17.06.2019

Selbstlernendes Energie-Management-System für das Smart Home

Bei Endrich Bauelemente ist mit Olmatic Power Tracking eine Lösung für die zentrale und plattformunabhängige Vernetzung auf Versorgungsebene für die dynamische Energieverteilung im Smart Home erhältlich.


Bild: Endrich/Olmatic

Die Firma Olmatic bietet mit ihrem Energie-Management-System - bestehend aus intelligenter Stromversorgungseinheit (universal OPT) und zentraler Steuereinheit (wiu OPT) – eine Kombination für die zentrale und plattformunabhängige Vernetzung sämtlicher Verbraucher auf Versorgungsebene an.


Durch das Olmatic Power-Tracking-Verfahren erfolgt eine dynamische Energieverteilung und dadurch Energieeinsparungen in Energiesystemen wie Smart Home. Durch die spezifische Betrachtung aller Verbraucher im Haushalt, wird eine Transparenz aller Leistungsparameter realisiert – die Vernetzung auf Versorgungsebene ermöglicht nicht nur eine virtuelle, sondern auch eine physikalische Verteilung der Leistung zwischen allen Energiesystemen.



Kundenspezifische Anpassungen

Bei den beiden Kernprodukten „universal OPT“ und „wiu OPT“ handelt es sich um kundenspezifische Lösungen, die individuell auf die Bedürfnisse des Systementwicklers angepasst werden können. So lassen sich beispielsweise Leistungsparameter, Ein- und Ausgänge, Bussysteme und Formfaktor der Produkte anpassen.


Durch das modulare Baukastenprinzip wird außerdem kurze Fertigungszeit möglich. Beide Produkte können unabhängig voneinander verwendet werden, so dient die „universal OPT“ Stand-Alone als intelligente Stromversorgung mit Energie-Management und kann z.B. für bereits bestehende Energie-Management-Systeme als offene Schnittstelle innerhalb der Versorgungsleitung verknüpft werden. Darüber hinaus bietet Olmatic Beratung bei Design-In-Prozessen, sowie eine Projektbegleitung an.



Verfügbare Fertiglösungen

Das Olmatic Produktsortiment, das über Endrich Bauelemente bereits verfügbar ist, umfasst auch Fertiglösungen. Die Stromversorgungen „universal OPT“ mit einem Leistungsspektrum von bis zu derzeit 1,5kW sind unter anderem eine Lösung für Smart Home Automationen. Damit lassen sich verschiedene Energiesysteme wie Beleuchtungssysteme, Heizsysteme und E-Ladestationen mit Energie versorgen, miteinander vernetzen und die Energie untereinander verteilen.


Um den Autarkiegrad des Haushalts zu maximieren und um Netzengpässe zu vermeiden, kann mittels Priorisierung der Eingänge eine gezielte Zuschaltung von weiteren Energiequellen stattfinden.



Energy-Sharing zwischen verschiedenen Energiesystemen

Das Modell UOPT-230V-1KW5 bietet eine Betrachtung von bis zu 5 Ausgängen, welche jeweils in ihrer Ausgangsleistung dynamisch reguliert und anderen Ausgängen zugeteilt werden können. Dadurch ermöglichen die Systeme ein Energy-Sharing zwischen verschiedenen Energiesystemen mit einem Wirkungsgrad von bis zu 91%.


Die eingesparte, überschüssige Energie kann beispielsweise auch für jegliche Power-To-X-Anwendungen verwendet werden. Alle Ausgänge sind DC-basiert und können in ihrer Ausgangsspannung von +12 bis 48 VDC konfiguriert und dynamisch reguliert werden. So können die Module an die angeschlossenen Verbraucher im Smart Home angepasst werden.


Eingangsseitig haben die Module einen Weitbereichseingang von 90 bis 264 VAC (47 bis 63Hz) mit aktiver Leistungsfaktorkorrektur für den weltweiten Einsatz der Systeme. Zudem besteht die Möglichkeit, eine weitere Energiequelle als Backup-Line zuzuschalten, um eine Hochverfügbarkeit zu gewährleisten. An den Ein- und Ausgängen sorgen die integrierten Kurzschluss-, Überstrom- und Überspannungs-Schutzfunktionen für Betriebssicherheit.


Das Modul weist einen erweiterten Arbeitstemperaturbereich von -10 bis 70°C auf und ist für den 24/7-Dauerbetrieb geeignet. Um ein plattformunabhängiges Energy-Sharing zwischen verschiedenen Systemen zu ermöglichen, realisieren die Module eine Normierung der jeweiligen Datenprotokolle im EVA-Prinzip, sodass selbst Energiesysteme mit unterschiedlichen Bussystemen und Kommunikationsprotokollen miteinander kommunizieren können.



Künstliche Intelligenz durch implementierte Software

In Verbindung mit der zentralen Steuereinheit „wiu OPT“ und der Softwareimplementierung des Olmatic Power Tracking realisiert das System eine Art künstliche Intelligenz. Das bedeutet, dass sich die Software mit steigender Einsatzdauer durch die gespeicherten Erfahrungswerte des aktuellen Einsatzszenarios, sowie dem Vergleich mit gespeicherten Daten ähnlicher Einsatzszenarien und Echtzeit-Analyse immer besser einlernt, anpasst und optimiert.


Zusätzlich ist das Verfahren stets global vernetzt und kann z.B. derzeitige Lastverhältnisse, zukünftige Lastspitzen etc. kontinuierlich abfragen und in das intelligente Energiemanagement einfließen lassen. Mit steigender Einsatzdauer und Verbreitung des Verfahrens wird das Energiemanagement also kontinuierlich optimiert. Die zentrale Steuereinheit basiert derzeit auf einem Intel Atom E39XX Prozessor mit 4 x 1,6GHz und weist einen Leistungsverbrauch von max. 12W auf.


Um Systemausfälle zu vermeiden, wird eine unterbrechungsfreie Stromversorgung mit integriertem LiFePO4-Akkumulator genutzt. Die zentralen Steuereinheiten sind mit ihrem erweiterten Temperaturbereich von -40 bis +70°C und optionaler IP68-Ausführung auch für 24/7-Langzeitbetrieb und den Outdoor-Einsatz geeignet.


 


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