OLMATIC POWER TRACKING - FAQ

  • Die OPT Energie-Management-Module (universal4.0 OPT) dienen als plattformunabhängige und offene Schnittstelle in der Versorgungsleitung und ermöglichen die maximale Transparenz aller Energieparameter von spezifischen Verbrauchern. Durch das OPT-Verfahren der dynamischen Leistungsverteilung kann die Energie nicht nur virtuell, sondern physikalisch zwischen verschiedenen Energieverbrauchern verteilt werden.
  • Die Energie-Management-Module können unabhängig von der zentralen Steuereinheit verwendet werden, um dadurch bereits eine signifikante Energieeinsparung zu erzielen. Die Energie-Management-Module dienen als plattformunabhängige und offene Schnittstelle in der Versorgungsleitung und können somit auch mit bereits bestehenden Energie-Management-Systemen verwendet werden. Um die komplette Funktionalität der künstlichen Intelligenz und dadurch eine maximale Energieeinsparung, sowie den 100% Autarkiegrad im regenerativen Bereich zu erzielen, sollten die Energie-Management-Module in Verbindung mit der zentralen Steuereinheit verwendet werden.

Das OPT-System besteht aus Folgenden Komponenten:

  • Energie-Management-Modul (universal OPT)
    • Intelligente Leistungseinheit
    • Leistungs- und Lastmanagement
    • Steuerung- und Regelungstechnik
    • Digitale Vernetzung auf Versorgungsebene
    • Offene Schnittstelle zum Energie-Management-System
    • Kundenspezifische Anpassung
      • Schnittstellen, Leistung, Formfaktor, etc.
  • Zentrale Steuereinheit (wiu OPT)
    • Zentrale Steuereinheit & Gateway
    • Digitale Vernetzung auf Kommunikationsebene
    • Kundenspezifische Anpassung
      • Schnittstellen, Formfaktor, etc.
    • OPT-Software (künstliche Intelligenz)
  • Das Modul realisiert eine dynamische Energieverteilung auf Basis von Priorisierungen und künstlicher Intelligenz und bildet durch die Vernetzung der einzelnen Energieverbraucher im Smart Grid ein intelligentes Energie-Management-System. Um die uns zur Verfügung stehende Energie mit einem maximal möglichen Wirkungsgrad und höchster Effizienz zu nutzen, muss dieser maximale Betrag X an Energie dynamisch und intelligent an die einzelnen Energieverbraucher des Systems verteilt werden. Dafür verwendet das OPT-Verfahren die folgenden fünf Kernfunktionen:
  1. Dynamische Lastverschiebung
  2. Dynamische Priorisierung spezifischer Ein- und Ausgänge
  3. Dynamische Leistungsregulierung spezifischer Ein- und Ausgänge
  4. Dynamische Ab- und Zuschaltung spezifischer Ein- und Ausgänge
  5. Dynamische Verteilung der vorhandenen Leistung auf benötigte Leistung
  • Die Daten werden nach modernsten Sicherheits- und Datenschutzstandards in der Online-Cloud abgelegt und zur Bearbeitung und Analyse von dort auch wieder zur Verfügung gestellt.
  • Grundsätzlich können die Module durch das modulare Baukastensystem kundenspezifisch und individuell an die bestehenden Bussysteme angepasst werden. Dazu zählen unabhängig von den Standard Kommunikationsprotokollen u.a. auch die folgenden:

 

o   CAN o   IO-Link
o   Profinet o   Profibus
o   KNX o   EtherCat
o   Modbus o   EtherNet/IP (EIP)
o   Powerlink o   Seriell
o   CC-Link o   Sercos III
o   DeviceNet o   ZigBee
o   LoRa o   NFC
o   EnOcean o   Z-Wave
  • Die Ausgangssignale der Module basieren auf Kommunikations- und Versorgungsebene, um die Energieverbraucher in ihrer Leistung regulieren und diese zwischen den Energiesystemen verteilen zu können, sowie die Kommunikation mit diesen herzustellen.
  • Die Eingänge der universal OPT Module können sowohl für AC, als auch für DC basierte Energiequellen verwendet werden. Die Technologien, sowie Anzahl der Eingänge und Leistungsgrößen sind jeweils kundenspezifisch ausgelegt. Für den Niederspannungsbereich stehen entsprechende Standard-Ausführungen der Module zur Verfügung, welche über ein modulares Baukastensystem an die bestehenden Systeme angepasst werden können. Zusätzlich zu den leistungsbasierten Eingängen stehen Schnittstellen zur Kommunikation mit weiterer Peripherie zur Verfügung.
  • Hardware: Die Schutzschaltungen der Hardware wurden auf Basis von gültigen Industrie Standards- und Normen konzipiert und umgesetzt.
  • Software: Die Software basiert auf gängigen und modernsten IT-Sicherheitsnormen zur vollen Datenintegrität.
  • Durch das modulare Baukastensystem können die Module zu jeder Zeit an die entsprechenden Systembedingungen angepasst werden. Eine Limitierung der Leistungsdaten ist somit im Wesentlichen nicht vorhanden.
  • Im Gegensatz zu herkömmlichen Energie-Management-Systemen zeichnet es sich vor allem durch die zusätzliche Vernetzung des Smart Grid auf Versorgungsebene aus, welche eine stufenlose Leistungsregulierung (0-100%) und Leistungsverteilung ermöglicht. Herkömmliche Systeme können lediglich über die Kommunikationsschnittstellen kommunizieren und leiden durch das statische Ein- und Abschalten auf Basis von Leistungshysterese unter höheren Verlusten und fehlender Dynamik. Insbesondere in sicherheitsrelevanten Systemen kann die simple Abschaltung zu enormen Sicherheitslücken oder Chaosszenarien führen, welche das OPT-Verfahren über intelligente und dynamische Leistungsregulierung und Verteilung auf Basis von Priorisierungen vermeidet.
  • Herkömmliche Systeme: Statische Ein- und Abschaltung auf Basis von vorkonfigurierter Leistungshysterese
  • OPT-System: Dynamische Leistungsregulierung und Verteilung auf Basis von Echtzeit-Analyse und zusätzlicher Kommunikation auf Versorgungsebene
    • > 30% Energieeinsparung
    • 100% Autarkie im regenerativen Bereich

Der Vorteil liegt darin, dass der Hersteller in seinen eigenen Produkten nicht nur eine stabile Energieversorgung, sondern bereits ein intelligentes Energie-Management-System für alle Systemkomponenten integriert hat und dadurch die folgenden Verkaufsargumente aufweisen kann:

  • Maximale Energieeinsparung und effizientes Energiemanagement
  • Fernzugriff für Steuerung, Regelung und Überwachung der Systeme (z.B. via Handy-App, Tablet, etc.)
  • Digitale und Plattformunabhängige Vernetzung der Systeme im Smart Grid und dadurch:
    • Energy Sharing zwischen den Energiesystemen
    • Sektorenkopplung
    • Intelligentes Demand Management
  • Künstliche Intelligenz durch Software
  • 100% Autarkie bei Verwendung von regenerativen Energiequellen möglich
  • Laut Energieerhaltungssatz kann die Energie eines geschlossenen Systems weder vermehrt noch vermindert werden und ist über den gesamten Zeitraum konstant. Wenn ein Verbraucher also in seiner Leistung reguliert oder abgeschaltet wird, muss diese Energie zwingend an ein weiteres Energiesystem zur Verfügung gestellt werden, um einen maximalen Wirkungsgrad zu erreichen und eine maximale Energieeinsparung zu erzielen. Steht beispielsweiße ein maximaler Betrag X an Energie zur Verfügung und zwei zwingend im Betrieb befindliche Verbraucher benötigen derzeit mehr als zur Verfügung stehende Energie, macht es keinen Sinn einen Verbraucher komplett abzuschalten. Allerdings kann der eine Verbraucher nach unten reguliert werden und die daraus gewonnene Energie dem anderen Verbraucher zur Verfügung gestellt werden. Nur so kann das Gesamtsystem mit dem zur Verfügung stehenden Betrag X an Energie weiter betrieben werden.

 

  • Die Maße der Systeme, sowie der Formfaktor sind kundenspezifisch anpassbar. Geplant ist es die Module im Zuge der Weiterentwicklung zu miniaturisieren und beispielsweiße entsprechende Schaltungsteile in einen ASIC zu integrieren. So kann die Integrationsfähigkeit hochgehalten und eine Plattformunabhängigkeit erzielt werden.

 

  • Es bestehen bereits verfügbare Energie-Management-Module im Embedded und Einplatinencomputer Bereich, mit dem Fokus auf die unterbrechungsfreie Stromversorgung der Systeme. Diese werden im Zuge einer Weiterentwicklung mit dem OPT-Verfahren ausgestattet. Erste marktreife Produkte werden für Q4 – 2019 erwartet.

 

  • Kundenspezifische Anpassung erfolgt stets durch ein entsprechendes Pflichten- und Lastenheft, welches in Zusammenarbeit mit Fachleuchten und Experten der jeweiligen Vertragspartner und des Kunden ausgearbeitet und definiert werden. Durch das modulare Baukastensystem ist es möglich, lediglich die notwendigen Komponenten anzupassen und zusätzlich auf bereits bestehende Komponenten zurückzugreifen. So wird die Time-to-Market und weitere Ressourcen deutlich reduziert.

 

  • Die Leistungsregulierung- und Verteilung basiert generell auf den folgenden Kernparametern:
    • Welche Energie steht dem Gesamtsystem zur Verfügung
    • Welche Energie benötigen die einzelnen Systemkomponenten
    • Konfigurationsparameter der Software pro Systemkomponente
      • Priorisierung
      • Leistungshysterese
      • Art der Regulierungsart
      • Kommunikationsparameter

Auf Basis dieser Parameter wird der maximal zur Verfügung stehende Betrag X an Energie dem Gesamtsystem zur Verfügung gestellt und einzelne Systemkomponenten ggf. in ihrer Leistung reguliert und die daraus gewonnene Energie anderen Systemkomponenten zur Verfügung gestellt, insofern der zur Verfügung stehende Betrag X an Energie nicht mehr ausreicht, um das Gesamtsystem zu betreiben. So erhält jeder Verbraucher nur die Energie, die er tatsächlich benötigt.

Der Markt hat ein enormes Potential und eine große Reichweite. Das OPT-System kommt generell überall da zum Einsatz, wo elektrische Energie im Einsatz ist. Folgende Branchen & Anwendungsgebiete wurden im Vorfeld u.a. recherchiert:

  • Smart Grid
  • Smart Home
  • Regenerative Energie
  • Robotik
  • 0 / Energiemanagement4.0
  • IoT
  • E-Mobility
  • Power-to-X
  • Energy Sharing
  • Sektorenkopplung
  • Demand Management
  • und viele mehr…
  • Es können alle Energiequellen, konventioneller und regenerativer Erzeugungsart, verwendet werden, welche elektrische Energie zur Verfügung stellen. Zusätzlich hierzu können Energiespeicher jeglicher Art verwendet werden.

 

  • Das OPT-System wird folgendermaßen integriert:
    • Energie-Management-Modul (universal OPT) in der Versorgungsleitung und dadurch:
      • Leistungsregulierung- und Verteilung am Verbraucher
      • Digitale und Plattformunabhängige Vernetzung auf Versorgungs- und Kommunikationsebene
    • Zentrale Steuereinheit (wiu OPT) in der Kommunikationsleitung und dadurch:
      • Digitale und Plattformunabhängige Vernetzung auf Kommunikationsebene
      • Live-Metering
      • Gateway zur Online-Cloud und Community

Die Kommunikation zwischen Energie-Management-Modul und zentraler Steuereinheit, sowie Systemkomponenten basiert auf gängigen Protokollen und Standards.

  • Die Aufrüstung bestehender Systeme (RetroFit) kann z.B. durch Steckdosen, Funksteckdosen, Ladekabeladapter, etc., welche alle mit dem OPT-Verfahren ausgerüstet sind, realisiert werden. So ist es möglich, auf jedes bestehende System aufzusetzen und die Investitionskosten gering zu halten.

 

  • Ja je nach Kundenfeedback ist es geplant, entsprechende Standard-Produkte auf dem Markt zur Verfügung zu stellen, welche einen großen Bereich an Einsatzszenarien abdecken. Durch das modulare Baukastensystem sind diese stets anpassbar.

 

  • Der Kunde wird stets durch Fachpersonal geschult und eine Grundkonfiguration der Software und Systeme wird vor Ort durch Fachpersonal durchgeführt.

 

  • 100% Autarkie kann in jedem Einsatzszenario dann erreicht werden, wenn das System optimal ausgelegt ist. Der wesentliche Vorteil ist, dass der Kunde seinen Autarkiegrad vorgeben und definieren kann.

 

  • Um eine 100%ige künstliche Intelligenz zu erreichen, muss das System zwingend mit der Online-Datenbank und der Community verbunden sein, um entsprechende Daten abrufen und analysieren zu können.

 

  • Intelligente Lastmanagements, welche bereits bei E-Ladestationen zum Einsatz kommen, betrachten lediglich die Ladestation als geschlossenes System und nicht das komplette Smart Grid in Verbindung mit weiteren Energiesystemen. Zudem werden lediglich die Ausgänge betrachtet – über das OPT-System können zudem weitere Energiequellen hinzugeschaltet werden, um eventuelle Netzengpässe zu umgehen.

 

  • Um Netzengpässe zu vermeiden werden die Ein- und Ausgänge des Energiesystems spezifisch betrachtet und einer Echtzeit-Analyse unterzogen. So können entsprechende Ausgänge in Ihrer Leistung reguliert und anderen Ausgängen zur Verfügung gestellt werden, um den maximal zur Verfügung stehenden Betrag X an Energie effizient auszuschöpfen. Zudem können weitere Energiequellen zugeschaltet werden, um einen Netzengpass über das konventionelle Versorgungsnetz zu umgehen.

 

  • Durch die Verwendung des OPT-Systems kann nicht nur eine maximale Energieeinsparung erzielt werden, sondern CO2-Emissionen drastisch reduziert werden und somit einen nachhaltigen Beitrag zum Umweltschutz beitragen.

 

  • Ja, das OPT-Verfahren kann innerhalb eines Systems zwischen den spezifischen Systemkomponenten oder über mehrere Systeme, bestehend aus mehreren jeweiligen Verbrauchern, angewandt werden.

 

  • Die zentrale Steuereinheit kann dezentral eingesetzt werden, sofern die Kommunikation zwischen Energie-Management-Modul und zentraler Steuereinheit sichergestellt ist.

 

  • Es können Verbraucher jeglicher Art verwendet werden, welche elektrische Energie benötigen. Die Konfiguration der Software definiert die Regulierungsart des jeweiligen Verbrauchers.

 

  • Die Sicherheitsparameter, welche in der Software konfiguriert werden und in Verbindung mit der Hardware umgesetzt werden, stellen sicher, dass der Verbraucher nicht beschädigt wird. Die entsprechende Konfiguration muss zwingend durch geschultes Fachpersonal und auf Basis der Komponentenspezifikationen erfolgen.

 

  • Das OPT-System ist stets auch auf Kommunikationsbasis mit dem Verbraucher verbunden und kann somit entsprechende Steuerbefehle an z.B. Frequenzumrichter oder ähnliches senden, um die Steuer- und Regelungstechnik zu realisieren. Die entsprechende Leistung wird nach Kommunikationsrückmeldung wiederrum auf Versorgungsebene reguliert und limitiert.

 

  • Ja das Verfahren kann jederzeit auf einen Verbraucher angewandt werden, um eine Energieersparnis durch Leistungsregulierung zu realisieren. Um den kompletten Mehrwert des Verfahrens, d.h. die Energieverteilung auszuschöpfen, ist es allerdings notwendig, stets > 1 Verbraucher zu vernetzen.

 

  • Es gibt keine Limitierung an Verbrauchern im System.

 

  • Das System ist jederzeit durch weitere Aufrüstungen oder Nachrüstungen erweiterbar.

 

  • Insofern alle angeschlossenen Verbraucher im Smart Grid bereits mit ausreichender Energie versorgt sind, kann die überschüssige Energie mittels Power-to-X an andere Energiesysteme, beispielsweiße zur Ladung von Energiespeicher oder Heizsysteme, verteilt werden.

 

  • Der „Eco-Mode“ reduziert lediglich den Energiebedarf eines spezifischen Systems. Durch das OPT-System wird die Energieeinsparung eines spezifischen Systems hingegen, anderen Verbrauchern zur Verfügung gestellt. Dadurch kann durch den gleichen Betrag X an Energie mehrere Verbraucher im Smart Grid betrieben werden. Der Mehrwert ist zudem, dass der „Eco-Mode“ in Verbindung mit dem OPT-Verfahren innerhalb eines Systems eine noch signifikantere Energieeinsparung realisieren kann. Zudem können die einzelnen Systeme im Smart Grid plattformunabhängig miteinander vernetzt werden, um ein intelligentes Energy Sharing zu ermöglichen.

 

  • Durch das OPT-System können die Energiesysteme plattformunabhängig miteinander vernetzt werden. Dadurch können auch Produkte von unterschiedlichen Herstellern miteinander auf Versorgungs- und Kommunikationsebene kommunizieren und die Energie untereinander verteilen. Somit können zum gleichen Betrag X an Energie mehrere Verbraucher parallel betrieben werden und somit eine signifikante Energieeinsparung erzielt werden.

 

  • Die kundenspezifische Anpassung ist immer individuell anhand der Kundenanforderungen zu betrachten. Durch die modulare Bauweise der Module und die Möglichkeit auf bestehende Komponenten zurückzugreifen, wird die Laufzeit jedoch deutlich reduziert.

 

  • Der Kunde hat grundsätzlich jegliche Möglichkeit die Konfiguration der Software vorzunehmen, es bedarf allerdings entsprechendem Fachpersonal. Die Restriktion der Software sind auf Basis verschiedener Modis z.B. Operator-Mode, Administrator-Mode, etc. festgelegt. Hierzu können pro Benutzer entsprechende Privilegien vorgenommen werden.

 

  • Es ist eine externe Schnittstelle implementiert, welche es möglich macht, entsprechende Daten aus der Datenbank abzufragen und in anderen System weiterzuverwenden.

 

  • Die Energiequellen sind ebenfalls auf Kommunikations- und Versorgungsebene mit dem OPT-System verbunden und kann dadurch jederzeit Auskunft über entsprechende Energieparameter liefern. Insofern kein Zugriff auf die Energiequelle besteht, wird der zur Verfügung stehende Betrag X an Energie durch die Software definiert.

 

  • Die Verteilung der Energie erfolgt zu jeder Zeit auf Basis von Priorisierungen und konfigurierter Leistungshysterese pro Verbraucher innerhalb der Software. Dies bedeutet, dass die Software anhand ihrer Konfiguration die Hardware ansteuert.

 

  • Innerhalb der Software gibt es einen implementierten „Notfall-Modus“, der die Verteilung komplett deaktiviert, d.h. alle Verbraucher ohne Regulierung, also zu normalen Gegebenheiten mit Energie versorgt. Der Indikator wann ein solcher „Notfall-Modus“ aktiviert wird, kann auf Basis externer Inputs z.B. Sensorik oder Softwareimplementierter Inputs erfolgen.

 

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