کنند.
با افزایش پذیرش EV، دادههای زیرسنج تاریخی برای توسعه مدلهای پیشبینی برای برنامهریزی ظرفیت و بارگذاری ترانسفورماتور مورد استفاده قرار خواهند گرفت و تصمیمهای سرمایهگذاری زیرساختی فعالتری را ممکن میسازد.
با افزایش اتصال، امنیت سایبری به یک نیاز در سطح سیستم تبدیل می شود. معماری های آینده تاکید بیشتری بر ارتباطات رمزگذاری شده، دسترسی مبتنی بر نقش و مسیرهای حسابرسی خواهند داشت.
صورتحساب شارژ خودروهای الکتریکی در آپارتمانها با استفاده از زیرمترها اساساً یک چالش مهندسی سیستم است تا یک کار انتخاب سختافزار مستقل. این نیاز به طراحی هماهنگ در زیرساخت های الکتریکی، فناوری اندازه گیری، ارتباطات داده و نرم افزار صورتحساب دارد.
از منظر مهندسی و عملیات، یک سیستم زیرمتر با معماری خوب ارائه می دهد:
با نزدیک شدن به صورتحساب شارژ EV به عنوان یک سیستم یکپارچه، اپراتورهای آپارتمان و یکپارچهکنندههای سیستم میتوانند راهحلهای فنی قوی ایجاد کنند که از استراتژیهای بلندمدت برقرسانی پشتیبانی میکند و در عین حال تخصیص هزینه منصفانه و شفاف را حفظ میکند.
