closes #53 (moved wiki basics to pdf manual)
This commit is contained in:
parent
d5b535c1be
commit
35643d52b3
6 changed files with 388 additions and 15 deletions
|
@ -59,20 +59,8 @@ volkszaehler.org
|
|||
the open smartmetering platform
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Standard
|
||||
\align right
|
||||
\begin_inset Graphics
|
||||
filename /home/stv0g/workspace/volkszaehler.org/misc/graphics/logo.png
|
||||
lyxscale 50
|
||||
scale 20
|
||||
|
||||
\end_inset
|
||||
|
||||
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Author
|
||||
Steffen Vogel
|
||||
volkszaehler.org community, Steffen Vogel
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Abstract
|
||||
|
@ -102,6 +90,16 @@ Darum sollten diese Daten ausschließlich für den Nutzer selbst zur Verfügung
|
|||
s aufbauen.
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Title
|
||||
\begin_inset Graphics
|
||||
filename /home/stv0g/workspace/volkszaehler.org/misc/graphics/logo.png
|
||||
scale 40
|
||||
|
||||
\end_inset
|
||||
|
||||
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Standard
|
||||
\begin_inset Newpage pagebreak
|
||||
\end_inset
|
||||
|
@ -225,7 +223,329 @@ Wir haben es uns zur Aufgabe gemacht diese Ziele durch eine lückenlose Kette
|
|||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Section
|
||||
Aufbau
|
||||
Was ist ein intelligenter Zähler, Smart Meter oder elektronischer Heimzähler
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Standard
|
||||
Ein intelligenter Zähler ist ein elektronischer Strom-, Gas-, Wasser- oder
|
||||
Wärmemengenzähler.
|
||||
Er soll dem Nutzer seinen Energieverbrauch transparent machen.
|
||||
Durch eine zeitnahe Rückmeldung soll ein sparsamer Umgang mit Energie gefördert
|
||||
werden.
|
||||
Detaillierte Lastprofile erlauben dem Verbraucher eine gezielte Optimierung
|
||||
seines Energieverbrauchs.
|
||||
Sein Lastprofil gibt ihm Antworten auf die folgenden Fragen:
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Itemize
|
||||
Wie hoch ist die eigene Grundlast?
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Itemize
|
||||
Lohnt sich (aus ökonomischer oder ökologischer Sicht) der Ersatz eines Altgeräte
|
||||
s durch ein effizienteres Neugerät?
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Itemize
|
||||
Wie hoch ist der Anteil von Geräten mit hoher Leistung, die nur für kurze
|
||||
Zeit eingesetzt werden (bei Stromverbrauchern z.B.
|
||||
Fön, Staubsauger, Mikrowelle), am Gesamtverbrauch?
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Itemize
|
||||
Gibt es hier Optimierungspotenzial?
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Itemize
|
||||
Lassen sich Lastspitzen in Zeiten günstigerer, tageszeitabhängiger Tarife
|
||||
verschieben?
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Standard
|
||||
Dem Energieversorger dienen die genaueren Verbrauchszahlen im Falle eines
|
||||
intelligenten Stromzählers dazu, die Bereitstellung von Strom im Netz zu
|
||||
optimieren und so den risikobehafteten kurzfristigen Zukaufbedarf an der
|
||||
Strombörse zu minimieren und die Kraftwerkeinsatzplanung so zu optimieren,
|
||||
dass die bereitgestellte Strommenge die Nachfrage nur minimal übersteigt.
|
||||
Um dies zu erreichen sind die intelligenten Zähler in der Regel aus der
|
||||
Ferne vom Versorger auslesbar.
|
||||
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Standard
|
||||
Wikipedia schreibt zum Thema intelligente Zähler:
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Quotation
|
||||
Ein intelligenter Zähler (auch Smart Meter genannt) ist ein elektronischer
|
||||
Stromzähler, der dem Energieversorgungsunternehmen über eingebaute Zusatzfunkti
|
||||
onen oder nachträgliche Module ermöglicht, die erfassten Zählerstände über
|
||||
die Ferne auszulesen.
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Quotation
|
||||
[…] Neben dem reinen Einsatz von intelligenten Zählern zur Messung des Stromverb
|
||||
rauchs ist es auch möglich, in einem Haushalt den Wasser-, Gas-, und Wärmeverbra
|
||||
uch intelligent zu überwachen.
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Quotation
|
||||
[…] Der Zweck intelligenter Zähler ist vornehmlich, variable Leistungsentgelte
|
||||
in Abhängigkeit von der Gesamtnachfrage und Netzauslastung erheben zu können.
|
||||
Damit erhoffen die Energieversorger, das Netz und die vorhandene Kraftwerkinfra
|
||||
struktur besser auszunutzen sowie Investitionen für Spitzenlastausbau zu
|
||||
vermeiden oder zumindest zurückzustellen.
|
||||
\begin_inset Foot
|
||||
status collapsed
|
||||
|
||||
\begin_layout Plain Layout
|
||||
Quelle:
|
||||
\begin_inset Flex URL
|
||||
status open
|
||||
|
||||
\begin_layout Plain Layout
|
||||
|
||||
http://de.wikipedia.org/wiki/Intelligenter_Zähler
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\end_inset
|
||||
|
||||
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\end_inset
|
||||
|
||||
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Standard
|
||||
Bei den konventionellen Ferrariszählern wird in der Regel einmal im Jahr
|
||||
der Zählerstand abgelesen.
|
||||
Dadurch hat weder der Versorger noch der Kunde einen Überblick darüber,
|
||||
wann genau er wieviel Strom verbraucht.
|
||||
Bei den intelligenten Stromzählern wird der Verbrauch in deutlich kürzeren
|
||||
Intervallen erfasst.
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Standard
|
||||
Anhand der gemessenen Werte lassen sich Verbrauchsdiagramme erstellen.
|
||||
Hier seht Ihr als Beispiel ein paar Diagramme typischer Verbraucher eines
|
||||
Haushaltes:
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Standard
|
||||
\noindent
|
||||
\align center
|
||||
\begin_inset Graphics
|
||||
filename /home/stv0g/workspace/volkszaehler.org/misc/graphics/backofen.jpg
|
||||
|
||||
\end_inset
|
||||
|
||||
|
||||
\begin_inset Graphics
|
||||
filename /home/stv0g/workspace/volkszaehler.org/misc/graphics/kuehlschrank.jpg
|
||||
|
||||
\end_inset
|
||||
|
||||
|
||||
\begin_inset Graphics
|
||||
filename /home/stv0g/workspace/volkszaehler.org/misc/graphics/spuelmaschine.jpg
|
||||
|
||||
\end_inset
|
||||
|
||||
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Standard
|
||||
Tatsächlich birgt die verbraucherfreundliche Lösung einer automatischen
|
||||
und feingranularen Verbrauchserfassung durch den Stromzähler die Möglichkeit
|
||||
zur Erstellung eines präzisen Lastprofiles.
|
||||
Der Lastgang eines Haushalts verrät viel über die Gewohnheiten der Personen,
|
||||
die in diesem Haushalt leben.
|
||||
Anhand der gemessenen Daten lassen sich Nutzungsprofile erstellen.
|
||||
Es sind im Prinzip Rückschlüsse auf die Lebensgewohnheiten des Haushaltes
|
||||
möglich:
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Itemize
|
||||
Wann stehen die Bewohner auf?
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Itemize
|
||||
Wann gehen Sie ins Bett?
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Itemize
|
||||
Wird jeden Tag gekocht? mit einer oder mit mehreren Herdplatten? oder gibts
|
||||
häufig Pizza? :-)
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Itemize
|
||||
Ändern sich die Gewohnheiten (Besuch oder Nachwuchs)?
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Itemize
|
||||
Muss ein Bewohner Nachts häufiger auf Toilette?
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Standard
|
||||
Im Prinzip hat man mit diesen Daten eine bessere Überwachung als mit einer
|
||||
Kamera!
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Standard
|
||||
Das Energiewirtschaftsgesetz (EnWG) schreibt den Versorgern nur vor, das
|
||||
auch der Kunde auf diese Daten zugreifen können muss.
|
||||
Die Nutzung, Weitergabe, Anonymisierung der Daten ist in dem Gesetz nicht
|
||||
explizit geregelt.
|
||||
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Section
|
||||
Was ist der Volkszaehler?
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Standard
|
||||
volkszaehler.org ist ein freier intelligenter Stromzähler im Selbstbau, bei
|
||||
dem die anfallenden Stromprofile unter der Kontrolle des Nutzers verbleiben.
|
||||
Die Daten des Volkszaehlers sind nicht duch den Versorger auslesbar.
|
||||
Mit einem Materialeinsatz von ca.
|
||||
EUR 100, etwas Geschick und Zeit lässt sich ein solcher Volkszaehler auf
|
||||
Basis eines Standard-µC-Moduls aufbauen.
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Standard
|
||||
Der Volkszaehler kann nicht als fertiges Gerät gekauft werden.
|
||||
Es ist ein Selfmade-Projekt.
|
||||
Der Volkszaehler besteht nicht aus einem einzigen Element sondern aus insgesamm
|
||||
t 4 Modulen (Messung, Verarbeitung, Speicherung & Auswertung).
|
||||
Das Modul zur Messung muss in der Regel von einem Elektriker im Schaltschrank
|
||||
der Hausinstallation eingebaut werden.
|
||||
Es gibt auch Varianten die keinen Eingriff in die Hausinstallation benötigen.
|
||||
Alle anderen Module lassen sich von interessierten Tüftlern selber nachbauen.
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Standard
|
||||
Die einzelnen Module und deren Zusammenspiel wird etwas weiter unten genauer
|
||||
erklärt.
|
||||
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Section
|
||||
Warum brauche ich einen Volkszaehler?
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Standard
|
||||
Wer seinen Energiebedarf analysieren möchte, braucht dazu genaue Messwerte.
|
||||
Bei heutigen Hausinstallationen mit konventionellen Drehstromzählern sind
|
||||
für den Stromverbrauch diese Messwerte nicht vorhanden.
|
||||
Es wird also ein intelligenter Zähler benötigt, der in der Lage ist den
|
||||
Energiebedarf über sehr kurze Zeiträume zu messen und zu speichern.
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Standard
|
||||
Diese Geräte werden heute schon von vielen Versorgern angeboten.
|
||||
Die einfachen Lösungen ermöglichen die Anzeige der aktuellen Leistung,
|
||||
der Verbrauchswerte des aktuellen Tages, der aktuellen Woche, des aktuellen
|
||||
Monats und der jeweils vorhergehenden Zeiträume.
|
||||
Bei den meisten Lösungen, bei denen darüber hinaus eine komfortable Auswertung
|
||||
möglich ist, werden die Verbrauchsdaten jedoch zum Versorger übertragen.
|
||||
Der Nutzer kann dann i.d.R.
|
||||
über eine Weboberfäche eine komfortable Analyse vornehmen.
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Standard
|
||||
Wie schon weiter oben geschildert besteht nun die Möglichkeit für den Versorger
|
||||
auf Grundlage der Daten Nutzerprofile anzulegen und diese auszuwerten.
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Standard
|
||||
So Lustig diese Gedankenspiele auch sind - mit einem intelligenten Zähler
|
||||
eines Versorgers gibt man seine Daten aus der Hand und weiß nicht was mit
|
||||
diesen Daten gemacht wird.
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Standard
|
||||
Wer dies nicht möchte, hat mit dem Volkszaehler die Möglichkeit sich einen
|
||||
intelligenten Zähler selbst zu bauen und die Verbrauchsdaten selbst auszuwerten.
|
||||
Die Daten bleiben beim Kunden und der Versorger hat keinen Zugriff auf
|
||||
diese Daten.
|
||||
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Section
|
||||
Wie funktioniert der Volkszaehler?
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Standard
|
||||
Der Volkszaehler besteht aus mehreren Modulen.
|
||||
Für jedes Modul gibt es unterschiedliche Ideen der Umsetzung.
|
||||
Es gibt also nicht den einen Volkszaehler, sondern in der technischen Ausführun
|
||||
g verschiedene Varianten.
|
||||
Grundsätzlich funktionieren aber alle diese Varanten nach dem gleichen
|
||||
Prinzip.
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Standard
|
||||
Die Sensoren - in der Regel je einer pro Phase - werden im Schaltschrank
|
||||
der Hausinstallation zwischen den Vorsicherrungen und den normalen Sicherungsau
|
||||
tomaten installiert.
|
||||
Diese Sensoren geben ihre Signale an ein µController-Board weiter, welches
|
||||
die Daten über eine Netzwerkverbindung an einen Datenbankserver zur speicherung
|
||||
weitergibt.
|
||||
Möchte der User nun die Daten abrufen und auswerten nutzt er dazu einen
|
||||
Webbrowser, mit dem er die Daten aus der Datenbank abrufen - und diese
|
||||
grafisch aufbereiten lassen kann.
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Standard
|
||||
Die folgende Zeichnung zeigt die Position der Sensoren im Schaltschrank.
|
||||
Das µController-Board kann, muss aber nicht, im Schaltschrank installiert
|
||||
werden.
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Standard
|
||||
\begin_inset Graphics
|
||||
filename /home/stv0g/workspace/volkszaehler.org/misc/graphics/schematischer_schaltkasten.jpeg
|
||||
scale 50
|
||||
|
||||
\end_inset
|
||||
|
||||
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Section
|
||||
Woraus besteht ein Volkszaehler?
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Standard
|
||||
Der Volkszaehler besteht aus 4 Modulen:
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Itemize
|
||||
Messen
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Itemize
|
||||
Verarbeiten
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Itemize
|
||||
Protokollieren/Speichern
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Itemize
|
||||
Auswerten
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Standard
|
||||
Für jedes dieser Module gibt es verschiedene Ideen diese zu realisieren.
|
||||
Mehr dazu findet Ihr im Wiki unter Morphologischer Kasten.
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Standard
|
||||
Hier möchte ich für jedes Modul eine Beispielkonfiguration vorstellen und
|
||||
kurz ein paar Infos dazu schreiben:
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Standard
|
||||
|
@ -239,6 +559,59 @@ Das Projekt lässt sich in drei Bereiche aufteilen, die untereinander über
|
|||
werden.
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Subsubsection
|
||||
Messen
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Standard
|
||||
Ein möglicher Messsensor ist ein Wattmeter, welches auf der Hutschiene des
|
||||
Schaltschrankes montiert wird und zwischen den Vorsicherungen und den Sicherung
|
||||
sautomaten eingeschleift wird.
|
||||
In der Regel wird pro Phase ein Wattmeter benötigt.
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Standard
|
||||
hier ein Foto der Wattmeter im Schaltschrank einfügen!
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Standard
|
||||
Auf dem Foto sieht man unten die Stromanschlüße und oben - die etwas dünnere
|
||||
Kabel - die Signalleitungen die dann zum µController-Board gehen.
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Standard
|
||||
kurz die Funktionsweise der Wattmeter erklären
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Subsubsection
|
||||
Verarbeiten
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Standard
|
||||
hier das AVR-Net-IO beschreiben
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Subsubsection
|
||||
Speichern
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Standard
|
||||
hier den Webserver beschreiben
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Subsubsection
|
||||
Auswerten
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Standard
|
||||
hier das Frontend beschreiben
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Standard
|
||||
Wer bis hierher gekommen ist und nun Lust auf mehr hat, kann sich gerne
|
||||
in dem Wiki umsehen …
|
||||
\end_layout
|
||||
|
||||
\begin_layout Subsection
|
||||
Controller
|
||||
\end_layout
|
||||
|
@ -271,7 +644,7 @@ Ein typisches Setup für ein Einfamilienhaus könnte folgendermaßen aussehen:
|
|||
\begin_layout Itemize
|
||||
3x 1-phasige S0-Stromzähler für den Hausanschluss
|
||||
\begin_inset Foot
|
||||
status open
|
||||
status collapsed
|
||||
|
||||
\begin_layout Plain Layout
|
||||
jede Phase erhällt einen Zähler
|
||||
|
|
Binary file not shown.
BIN
misc/graphics/backofen.jpg
Normal file
BIN
misc/graphics/backofen.jpg
Normal file
Binary file not shown.
After Width: | Height: | Size: 38 KiB |
BIN
misc/graphics/kuehlschrank.jpg
Normal file
BIN
misc/graphics/kuehlschrank.jpg
Normal file
Binary file not shown.
After Width: | Height: | Size: 44 KiB |
BIN
misc/graphics/schematischer_schaltkasten.jpeg
Normal file
BIN
misc/graphics/schematischer_schaltkasten.jpeg
Normal file
Binary file not shown.
After Width: | Height: | Size: 48 KiB |
BIN
misc/graphics/spuelmaschine.jpg
Normal file
BIN
misc/graphics/spuelmaschine.jpg
Normal file
Binary file not shown.
After Width: | Height: | Size: 39 KiB |
Loading…
Add table
Reference in a new issue