สมาร์ทมิเตอร์
มิเตอร์อัจฉริยะเป็น อุปกรณ์ อิเล็กทรอนิกส์ที่บันทึกข้อมูลต่างๆ เช่น ปริมาณการใช้พลังงานไฟฟ้าระดับแรงดันไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า และตัวประกอบกำลัง และส่งข้อมูลดังกล่าวไปยังผู้บริโภคและผู้ให้บริการไฟฟ้าโครงสร้างพื้นฐานการวัดขั้นสูง (AMI) แตกต่างจากการอ่านมิเตอร์อัตโนมัติ (AMR) ตรงที่ช่วยให้สามารถสื่อสารสองทางระหว่างมิเตอร์และผู้ให้บริการได้
คำอธิบาย
คำว่ามิเตอร์อัจฉริยะมักหมายถึงมิเตอร์ไฟฟ้าแต่ก็อาจหมายถึงอุปกรณ์ที่ใช้วัดการใช้ก๊าซธรรมชาติ น้ำ หรือระบบทำความร้อนส่วนกลางได้เช่นกัน[ 1 ] [ 2 ]โดยทั่วไปแล้วมิเตอร์อัจฉริยะเป็น อุปกรณ์ อิเล็กทรอนิกส์ที่บันทึกข้อมูลต่างๆ เช่น การใช้พลังงานไฟฟ้าระดับแรงดันไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า และตัวประกอบกำลัง มิเตอร์อัจฉริยะจะสื่อสารข้อมูลไปยังผู้บริโภคเพื่อให้เข้าใจพฤติกรรมการบริโภคได้ชัดเจนยิ่งขึ้น และไปยังผู้ให้บริการไฟฟ้าเพื่อการตรวจสอบระบบและการเรียกเก็บเงินจากลูกค้า โดยทั่วไปมิเตอร์อัจฉริยะจะบันทึกพลังงานแบบเรียลไทม์ และรายงานเป็นประจำในช่วงเวลาสั้นๆ ตลอดทั้งวัน[ 3 ]มิเตอร์อัจฉริยะช่วยให้สามารถสื่อสารแบบสองทางระหว่างมิเตอร์และระบบส่วนกลางได้ มิเตอร์อัจฉริยะอาจเป็นส่วนหนึ่งของโครงข่ายไฟฟ้าอัจฉริยะแต่ตัวมันเองไม่ได้ประกอบเป็นโครงข่ายไฟฟ้าอัจฉริยะ[ 4 ]
โครงสร้างพื้นฐานการวัดค่าขั้นสูง (Advanced Metering Infrastructure หรือ AMI) แตกต่างจากการอ่านมิเตอร์อัตโนมัติ (Automated Meter Reading หรือ AMR) ตรงที่ช่วยให้สามารถสื่อสารสองทางระหว่างมิเตอร์และผู้ให้บริการได้ การสื่อสารจากมิเตอร์ไปยังเครือข่ายอาจเป็นแบบไร้สาย หรือผ่านการเชื่อมต่อแบบใช้สาย เช่น การสื่อสารผ่านสายไฟ ( Power-line Communication หรือ PLC) ตัวเลือกการสื่อสารไร้สายที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ การสื่อสารผ่านเครือข่ายโทรศัพท์มือถือ Wi-Fi (หาได้ง่าย) เครือข่ายไร้สายแบบ ad hocผ่าน Wi-Fi เครือข่าย ไร้สายแบบ mesh เครือข่ายไร้สายระยะไกลพลังงานต่ำ (LoRa) Wize (อัตราการทะลุทะลวงคลื่นวิทยุสูง เปิดกว้าง ใช้ความถี่ 169 MHz) Zigbee (ไร้สายพลังงานต่ำ อัตราการส่งข้อมูลต่ำ) และ Wi-SUN (Smart Utility Networks)
มิเตอร์ที่คล้ายกัน ซึ่งมักเรียกว่า มิเตอร์ แบบช่วงเวลาหรือแบบใช้ตามเวลา มีมานานแล้ว แต่มิเตอร์อัจฉริยะมักเกี่ยวข้องกับเซ็นเซอร์แบบเรียลไทม์หรือใกล้เรียลไทม์ การแจ้งเตือน ไฟดับและการตรวจสอบคุณภาพไฟฟ้า คุณสมบัติเพิ่มเติมเหล่านี้มีมากกว่า AMR ทั่วไป มิเตอร์เหล่านี้มีความคล้ายคลึงกับมิเตอร์ AMI ในหลายๆ ด้าน มิเตอร์แบบช่วงเวลาและแบบใช้ตามเวลาได้รับการติดตั้งเพื่อวัดลูกค้าเชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรมมาโดยตลอด แต่อาจไม่มีการอ่านค่าอัตโนมัติ[ 5 ] การวิจัยโดยกลุ่มผู้บริโภคในสหราชอาณาจักรแสดงให้เห็นว่ามากถึงหนึ่งในสามสับสนระหว่างมิเตอร์อัจฉริยะกับเครื่องตรวจสอบพลังงานหรือที่รู้จักกันในชื่อจอแสดงผลในบ้าน[ 6 ]
ประวัติศาสตร์
ในปี 1972 ขณะทำงานกับบริษัทโบอิ้งในเมืองฮันต์สวิลล์ รัฐอลาบามา เทโอดอร์ พาราสเควาโกส ได้พัฒนาระบบตรวจสอบด้วยเซ็นเซอร์ที่ใช้การส่งสัญญาณดิจิทัลสำหรับระบบเตือนภัยด้านความปลอดภัย อัคคีภัย และการแพทย์ รวมถึงความสามารถในการอ่านมิเตอร์ เทคโนโลยีนี้เป็นผลสืบเนื่องมาจากระบบระบุหมายเลขสายโทรศัพท์อัตโนมัติ ซึ่งปัจจุบันรู้จักกันในชื่อCaller ID
ในปี พ.ศ. 2517 Paraskevakos ได้รับสิทธิบัตรของสหรัฐอเมริกาสำหรับเทคโนโลยีนี้[ 7 ]ในปี พ.ศ. 2520 เขาได้ก่อตั้ง Metretek, Inc. [ 8 ]ซึ่งพัฒนาและผลิตมิเตอร์อัจฉริยะเครื่องแรก[ 9 ]เนื่องจากระบบนี้ได้รับการพัฒนาก่อนยุคอินเทอร์เน็ต Metretek จึงใช้มินิคอมพิวเตอร์ IBM ซีรีส์ 1 สำหรับแนวทางนี้ Paraskevakos และ Metretek ได้รับสิทธิบัตรหลายฉบับ[ 10 ]
จากข้อมูลของบริษัทวิเคราะห์ Berg Insight พบว่า ณ สิ้นปี 2551 จำนวนมิเตอร์อัจฉริยะที่ติดตั้งในยุโรปมีประมาณ 39 ล้านเครื่อง[ 11 ]ในระดับโลก Pike Research พบว่าการจัดส่งมิเตอร์อัจฉริยะมีจำนวน 17.4 ล้านเครื่องในไตรมาสแรกของปี 2554 [ 12 ] Visiongain คาดการณ์ว่ามูลค่าของตลาดมิเตอร์อัจฉริยะทั่วโลกจะสูงถึง7 พันล้าน ดอลลาร์สหรัฐ ในปี 2555 [ 13 ]
HM Zahid Iqbal, M. Waseem และ ดร. Tahir Mahmood นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยวิศวกรรมและเทคโนโลยี Taxila ประเทศปากีสถาน ได้นำเสนอแนวคิดของมิเตอร์วัดพลังงานอัจฉริยะในปี 2013 บทความของพวกเขาเรื่อง "การอ่านมิเตอร์วัดพลังงานอัตโนมัติโดยใช้มิเตอร์วัดพลังงานอัจฉริยะ" ได้สรุปคุณสมบัติหลักของมิเตอร์วัดพลังงานอัจฉริยะ ซึ่งรวมถึงการอ่านมิเตอร์ระยะไกลอัตโนมัติผ่าน GSM สำหรับบริษัทผู้ให้บริการไฟฟ้าและลูกค้า การตรวจสอบปริมาณการใช้ไฟฟ้าของลูกค้าแบบเรียลไทม์ การตัดและต่อกระแสไฟฟ้าของลูกค้าจากระยะไกลโดยบริษัทผู้ให้บริการไฟฟ้า และการเรียกเก็บเงินที่สะดวกสบาย โดยไม่ต้องให้เจ้าหน้าที่อ่านมิเตอร์ไปเยี่ยมลูกค้าเพื่อเรียกเก็บเงิน
ข้อมูล ณ เดือนมกราคม2561 ,มีการติดตั้งมิเตอร์ไฟฟ้ามากกว่า 99 ล้านเครื่องทั่วสหภาพยุโรป และคาดว่าจะติดตั้งเพิ่มอีกประมาณ 24 ล้านเครื่องภายในสิ้นปี 2020 คณะกรรมาธิการยุโรปDG Energyประเมินว่าฐานการติดตั้งในปี 2020 ต้องใช้เงินลงทุน 18.8 พันล้านยูโร และจะเพิ่มขึ้นเป็น 40.7 พันล้านยูโรภายในปี 2030 โดยมีการติดตั้งมิเตอร์อัจฉริยะรวม 266 ล้านเครื่อง[ 14 ]
ภายในสิ้นปี 2018 สหรัฐอเมริกามีมิเตอร์อัจฉริยะติดตั้งแล้วกว่า 86 ล้านเครื่อง[ 15 ]ในปี 2017 มีมิเตอร์อัจฉริยะติดตั้งแล้วทั่วโลก 665 ล้านเครื่อง[ 16 ]คาดว่ารายได้จะเติบโตจาก 12.8 พันล้านดอลลาร์ในปี 2017 เป็น 20 พันล้านดอลลาร์ภายในปี 2022 [ 17 ]
วัตถุประสงค์
นับตั้งแต่เริ่มมี การยกเลิก การควบคุม ไฟฟ้า และกำหนดราคาตามกลไกตลาดทั่วโลก บริษัทสาธารณูปโภคต่างมองหาวิธีการจับคู่การบริโภคกับการผลิต มิเตอร์ไฟฟ้าและก๊าซที่ไม่ใช่แบบสมาร์ทจะวัดเฉพาะปริมาณการบริโภครวมเท่านั้น โดยไม่มีข้อมูลว่ามีการใช้พลังงานเมื่อใด[ 18 ]มิเตอร์อัจฉริยะช่วยให้สามารถวัดปริมาณการใช้ไฟฟ้าได้แบบเรียลไทม์ ทำให้บริษัทสาธารณูปโภคสามารถคิดราคาที่แตกต่างกันสำหรับการบริโภคตามช่วงเวลาของวันและฤดูกาล[ 19 ]นอกจากนี้ยังช่วยให้บริษัทสาธารณูปโภคสามารถสร้างแบบจำลองกระแสเงินสดที่แม่นยำยิ่งขึ้น เนื่องจากมิเตอร์อัจฉริยะสามารถอ่านค่าได้จากระยะไกล จึงช่วยลดต้นทุนแรงงานสำหรับบริษัทสาธารณูปโภคได้
มิเตอร์อัจฉริยะมีประโยชน์ต่อลูกค้าหลายประการ ได้แก่ ก) การยุติการประมาณการบิลซึ่งเป็นสาเหตุหลักของการร้องเรียนจากลูกค้าจำนวนมาก ข) เครื่องมือที่จะช่วยให้ผู้บริโภคจัดการการซื้อพลังงานได้ดียิ่งขึ้น มิเตอร์อัจฉริยะที่มีจอแสดงผลที่บ้าน (หรือแอปบนสมาร์ทโฟน) จะให้ข้อมูลล่าสุดเกี่ยวกับการใช้ก๊าซและไฟฟ้า และช่วยให้ผู้คนจัดการการใช้พลังงานและลดค่าใช้จ่ายด้านพลังงานได้ ในส่วนของการลดการบริโภคนั้น เป็นสิ่งสำคัญที่ต้องเข้าใจถึงประโยชน์ของมิเตอร์อัจฉริยะ เนื่องจากผลประโยชน์ในแง่ของการประหยัดที่ค่อนข้างน้อยจะถูกคูณด้วยผู้ใช้หลายล้านคน[ 20 ]มิเตอร์อัจฉริยะสำหรับการใช้น้ำยังสามารถให้ข้อมูลโดยละเอียดและทันท่วงทีเกี่ยวกับการใช้น้ำของลูกค้า และแจ้งเตือนล่วงหน้าเกี่ยวกับการรั่วไหลของน้ำที่อาจเกิดขึ้นในสถานที่ของพวกเขา[ 21 ]การใช้ไฟฟ้าและราคาจึงมักจะสูงสุดในช่วงเวลาที่คาดการณ์ได้ของวันและฤดูกาล โดยเฉพาะอย่างยิ่ง หากการผลิตมีข้อจำกัด ราคาอาจสูงขึ้นเมื่อมีการนำไฟฟ้าจากเขตอำนาจศาลอื่นหรือการผลิตที่มีต้นทุนสูงกว่ามาใช้งาน ผู้สนับสนุนแนวคิดนี้กล่าวอ้างว่า การคิดค่าไฟฟ้าในอัตราที่สูงขึ้นในช่วงเวลาที่มีการใช้ไฟฟ้าสูงสุด จะกระตุ้นให้ผู้บริโภคปรับพฤติกรรมการบริโภคให้สอดคล้องกับราคาตลาดมากขึ้น และยังกล่าวอ้างเพิ่มเติมว่า หน่วยงานกำกับดูแลและหน่วยงานออกแบบตลาดหวังว่า " สัญญาณราคา " เหล่านี้จะช่วยชะลอการก่อสร้างโรงไฟฟ้าเพิ่มเติม หรืออย่างน้อยก็การซื้อพลังงานจากแหล่งที่มีราคาสูงกว่า ซึ่งจะช่วยควบคุมการเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องและรวดเร็วของราคาไฟฟ้าได้
การศึกษาวิจัยทางวิชาการในปี 2013 ซึ่งอิงจากการทดลองที่มีอยู่ แสดงให้เห็นว่าการใช้ไฟฟ้าของเจ้าของบ้านโดยเฉลี่ยลดลงประมาณ 3-5% เมื่อได้รับข้อมูลป้อนกลับแบบเรียลไทม์[ 22 ]
ข้อดีอีกประการหนึ่งของมิเตอร์อัจฉริยะที่ให้ประโยชน์ทั้งลูกค้าและผู้ให้บริการคือความสามารถในการตรวจสอบระบบไฟฟ้าทั้งหมด ในฐานะที่เป็นส่วนหนึ่งของ AMI ผู้ให้บริการสามารถใช้ข้อมูลแบบเรียลไทม์จากการวัดมิเตอร์อัจฉริยะที่เกี่ยวข้องกับกระแส แรงดัน และตัวประกอบกำลัง เพื่อตรวจจับการหยุดชะงักของระบบได้เร็วขึ้น ทำให้สามารถดำเนินการแก้ไขได้ทันทีเพื่อลดผลกระทบต่อลูกค้า เช่น ไฟดับ มิเตอร์อัจฉริยะยังช่วยให้ผู้ให้บริการเข้าใจความต้องการของโครงข่ายไฟฟ้าได้ละเอียดกว่ามิเตอร์แบบดั้งเดิม ความเข้าใจที่มากขึ้นนี้ช่วยอำนวยความสะดวกในการวางแผนระบบเพื่อตอบสนองความต้องการด้านพลังงานของลูกค้า ในขณะเดียวกันก็ลดโอกาสในการลงทุนโครงสร้างพื้นฐานเพิ่มเติม ซึ่งช่วยลดการใช้จ่ายที่ไม่จำเป็นหรือการเพิ่มขึ้นของต้นทุนพลังงาน[ 23 ]
แม้ว่าภารกิจในการตอบสนองความต้องการไฟฟ้าของประเทศด้วยการจัดหาที่แม่นยำจะมีความท้าทายมากขึ้นเรื่อยๆ เนื่องจากแหล่งผลิตพลังงานหมุนเวียนที่ไม่ต่อเนื่องมีสัดส่วนมากขึ้นในส่วนผสมของพลังงาน แต่ข้อมูลแบบเรียลไทม์ที่ได้รับจากมิเตอร์อัจฉริยะช่วยให้ผู้ควบคุมโครงข่ายสามารถบูรณาการพลังงานหมุนเวียนเข้ากับโครงข่ายเพื่อสร้างสมดุลให้กับเครือข่ายได้ ส่งผลให้มิเตอร์อัจฉริยะถือเป็นเทคโนโลยีที่จำเป็นต่อการลดคาร์บอนในระบบพลังงาน[ 24 ]
โครงสร้างพื้นฐานการวัดขั้นสูง
โครงสร้างพื้นฐานการวัดขั้นสูง ( AMI ) หมายถึงระบบที่วัด รวบรวม และวิเคราะห์การใช้พลังงาน และสื่อสารกับอุปกรณ์วัด เช่น มิเตอร์ไฟฟ้า มิเตอร์ก๊าซ มิเตอร์ความร้อน และมิเตอร์น้ำ ไม่ว่าจะตามคำขอหรือตามกำหนดเวลา ระบบเหล่านี้ประกอบด้วยฮาร์ดแวร์ ซอฟต์แวร์ การสื่อสาร จอแสดงผลและตัวควบคุมพลังงานสำหรับผู้บริโภค ระบบที่เกี่ยวข้องกับลูกค้า ซอฟต์แวร์ การจัดการข้อมูลมิเตอร์และระบบธุรกิจของผู้จำหน่าย
หน่วยงานภาครัฐและบริษัทสาธารณูปโภคกำลังหันมาใช้ระบบโครงสร้างพื้นฐานการวัดค่าขั้นสูง (AMI) ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโครงการ "สมาร์ทกริด" ที่ใหญ่ขึ้น ระบบ AMI ขยายเทคโนโลยีการอ่านมิเตอร์อัตโนมัติ (AMR) โดยให้การสื่อสารแบบสองทางระหว่างมิเตอร์ ทำให้สามารถส่งคำสั่งไปยังบ้านได้หลายวัตถุประสงค์ รวมถึงข้อมูลราคาตามเวลา การดำเนินการ ตอบสนองต่อความต้องการหรือการตัดบริการจากระยะไกล เทคโนโลยีไร้สายเป็นองค์ประกอบสำคัญของเครือข่ายในชุมชน โดยรวบรวมมิเตอร์ได้มากถึงหลายพันตัวในรูปแบบโครงข่ายตาข่ายเพื่อส่งข้อมูลกลับไปยังสำนักงานใหญ่ด้านไอทีของบริษัทสาธารณูปโภค
เครือข่ายระหว่างอุปกรณ์วัดและระบบธุรกิจช่วยให้สามารถรวบรวมและกระจายข้อมูลไปยังลูกค้า ซัพพลายเออร์บริษัทสาธารณูปโภคและผู้ให้บริการ ซึ่งช่วยให้ธุรกิจเหล่านี้สามารถเข้าร่วมในบริการตอบสนองความต้องการได้ ผู้บริโภคสามารถใช้ข้อมูลที่ระบบจัดหาให้เพื่อเปลี่ยนแปลงรูปแบบการบริโภคปกติของตนเพื่อใช้ประโยชน์จากราคาที่ต่ำลง การกำหนดราคาสามารถใช้เพื่อควบคุมการเติบโตของ การบริโภค ความต้องการสูงสุด AMI แตกต่างจากการอ่านมิเตอร์อัตโนมัติ แบบดั้งเดิม (AMR) ตรงที่ช่วยให้สามารถสื่อสารแบบสองทางกับมิเตอร์ได้ ระบบที่สามารถอ่านมิเตอร์ได้เพียงอย่างเดียวไม่ถือว่าเป็นระบบ AMI [ 25 ]
การนำ AMI ไปใช้ต้องอาศัยองค์ประกอบหลักสี่ประการ ได้แก่ การเชื่อมต่อชั้นกายภาพ ซึ่งสร้างการเชื่อมต่อระหว่างมิเตอร์อัจฉริยะและเครือข่าย โปรโตคอลการสื่อสารเพื่อให้มั่นใจถึงการส่งข้อมูลที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ โครงสร้างพื้นฐานเซิร์ฟเวอร์ ซึ่งประกอบด้วยเซิร์ฟเวอร์แบบรวมศูนย์หรือแบบกระจายเพื่อจัดเก็บ ประมวลผล และจัดการข้อมูลสำหรับการเรียกเก็บเงิน การตรวจสอบ และการตอบสนองต่อความต้องการ และการวิเคราะห์ข้อมูล ซึ่งเครื่องมือวิเคราะห์จะให้ข้อมูลเชิงลึก การพยากรณ์โหลด และการตรวจจับความผิดปกติเพื่อการจัดการพลังงานที่เหมาะสมที่สุด องค์ประกอบเหล่านี้ร่วมกันช่วยให้บริษัทสาธารณูปโภคและผู้บริโภคสามารถตรวจสอบและจัดการการใช้พลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ สนับสนุนการจัดการโครงข่ายไฟฟ้าอัจฉริยะ[ 26 ]
การเชื่อมต่อระดับกายภาพ
การสื่อสารเป็นรากฐานสำคัญของเทคโนโลยีมิเตอร์อัจฉริยะ ช่วยให้สามารถส่งข้อมูลได้อย่างน่าเชื่อถือและปลอดภัยไปยังระบบส่วนกลาง อย่างไรก็ตาม ความหลากหลายของสภาพแวดล้อมที่มิเตอร์อัจฉริยะทำงานนั้นก่อให้เกิดความท้าทายอย่างมาก วิธีแก้ปัญหาเหล่านี้ครอบคลุมวิธีการสื่อสารที่หลากหลาย[ 27 ]รวมถึงการสื่อสารผ่านสายไฟ[ 28 ] ( PLC) เครือข่ายเซลลูลาร์ [ 29 ]เครือข่ายไร้สายแบบตาข่าย[ 30 ]ระยะสั้น[ 30 ]
- การสื่อสารผ่านสายไฟฟ้าสำหรับระบบมิเตอร์อัจฉริยะ
- การสื่อสารผ่านสายส่งไฟฟ้า (PLC) [ a ]โดดเด่นในบรรดาเทคโนโลยีการเชื่อมต่อมิเตอร์อัจฉริยะ เนื่องจากใช้ประโยชน์จากโครงสร้างพื้นฐานด้านพลังงานไฟฟ้าที่มีอยู่สำหรับการส่งข้อมูล แตกต่างจากโซลูชันที่ใช้เซลลูลาร์ คลื่นความถี่วิทยุ (RF) หรือ Wi-Fi PLC ไม่จำเป็นต้องสร้างหรือบำรุงรักษาเครือข่ายการสื่อสารแยกต่างหาก ทำให้ประหยัดต้นทุนและปรับขนาดได้ง่ายกว่า มาตรฐาน PLC หลักสองมาตรฐานในมิเตอร์อัจฉริยะคือ G3-PLC และโปรโตคอลPRIME Alliance [ 28 ] G3-PLC รองรับการสื่อสารแบบ IPv6 และอัตราข้อมูลแบบปรับได้ ทำให้มีประสิทธิภาพที่แข็งแกร่งแม้ในสภาพแวดล้อมที่มีสัญญาณรบกวน ในขณะที่ PRIME (PoweRline Intelligent Metering Evolution) มุ่งเน้นไปที่การสื่อสารความเร็วสูงที่มีประสิทธิภาพและต้นทุนการใช้งานต่ำ มิเตอร์อัจฉริยะแบบ PLC ถูกนำไปใช้งานอย่างแพร่หลายในภูมิภาค[ 31 ] [ 32 ]เช่น ยุโรป อเมริกาใต้ และบางส่วนของเอเชีย ซึ่งมีโครงสร้างพื้นฐานที่หนาแน่นรองรับการใช้งาน
บริษัทสาธารณูปโภคนิยมใช้ PLC เนื่องจากมีความน่าเชื่อถือในสภาพแวดล้อมในเมือง และสามารถเชื่อมต่อมิเตอร์จำนวนมากภายในเครือข่ายสมาร์ทกริดได้
- คุณสมบัติที่สำคัญของ G3-PLC และ PRIME คือความสามารถในการสร้างเครือข่ายแบบตาข่าย (หรือเรียกว่าแบบหลายฮอป) โดยที่มิเตอร์อัจฉริยะทำหน้าที่เป็นตัวทวนสัญญาณสำหรับมิเตอร์อื่นๆ ในเครือข่าย ฟังก์ชันนี้ช่วยให้มิเตอร์สามารถส่งต่อข้อมูลจากมิเตอร์ข้างเคียงเพื่อให้แน่ใจว่าข้อมูลไปถึงหน่วยรวมข้อมูล (DCU) แม้ว่าการสื่อสารโดยตรงจะไม่สามารถทำได้เนื่องจากระยะทางหรือสิ่งกีดขวางสัญญาณ วิธีนี้ช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือและความครอบคลุมของเครือข่าย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมเมืองที่มีความหนาแน่นสูงหรือพื้นที่ที่มีความท้าทายทางภูมิศาสตร์[ 33 ]
- เครือข่ายเซลลูลาร์ ( GPRS , NB-IoT , LTE-M ): "เทคโนโลยีเซลลูลาร์มีความสามารถในการปรับขนาดและมีความปลอดภัยสูง ด้วยการครอบคลุมทั่วประเทศ การเชื่อมต่อเซลลูลาร์สามารถรองรับมิเตอร์จำนวนมากในพื้นที่ที่มีประชากรหนาแน่น รวมถึงเข้าถึงพื้นที่ห่างไกลได้ด้วย" [ 29 ]
- เครือข่ายแบบตาข่ายไร้สาย (เช่น Wirepas [ 34 ]และ Wi-Sun [ 35 ] ): เหมาะสำหรับพื้นที่ในเมือง ซึ่งอุปกรณ์ต่างๆ สามารถส่งต่อข้อมูลเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการครอบคลุมและความน่าเชื่อถือ โดยส่วนใหญ่จะใช้สำหรับมิเตอร์น้ำและมิเตอร์แก๊ส
- ระบบระยะสั้น : เช่น Wireless M-Bus (WMBUS) มักใช้ในแอปพลิเคชันมิเตอร์อัจฉริยะ เพื่อให้สามารถสื่อสารได้อย่างน่าเชื่อถือและใช้พลังงานต่ำระหว่างมิเตอร์สาธารณูปโภคและอุปกรณ์เก็บข้อมูลในพื้นที่ภายในอาคารหรือชุมชน
- มาตรฐาน Hybrid PLC/RF PRIME และ G3-PLC กำหนดแนวทางแบบบูรณาการสำหรับการรวม PLC และการสื่อสารไร้สายอย่างราบรื่น ซึ่งช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือและความยืดหยุ่นในโครงข่ายไฟฟ้าอัจฉริยะ[ 36 ]
ความท้าทายที่หน่วยงานสาธารณูปโภคในชนบทเผชิญนั้นแตกต่างอย่างมากจากความท้าทายที่หน่วยงานสาธารณูปโภคในเมือง หรือหน่วยงานสาธารณูปโภคในพื้นที่ห่างไกล ภูเขา หรือพื้นที่ที่เข้าถึงบริการได้ยาก
มิเตอร์อัจฉริยะมักขยายฟังก์ชันการทำงานผ่านการบูรณาการเข้ากับเครือข่ายภายในบ้าน (Home Area Networks หรือ HANs)เครือข่ายเหล่านี้ช่วยให้การสื่อสารภายในบ้านเป็นไปได้ และอาจรวมถึง:
- จอแสดงผลภายในอาคาร : นำเสนอข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับการใช้พลังงานแบบเรียลไทม์แก่ผู้บริโภค
- ฮับ : ทำหน้าที่เชื่อมต่อมิเตอร์หลายตัวเข้ากับระบบส่วนกลาง
เทคโนโลยีที่ใช้ใน HAN แตกต่างกันไปทั่วโลก แต่โดยทั่วไปจะรวมถึง PLC เครือข่ายไร้สายแบบ ad hoc และ Zigbee ด้วยการใช้โซลูชันการเชื่อมต่อที่เหมาะสม มิเตอร์อัจฉริยะสามารถตอบสนองความต้องการด้านสิ่งแวดล้อมและโครงสร้างพื้นฐาน ในขณะเดียวกันก็มอบการสื่อสารและฟังก์ชันการทำงานที่ได้รับการปรับปรุง[ 37 ]
สถาปัตยกรรมอินเทอร์เฟซการสื่อสาร
อินเทอร์เฟซการสื่อสารอาจเป็นอย่างใดอย่างหนึ่งดังต่อไปนี้:
- มิเตอร์อัจฉริยะนั้นมีโมดูลการสื่อสารในตัว (เช่น ระบบเซลลูลาร์, RF-Mesh, PLC) และส่งข้อมูลโดยตรง (หรือผ่านตัวรวมข้อมูล) ไปยังเซิร์ฟเวอร์ของบริษัทผู้ให้บริการไฟฟ้า นอกจากนี้ มิเตอร์เหล่านี้ยังสามารถสร้างเครือข่ายแบบ Mesh ในพื้นที่ และทำหน้าที่เป็นตัวส่งต่อข้อมูลสำหรับอุปกรณ์ใกล้เคียงที่ไม่มีการเชื่อมต่อ WAN โดยตรงได้อีกด้วย
- ควบคุมโดยเกตเวย์ภายนอกที่อยู่ติดกับมิเตอร์: ในสถาปัตยกรรมนี้ มิเตอร์จะจำกัดอยู่เพียงการวัดค่าพื้นฐาน และใช้อินเทอร์เฟซภายใน (เช่น RS-485, อีเธอร์เน็ต หรือ Wireless M-Bus) เพื่อส่งต่อข้อมูลไปยังอุปกรณ์เกตเวย์ที่อยู่ใกล้เคียง เกตเวย์นี้ ซึ่งมักเรียกว่า สมาร์ทมิเตอร์เกตเวย์ (SMGW) จะทำการแปลงโปรโตคอล การเข้ารหัส และจัดการการสื่อสารต้นทางไปยังระบบสาธารณูปโภคผ่านเทคโนโลยี WAN เช่น LTE, อีเธอร์เน็ต หรือ Wi-Fi
มิเตอร์อัจฉริยะถูกใช้เป็นเกตเวย์สำหรับมิเตอร์น้ำและมิเตอร์แก๊ส
มิเตอร์ไฟฟ้าอัจฉริยะเริ่มถูกนำมาใช้เป็นเกตเวย์สำหรับมิเตอร์ก๊าซและน้ำ ทำให้เกิดระบบมิเตอร์อัจฉริยะแบบบูรณาการ[ 38 ]ในการกำหนดค่านี้ มิเตอร์ก๊าซและน้ำจะสื่อสารกับมิเตอร์ไฟฟ้าโดยใช้ Wireless M-Bus (Wireless Meter-Bus) ซึ่งเป็นมาตรฐานยุโรป (EN 13757-4) ที่ออกแบบมาเพื่อการส่งข้อมูลที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพระหว่างมิเตอร์สาธารณูปโภคและตัวรวบรวมข้อมูล จากนั้นมิเตอร์ไฟฟ้าจะรวบรวมข้อมูลนี้และส่งไปยังเครือข่ายสาธารณูปโภคส่วนกลางผ่าน Power Line Communication (PLC) ซึ่งใช้ประโยชน์จากสายไฟฟ้าที่มีอยู่สำหรับการถ่ายโอนข้อมูล
โปรโตคอลการสื่อสาร
โปรโตคอลการสื่อสารของมิเตอร์อัจฉริยะมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการแลกเปลี่ยนข้อมูลที่เชื่อถือได้ มีประสิทธิภาพ และปลอดภัยระหว่างมิเตอร์ บริษัทสาธารณูปโภค และส่วนประกอบอื่นๆ ของโครงสร้างพื้นฐานการวัดขั้นสูง (AMI) โปรโตคอลเหล่านี้ตอบสนองความต้องการที่หลากหลายของตลาดโลก โดยสนับสนุนวิธีการสื่อสารต่างๆ ตั้งแต่พอร์ตออปติคอลและการเชื่อมต่อแบบอนุกรม ไปจนถึงการสื่อสารผ่านสายไฟ (PLC) และเครือข่ายไร้สาย ด้านล่างนี้คือภาพรวมของโปรโตคอลที่สำคัญ รวมถึงมาตรฐาน ANSI ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอเมริกาเหนือ โปรโตคอล IEC ที่แพร่หลายในยุโรป OSGP ที่ได้รับการยอมรับทั่วโลกสำหรับการใช้งานในโครงข่ายไฟฟ้าอัจฉริยะ และ Meters and More ที่เน้น PLC ซึ่งแต่ละโปรโตคอลได้รับการออกแบบมาเพื่อตอบสนองความต้องการเฉพาะด้านในการตรวจสอบและจัดการพลังงาน
“ IEC 62056เป็นโปรโตคอลที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางที่สุด” [ 39 ]สำหรับการสื่อสารมิเตอร์อัจฉริยะ ซึ่งช่วยให้การแลกเปลี่ยนข้อมูลแบบสองทางที่เชื่อถือได้ภายในระบบโครงสร้างพื้นฐานการวัดขั้นสูง (AMI) ประกอบด้วยโปรโตคอล DLMS/COSEM สำหรับการจัดโครงสร้างและจัดการข้อมูลการวัด “มีการใช้งานอย่างแพร่หลายเนื่องจากมีความยืดหยุ่น ปรับขนาดได้ และสามารถรองรับสื่อการสื่อสารที่แตกต่างกัน เช่น การสื่อสารผ่านสายไฟ (PLC) TCP/IP และเครือข่ายไร้สาย” [ 39 ]นอกจากนี้ยังรองรับการส่งข้อมูลผ่านการเชื่อมต่อแบบอนุกรมโดยใช้รูปแบบ ASCII หรือไบนารี พร้อมตัวเลือกสื่อทางกายภาพ เช่น แสงที่ถูกปรับแต่ง (ผ่าน LED และโฟโตไดโอด) หรือการเชื่อมต่อแบบมีสาย (โดยทั่วไปคือ EIA-485) [ 40 ]
- ANSI C12.18
ANSI C12.18 เป็น มาตรฐาน ANSIที่อธิบายโปรโตคอลที่ใช้สำหรับการสื่อสารสองทางกับมิเตอร์ ซึ่งส่วนใหญ่ใช้ในตลาดอเมริกาเหนือ มาตรฐาน C12.18 เขียนขึ้นโดยเฉพาะสำหรับการสื่อสารกับมิเตอร์ผ่านพอร์ตออปติคอล ANSI Type 2 และระบุรายละเอียดโปรโตคอลระดับล่างANSI C12.19ระบุตารางข้อมูลที่ใช้ANSI C12.21เป็นส่วนขยายของ C12.18 ที่เขียนขึ้นสำหรับโมเด็มแทนการสื่อสารแบบออปติคอล ดังนั้นจึงเหมาะสมกว่าสำหรับการอ่านมิเตอร์อัตโนมัติ ANSI C12.22 เป็นโปรโตคอลการสื่อสารสำหรับการสื่อสารระยะไกล[ 41 ]
- โอเอสจีพี
โปรโตคอลOpen Smart Grid (OSGP) เป็นชุดข้อกำหนดที่เผยแพร่โดยสถาบันมาตรฐานโทรคมนาคมแห่งยุโรป (ETSI) ซึ่งใช้ร่วมกับมาตรฐานเครือข่ายควบคุม ISO/IEC 14908 สำหรับการวัดมิเตอร์อัจฉริยะและแอปพลิเคชันสมาร์ทกริด มีมิเตอร์อัจฉริยะที่ใช้ OSGP หลายล้านเครื่องถูกใช้งานทั่วโลก[ 42 ]เมื่อวันที่ 15 กรกฎาคม 2558 พันธมิตร OSGP ได้ประกาศเปิดตัวโปรโตคอลความปลอดภัยใหม่ (OSGP-AES-128-PSK) และความพร้อมใช้งานจากผู้จำหน่าย OSGP [ 43 ]ซึ่งเป็นการยกเลิกโปรโตคอลความปลอดภัย OSGP-RC4-PSK เดิมที่ได้รับการระบุว่ามีช่องโหว่[ 44 ] [ 45 ]
- มิเตอร์และอื่นๆ
“Meters and More ถูกสร้างขึ้นในปี 2010 จากการทำงานร่วมกันระหว่าง Enel และ Endesa เพื่อนำไปใช้ บำรุงรักษา และพัฒนาโปรโตคอลการสื่อสารแบบเปิด Meters and More ที่ได้รับการพิสูจน์แล้วในภาคสนามสำหรับโซลูชันสมาร์ทกริด” [ 46 ]ในปี 2010 สมาคม Meters and More ได้ก่อตั้งขึ้นเพื่อส่งเสริมโปรโตคอลนี้ไปทั่วโลก เพื่อให้มั่นใจถึงความสามารถในการทำงานร่วมกันและประสิทธิภาพในระบบมิเตอร์อัจฉริยะที่ใช้การสื่อสารผ่านสายส่งไฟฟ้า (PLC) Meters and More เป็นโปรโตคอลการสื่อสารแบบเปิดที่ออกแบบมาสำหรับโครงสร้างพื้นฐานการวัดขั้นสูง (AMI) ช่วยให้การแลกเปลี่ยนข้อมูลความเร็วสูงที่เชื่อถือได้ผ่านเครือข่าย PLC โดยมุ่งเน้นที่การตรวจสอบพลังงาน การตอบสนองต่อความต้องการ และการสื่อสารสองทางที่ปลอดภัยระหว่างบริษัทสาธารณูปโภคและผู้บริโภค แตกต่างจาก DLMS/COSEM ซึ่งเป็นโปรโตคอลมาตรฐานระดับโลกและอเนกประสงค์ที่รองรับสาธารณูปโภคหลายประเภท (ไฟฟ้า ก๊าซ และน้ำ) Meters and More ได้รับการปรับแต่งมาโดยเฉพาะสำหรับระบบที่ใช้ PLC โดยเน้นที่ประสิทธิภาพ ความน่าเชื่อถือ และความง่ายในการใช้งานในการวัดไฟฟ้า
มีแนวโน้มเพิ่มขึ้นในการใช้ เทคโนโลยี TCP/IPเป็นแพลตฟอร์มการสื่อสารทั่วไปสำหรับแอปพลิเคชันมิเตอร์อัจฉริยะ เพื่อให้บริษัทสาธารณูปโภคสามารถใช้งานระบบการสื่อสารหลายระบบ ในขณะที่ใช้เทคโนโลยี IP เป็นแพลตฟอร์มการจัดการทั่วไป[ 47 ] [ 48 ]อินเทอร์เฟซการวัดค่าสากลจะช่วยให้สามารถพัฒนาและผลิตมิเตอร์อัจฉริยะและอุปกรณ์โครงข่ายไฟฟ้าอัจฉริยะจำนวนมากได้ก่อนที่จะมีการกำหนดมาตรฐานการสื่อสาร จากนั้นจึงสามารถเพิ่มหรือเปลี่ยนโมดูลการสื่อสารที่เกี่ยวข้องได้อย่างง่ายดายเมื่อมีการกำหนดมาตรฐานแล้ว ซึ่งจะช่วยลดความเสี่ยงในการลงทุนในมาตรฐานที่ไม่ถูกต้อง รวมถึงอนุญาตให้ใช้ผลิตภัณฑ์เดียวได้ทั่วโลก แม้ว่ามาตรฐานการสื่อสารในแต่ละภูมิภาคจะแตกต่างกันก็ตาม[ 49 ]
โครงสร้างพื้นฐานเซิร์ฟเวอร์สำหรับ Smart Meter AMI
ในระบบโครงสร้างพื้นฐานการวัดค่าขั้นสูง (AMI) โครงสร้างพื้นฐานเซิร์ฟเวอร์มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการจัดการ จัดเก็บ และประมวลผลข้อมูลจำนวนมหาศาลที่สร้างขึ้นโดยมิเตอร์อัจฉริยะ โครงสร้างพื้นฐานนี้ช่วยให้การสื่อสารระหว่างมิเตอร์อัจฉริยะ ผู้ให้บริการสาธารณูปโภค และผู้ใช้ปลายทางเป็นไปอย่างราบรื่น สนับสนุนการตรวจสอบแบบเรียลไทม์ การเรียกเก็บเงิน และการจัดการโครงข่ายไฟฟ้า
ส่วนประกอบหลักของโครงสร้างพื้นฐานเซิร์ฟเวอร์ AMI
- ตัวรวมข้อมูล
- หน่วยรวมข้อมูล (DCU) รวบรวมข้อมูลจากมิเตอร์อัจฉริยะหลายตัวภายในพื้นที่เฉพาะ (เช่น ย่านหรืออาคาร) ก่อนที่จะส่งไปยังเซิร์ฟเวอร์กลาง หน่วยรวมข้อมูลช่วยลดภาระการสื่อสารบนเครือข่ายและช่วยเอาชนะความท้าทายในการเชื่อมต่อโดยทำหน้าที่เป็นตัวกลางระหว่างมิเตอร์อัจฉริยะและระบบส่วนหัว (HES) โดยทั่วไปจะรองรับโปรโตคอลการสื่อสารเช่น IEC 62056, DLMS/COSEM [ 50 ]
- ระบบส่วนหัว (HES)
- HES มีหน้าที่รวบรวม ตรวจสอบความถูกต้อง และจัดการข้อมูลที่ได้รับจากตัวรวมข้อมูลและมิเตอร์อัจฉริยะ โดยทำหน้าที่เป็นศูนย์กลางการสื่อสาร อำนวยความสะดวกในการสื่อสารแบบสองทางระหว่างมิเตอร์อัจฉริยะและเซิร์ฟเวอร์กลางของสาธารณูปโภค HES รองรับการกำหนดค่ามิเตอร์ การอัปเดตเฟิร์มแวร์ และการดึงข้อมูลแบบเรียลไทม์ เพื่อให้มั่นใจในความสมบูรณ์และความปลอดภัยของข้อมูล[ 51 ]
- ระบบจัดการข้อมูลมิเตอร์ ( MDMS )
- MDMS เป็นแพลตฟอร์มซอฟต์แวร์เฉพาะที่จัดเก็บและประมวลผลข้อมูลมิเตอร์จำนวนมากที่รวบรวมโดย HES ฟังก์ชันหลักของ MDMS ได้แก่ การตรวจสอบความถูกต้องของข้อมูล การประมาณค่า และการแก้ไข รวมถึงการเตรียมการเรียกเก็บเงิน การวิเคราะห์โหลด และการตรวจจับความผิดปกติ MDMS ผสานรวมกับระบบสาธารณูปโภคอื่นๆ เช่น ระบบการเรียกเก็บเงิน การจัดการความสัมพันธ์กับลูกค้า ( CRM )และระบบตอบสนองความต้องการ เพื่อให้สามารถจัดการพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ[ 52 ]
การวิเคราะห์ข้อมูล
การวิเคราะห์ข้อมูลสำหรับมิเตอร์อัจฉริยะใช้ ประโยชน์จาก แมชชีนเลิร์นนิงเพื่อดึงข้อมูลเชิงลึกจากข้อมูลการใช้พลังงาน แอ ปพลิเคชันหลัก ได้แก่ การพยากรณ์ความต้องการ การกำหนดราคาแบบไดนามิก การแยกส่วนพลังงานและการตรวจจับข้อผิดพลาด ซึ่งช่วยให้ประสิทธิภาพของระบบไฟฟ้าดีขึ้นและการจัดการพลังงาน เป็นแบบเฉพาะบุคคล เทคนิคเหล่านี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ ประหยัดค่าใช้จ่าย และส่งเสริมความยั่งยืนในระบบพลังงานสมัยใหม่
“ การแยกการใช้พลังงานหรือการแบ่งการใช้พลังงานของคุณตามเครื่องใช้ไฟฟ้าหรืออุปกรณ์เฉพาะ” [ 53 ]เป็นเทคนิคเชิงสำรวจสำหรับการวิเคราะห์การใช้พลังงานในครัวเรือน อาคารพาณิชย์ และโรงงานอุตสาหกรรม โดยใช้ข้อมูลจากมิเตอร์วัดพลังงานเพียงตัวเดียว จะใช้อัลกอริธึมและการเรียนรู้ของเครื่องเพื่อประมาณการการใช้งานเครื่องใช้ไฟฟ้าแต่ละชนิดโดยไม่ต้องใช้เครื่องตรวจสอบแยกต่างหาก วิธีการใหม่นี้เรียกว่า การตรวจสอบโหลดแบบไม่รบกวน (Non-Intrusive Load Monitoring: NILM) ซึ่งให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับประสิทธิภาพการใช้พลังงาน ช่วยให้ผู้ใช้ปรับการใช้งานให้เหมาะสมและลดต้นทุน แม้ว่าจะมีแนวโน้มที่ดี แต่การแยกการใช้พลังงานยังคงอยู่ระหว่างการปรับปรุงเพื่อความแม่นยำและความสามารถในการขยายขนาด ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของนวัตกรรมการจัดการพลังงานอัจฉริยะ[ 54 ]
การจัดการข้อมูล
เทคโนโลยีที่สำคัญอีกอย่างหนึ่งสำหรับระบบมิเตอร์อัจฉริยะคือเทคโนโลยีสารสนเทศของบริษัทสาธารณูปโภค ซึ่งทำหน้าที่บูรณาการเครือข่ายมิเตอร์อัจฉริยะเข้ากับแอปพลิเคชันต่างๆ ของบริษัท เช่น ระบบการเรียกเก็บเงินและระบบสารสนเทศชุมชน (CIS) ซึ่งรวมถึงระบบการจัดการข้อมูลมิเตอร์ (Meter Data Management System) ด้วย
นอกจากนี้ สิ่งสำคัญสำหรับการใช้งานสมาร์ทกริดคือ เทคโนโลยี การสื่อสารผ่านสายไฟ (PLC) ที่ใช้ภายในบ้านผ่านเครือข่ายพื้นที่บ้าน (HAN) จะต้องได้รับการกำหนดมาตรฐานและเข้ากันได้ HAN ช่วยให้ระบบ HVAC และเครื่องใช้ในครัวเรือนอื่นๆ สามารถสื่อสารกับมิเตอร์อัจฉริยะ และจากนั้นไปยังบริษัทสาธารณูปโภค ปัจจุบันมีมาตรฐานบรอดแบนด์หรือแนร์โรว์แบนด์หลายมาตรฐานที่ใช้งานอยู่หรือกำลังพัฒนา ซึ่งยังไม่เข้ากันได้ เพื่อแก้ไขปัญหานี้ในสหรัฐอเมริกา สถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติ ( NIST ) ได้จัดตั้งกลุ่ม PAP15 ขึ้น ซึ่งศึกษาและแนะนำกลไกการทำงานร่วมกันโดยมุ่งเน้นที่การประสานมาตรฐาน PLC สำหรับ HAN วัตถุประสงค์ของกลุ่มคือเพื่อให้แน่ใจว่าเทคโนโลยี PLC ทั้งหมดที่เลือกสำหรับ HAN สามารถทำงานร่วมกันได้เป็นอย่างน้อย เทคโนโลยี PLC บรอดแบนด์ชั้นนำสองเทคโนโลยีที่เลือกคือเทคโนโลยีHomePlug AV / IEEE 1901และ ITU-T G.hn [ 55 ]กลุ่มทำงานทางเทคนิคภายในองค์กรเหล่านี้กำลังทำงานเพื่อพัฒนากลไกการทำงานร่วมกันที่เหมาะสม กลุ่มพันธมิตร HomePlug Powerline Allianceได้พัฒนามาตรฐานใหม่สำหรับการสื่อสาร HAN ในระบบโครงข่ายไฟฟ้าอัจฉริยะ เรียกว่า ข้อกำหนด HomePlug Green PHYซึ่งสามารถทำงานร่วมกันและอยู่ร่วมกับ เทคโนโลยี HomePlug AV ที่ใช้งานกันอย่างแพร่หลาย และมาตรฐานสากล IEEE 1901ล่าสุดโดยมีพื้นฐานมาจากเทคโนโลยี Broadband OFDM ITU-T ได้มอบหมายโครงการใหม่ชื่อ G.hnem ในปี 2010 เพื่อแก้ไขปัญหาด้านเครือข่ายภายในบ้านที่เกี่ยวข้องกับการจัดการพลังงาน โดยสร้างขึ้นบนเทคโนโลยี Low Frequency Narrowband OFDM ที่มีอยู่เดิม
การคัดค้านและข้อกังวล
บางกลุ่มแสดงความกังวลเกี่ยวกับต้นทุน สุขภาพ ความเสี่ยงจากอัคคีภัย[ 56 ]ความปลอดภัยและผลกระทบต่อความเป็นส่วนตัว ของมิเตอร์อัจฉริยะ [ 57 ]และ " สวิตช์ปิด " ที่ควบคุมจากระยะไกลซึ่งรวมอยู่ในมิเตอร์ส่วนใหญ่ ความกังวลเหล่านี้ส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับมิเตอร์อัจฉริยะแบบไร้สายเท่านั้น โดยไม่มีการตรวจสอบหรือควบคุมพลังงานในบ้าน หรือคุณสมบัติด้านความปลอดภัย โซลูชันการวัดอย่างเดียว แม้ว่าจะได้รับความนิยมจากบริษัทสาธารณูปโภค เนื่องจากเข้ากับรูปแบบธุรกิจที่มีอยู่และมีต้นทุนเริ่มต้นต่ำ แต่ก็มักจะส่งผลให้เกิด "การต่อต้าน" ดังกล่าว บ่อยครั้งที่ แนวคิด โครงข่ายอัจฉริยะและอาคารอัจฉริยะ ทั้งหมด ถูกลดความน่าเชื่อถือลงบางส่วนเนื่องจากความสับสนเกี่ยวกับความแตกต่างระหว่างการควบคุมบ้านและ เทคโนโลยี เครือข่ายพื้นที่บ้านและ AMI อัยการสูงสุด (ปัจจุบันเป็นอดีตอัยการสูงสุด) ของรัฐคอนเนตทิคัตได้กล่าวว่าเขาไม่เชื่อว่ามิเตอร์อัจฉริยะจะให้ประโยชน์ทางการเงินใดๆ แก่ผู้บริโภค[ 58 ]อย่างไรก็ตาม ต้นทุนในการติดตั้งระบบใหม่นั้นถูกดูดซับโดยลูกค้าเหล่านั้น
ความปลอดภัย
มิเตอร์อัจฉริยะทำให้โครงข่ายไฟฟ้าเสี่ยงต่อการโจมตีทางไซเบอร์ซึ่งอาจนำไปสู่ไฟฟ้าดับได้ทั้งโดยการตัดกระแสไฟฟ้าของผู้คน[ 59 ]และโดยการทำให้โครงข่ายไฟฟ้าโอเวอร์โหลด[ 60 ]อย่างไรก็ตาม ผู้เชี่ยวชาญด้านความปลอดภัยทางไซเบอร์หลายคนระบุว่ามิเตอร์อัจฉริยะของสหราชอาณาจักรและเยอรมนีมีความปลอดภัยทางไซเบอร์ค่อนข้างสูง และการโจมตีใดๆ ในประเทศเหล่านั้นจึงต้องใช้ความพยายามหรือทรัพยากรทางการเงินที่สูงมากเป็นพิเศษ[ 61 ] [ 62 ] [ 63 ]พระราชบัญญัติความปลอดภัยทางไซเบอร์ของสหภาพยุโรปมีผลบังคับใช้ในเดือนมิถุนายน 2019 ซึ่งรวมถึงคำสั่งเกี่ยวกับเครือข่ายความปลอดภัยและระบบสารสนเทศที่กำหนดข้อกำหนดด้านการแจ้งเตือนและความปลอดภัยสำหรับผู้ให้บริการบริการที่จำเป็น [ 64 ]
กระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกาได้เผยแพร่แนวทางด้านความปลอดภัยทางไซเบอร์สำหรับผู้ให้บริการโครงข่ายไฟฟ้าผ่านคณะกรรมการความปลอดภัยทางไซเบอร์ของสมาร์ทกริดในปี 2553 และปรับปรุงแนวทางดังกล่าวในปี 2557 แนวทางดังกล่าว "...นำเสนอกรอบการวิเคราะห์ที่องค์กรต่างๆ สามารถใช้เพื่อพัฒนากลยุทธ์ด้านความปลอดภัยทางไซเบอร์ที่มีประสิทธิภาพ..." [ 65 ]
การนำโปรโตคอลความปลอดภัยที่ปกป้องอุปกรณ์เหล่านี้จากการโจมตีที่เป็นอันตรายมาใช้นั้นเป็นเรื่องยาก เนื่องจากมีทรัพยากรการคำนวณที่จำกัดและอายุการใช้งานที่ยาวนาน[ 66 ]
มาตรฐาน IEC 62056เวอร์ชันปัจจุบันได้เพิ่มความเป็นไปได้ในการเข้ารหัส การตรวจสอบความถูกต้องหรือการลงนามข้อมูลมิเตอร์
วิธีการตรวจสอบข้อมูลมิเตอร์อัจฉริยะที่เสนอวิธีหนึ่งเกี่ยวข้องกับการวิเคราะห์ปริมาณการรับส่งข้อมูลเครือข่ายแบบเรียลไทม์เพื่อตรวจจับความผิดปกติโดยใช้ระบบตรวจจับการบุกรุก (IDS) ด้วยการระบุช่องโหว่ขณะที่ผู้โจมตีกำลังใช้ประโยชน์ IDS จะช่วยลดความเสี่ยงของผู้ให้บริการจากการขโมยพลังงานโดยผู้บริโภคและการโจมตีแบบปฏิเสธการให้บริการโดยแฮกเกอร์[ 67 ]บริษัทสาธารณูปโภคด้านพลังงานต้องเลือกระหว่าง IDS แบบรวมศูนย์ IDS แบบฝังตัว หรือ IDS เฉพาะ ขึ้นอยู่กับความต้องการเฉพาะของบริษัทสาธารณูปโภคนั้นๆ นักวิจัยพบว่าสำหรับโครงสร้างพื้นฐานการวัดมิเตอร์ขั้นสูงทั่วไป สถาปัตยกรรม IDS แบบรวมศูนย์นั้นเหนือกว่าในแง่ของประสิทธิภาพด้านต้นทุนและผลประโยชน์ด้านความปลอดภัย[ 66 ]
ในสหราชอาณาจักร บริษัทสื่อสารข้อมูลซึ่งทำหน้าที่ส่งคำสั่งจากผู้ให้บริการไปยังมิเตอร์อัจฉริยะ จะทำการตรวจสอบความผิดปกติเพิ่มเติมสำหรับคำสั่งที่ออก (และลงนาม) โดยผู้ให้บริการพลังงาน
เนื่องจากอุปกรณ์สมาร์ทมิเตอร์เป็นอุปกรณ์วัดอัจฉริยะที่บันทึกค่าที่วัดได้เป็นระยะและส่งข้อมูลที่เข้ารหัสไปยังผู้ให้บริการ ดังนั้นในประเทศสวิตเซอร์แลนด์ อุปกรณ์เหล่านี้จำเป็นต้องได้รับการประเมินโดยห้องปฏิบัติการประเมิน และต้องได้รับการรับรองจาก METAS ตั้งแต่วันที่ 1 มกราคม 2563 ตาม Prüfmethodologie (ระเบียบวิธีทดสอบสำหรับการดำเนินการประเมินความปลอดภัยของข้อมูลของอุปกรณ์สมาร์ทมิเตอร์ของสวิตเซอร์แลนด์)
จากรายงานที่เผยแพร่โดยBrian Krebsในปี 2009 ผู้จำหน่ายไฟฟ้าในเปอร์โตริโก ได้ขอให้ FBIสืบสวนการขโมยไฟฟ้าขนาดใหญ่ที่เกี่ยวข้องกับมิเตอร์อัจฉริยะ FBI พบว่าอดีตพนักงานของบริษัทไฟฟ้าและบริษัทที่ผลิตมิเตอร์ได้รับเงินจากผู้บริโภคเพื่อตั้งโปรแกรมอุปกรณ์ใหม่ให้แสดงผลลัพธ์ที่ไม่ถูกต้อง รวมถึงสอนให้ผู้คนทำด้วยตนเอง[ 68 ]จนถึงปัจจุบันมีการเผยแพร่เครื่องมือแฮ็กหลายอย่างที่ช่วยให้นักวิจัยด้านความปลอดภัยและผู้ทดสอบการเจาะระบบตรวจสอบความปลอดภัยของมิเตอร์อัจฉริยะของบริษัทไฟฟ้า[ 69 ]
สุขภาพ
ข้อกังวลด้านสุขภาพส่วนใหญ่เกี่ยวกับมิเตอร์เกิดจาก รังสี คลื่นความถี่วิทยุ (RF) แบบพัลส์ที่ปล่อยออกมาจากมิเตอร์อัจฉริยะไร้สาย[ 70 ]
สมาชิกสภาแห่งรัฐแคลิฟอร์เนียได้ขอให้สภาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งแคลิฟอร์เนีย (CCST) ศึกษาประเด็นผลกระทบต่อสุขภาพที่อาจเกิดขึ้นจากมิเตอร์อัจฉริยะ โดยเฉพาะอย่างยิ่งว่ามาตรฐาน FCC ในปัจจุบันสามารถปกป้องสุขภาพของประชาชนได้หรือไม่[ 71 ]รายงานของ CCST ในเดือนเมษายน 2011 พบว่าไม่มีผลกระทบต่อสุขภาพ เนื่องจากขาดหลักฐานทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับผลเสียจากคลื่นความถี่วิทยุ (RF) และการสัมผัสคลื่น RF ของผู้คนในบ้านจากมิเตอร์อัจฉริยะน่าจะน้อยมากเมื่อเทียบกับการสัมผัสคลื่น RF จากโทรศัพท์มือถือและเตาไมโครเวฟ[ 72 ]
Daniel Hirschผู้อำนวยการโครงการนโยบายสิ่งแวดล้อมและนิวเคลียร์ที่เกษียณแล้วของUC Santa Cruzได้วิจารณ์รายงาน CCST โดยให้เหตุผลว่ารายงานดังกล่าวไม่ได้พิจารณาการศึกษาที่ชี้ให้เห็นถึงศักยภาพของผลกระทบต่อสุขภาพที่ไม่ใช่ความร้อน เช่นมะเร็งแฝงจากการสัมผัสคลื่นวิทยุ Hirsch ยังระบุอีกว่ารายงาน CCST ล้มเหลวในการแก้ไขข้อผิดพลาดในการเปรียบเทียบกับโทรศัพท์มือถือและเตาไมโครเวฟ และเมื่อแก้ไขข้อผิดพลาดเหล่านี้แล้ว มิเตอร์อัจฉริยะ "อาจก่อให้เกิดการสัมผัสทั่วร่างกายสะสมที่สูงกว่าโทรศัพท์มือถือหรือเตาไมโครเวฟมาก" [ 73 ]
คณะกรรมการการสื่อสารแห่งสหรัฐอเมริกา (FCC) ได้นำขีดจำกัดการสัมผัสที่อนุญาต (PEL) ที่แนะนำสำหรับเครื่องส่งสัญญาณ RF ทั้งหมด (รวมถึงมิเตอร์อัจฉริยะ) ที่ทำงานที่ความถี่ 300 kHz ถึง 100 GHz มาใช้ ขีดจำกัดเหล่านี้ขึ้นอยู่กับความแรงของสนามและความหนาแน่นของพลังงาน ซึ่งต่ำกว่าระดับรังสี RF ที่เป็นอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์[ 74 ]
การศึกษาวิจัยอื่นๆ สนับสนุนการค้นพบของสภาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งแคลิฟอร์เนีย (CCST) ในปี 2554 สถาบันวิจัยพลังงานไฟฟ้าได้ทำการศึกษาเพื่อวัดการสัมผัสของมนุษย์ต่อมิเตอร์อัจฉริยะเมื่อเทียบกับ FCC PEL รายงานพบว่ามิเตอร์อัจฉริยะส่วนใหญ่ส่งสัญญาณ RF เพียง 1% ของเวลาหรือน้อยกว่านั้น ในอัตรานี้ และที่ระยะห่าง 1 ฟุตจากมิเตอร์ การสัมผัส RF จะอยู่ที่อัตรา 0.14% ของ FCC PEL [ 75 ]
อันตรายทางอ้อมที่อาจเกิดขึ้นต่อสุขภาพจากมิเตอร์อัจฉริยะคือ การที่มิเตอร์เหล่านี้ทำให้บริษัทพลังงานสามารถตัดการจ่ายไฟให้กับผู้บริโภคจากระยะไกลได้ ซึ่งโดยทั่วไปแล้วมักเกิดขึ้นจากปัญหาการชำระเงิน ซึ่งอาจก่อให้เกิดปัญหาสุขภาพแก่ผู้ที่เปราะบางและมีปัญหาทางการเงิน นอกจากการขาดแคลนความร้อน แสงสว่าง และการใช้เครื่องใช้ไฟฟ้าแล้ว ยังมีผู้คนที่ต้องพึ่งพาไฟฟ้าในการใช้อุปกรณ์ทางการแพทย์ที่จำเป็นต่อการดำรงชีวิตอีกด้วย แม้ว่าจะมีมาตรการคุ้มครองทางกฎหมายเพื่อปกป้องผู้ที่เปราะบาง แต่ผู้คนจำนวนมากในสหราชอาณาจักรก็ถูกตัดการจ่ายไฟโดยฝ่าฝืนกฎ[ 76 ]
ความปลอดภัย
มีการรายงานปัญหาเกี่ยวกับมิเตอร์อัจฉริยะที่ก่อให้เกิดไฟไหม้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่เกี่ยวข้องกับผู้ผลิตอย่าง Sensus ในปี 2555 บริษัท PECO Energyได้เปลี่ยนมิเตอร์ Sensus ที่ติดตั้งไว้ใน เขต ฟิลาเดลเฟียสหรัฐอเมริกา หลังจากมีรายงานว่ามิเตอร์จำนวนหนึ่งร้อนเกินไปและทำให้เกิดไฟไหม้ ในเดือนกรกฎาคม 2557 บริษัท SaskPowerซึ่งเป็นบริษัทสาธารณูปโภคของรัฐซัสแคตเชวัน ประเทศแคนาดา ได้ระงับการติดตั้งมิเตอร์ Sensus หลังจากพบเหตุการณ์ที่คล้ายคลึงกันเกิดขึ้นเป็นรายกรณี ไม่นานหลังจากนั้น บริษัทPortland General Electricได้ประกาศว่าจะเปลี่ยนมิเตอร์อัจฉริยะ 70,000 เครื่องที่ติดตั้งไว้ในรัฐโอเรกอนหลังจากได้รับรายงานที่คล้ายคลึงกัน บริษัทระบุว่าตนรับทราบถึงปัญหาดังกล่าวมาตั้งแต่ปี 2013 เป็นอย่างน้อย และปัญหานั้นจำกัดอยู่เฉพาะรุ่นที่ติดตั้งระหว่างปี 2010 ถึง 2012 [ 77 ]เมื่อวันที่ 30 กรกฎาคม 2014 หลังจากเกิดเหตุเพลิงไหม้ที่เกี่ยวข้องกับมิเตอร์ทั้งหมด 8 ครั้ง รัฐบาลซัสแคตเชวัน ได้สั่งให้ SaskPower ยุติโครงการมิเตอร์อัจฉริยะทันที และถอดมิเตอร์อัจฉริยะจำนวน 105,000 เครื่องที่ติดตั้งไว้[ 78 ]
ข้อกังวลด้านความเป็นส่วนตัว
เหตุผลทางเทคนิคประการหนึ่งที่ทำให้เกิดความกังวลเกี่ยวกับความเป็นส่วนตัวคือ มิเตอร์เหล่านี้ส่งข้อมูลโดยละเอียดเกี่ยวกับปริมาณการใช้ไฟฟ้าในแต่ละครั้ง รายงานที่บ่อยขึ้นจะให้ข้อมูลที่ละเอียดมากขึ้น รายงานที่ไม่บ่อยนักอาจมีประโยชน์น้อยสำหรับผู้ให้บริการ เนื่องจากไม่เอื้อต่อการจัดการความต้องการที่ดีเท่าที่ควรในการตอบสนองต่อความต้องการไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงไป ในทางกลับกัน รายงานที่แพร่หลายจะช่วยให้บริษัทสาธารณูปโภคสามารถอนุมานรูปแบบพฤติกรรมของผู้พักอาศัยในบ้านได้ เช่น เมื่อสมาชิกในครัวเรือนอาจนอนหลับหรือไม่อยู่บ้าน[ 79 ]นอกจากนี้ ข้อมูลละเอียดที่รวบรวมโดยมิเตอร์อัจฉริยะทำให้เกิดความกังวลเกี่ยวกับการละเมิดความเป็นส่วนตัวมากขึ้นเนื่องจากการเปิดเผยพฤติกรรมส่วนบุคคล (กิจกรรมส่วนตัว กิจวัตรประจำวัน ฯลฯ) [ 21 ]แนวโน้มในปัจจุบันคือการเพิ่มความถี่ของรายงาน วิธีแก้ปัญหาที่จะเป็นประโยชน์ต่อความเป็นส่วนตัวของทั้งผู้ให้บริการและผู้ใช้คือการปรับช่วงเวลาแบบไดนามิก[ 80 ]วิธีแก้ปัญหาอีกวิธีหนึ่งเกี่ยวข้องกับการจัดเก็บพลังงานที่ติดตั้งในครัวเรือนเพื่อปรับเปลี่ยนรูปแบบการใช้พลังงาน[ 81 ] [ 82 ]ในบริติชโคลัมเบีย บริษัทไฟฟ้าเป็นของรัฐบาล และด้วยเหตุนี้จึงต้องปฏิบัติตามกฎหมายคุ้มครองความเป็นส่วนตัวที่ป้องกันการขายข้อมูลที่รวบรวมโดยมิเตอร์อัจฉริยะ หลายส่วนของโลกได้รับการบริการจากบริษัทเอกชนที่สามารถขายข้อมูลของตนได้[ 83 ]ในออสเตรเลีย ผู้ทวงหนี้สามารถใช้ข้อมูลเพื่อทราบว่าผู้คนอยู่บ้านเมื่อใด[ 84 ] หน่วยงานตำรวจได้รวบรวมข้อมูลการใช้พลังงานจากมิเตอร์อัจฉริยะจากบ้านเรือนหลายพันหลังอย่างลับๆ เพื่อตรวจสอบว่าบ้านหลังใดใช้พลังงานมากกว่า "ปกติ" เพื่อระบุแหล่งปลูกกัญชา ซึ่ง ใช้เป็นหลักฐานในคดีในศาลที่เมืองออสตินรัฐเท็กซัส[ 85 ]
รูปแบบการใช้ข้อมูลพลังงานจากมิเตอร์อัจฉริยะสามารถเปิดเผยได้มากกว่าแค่ปริมาณพลังงานที่ใช้ งานวิจัยแสดงให้เห็นว่ามิเตอร์อัจฉริยะที่สุ่มตัวอย่างระดับพลังงานในช่วงเวลาสองวินาทีสามารถระบุได้อย่างน่าเชื่อถือว่าอุปกรณ์ไฟฟ้าต่างๆ กำลังใช้งานอยู่เมื่อใด[ 86 ] [ 87 ] [ 88 ] [ 89 ] [ 90 ] [ 91 ] [ 92 ] [ 93 ]
Ross Anderson เขียนเกี่ยวกับข้อกังวลเรื่องความเป็นส่วนตัวว่า "มิเตอร์ของฉันไม่จำเป็นต้องบอกบริษัทไฟฟ้า หรือแม้แต่รัฐบาล ว่าฉันใช้ไฟฟ้าไปเท่าไหร่ในช่วงครึ่งชั่วโมงทุกเดือนที่ผ่านมา" มิเตอร์สามารถให้ "ข้อมูลเป้าหมายสำหรับโจร" ประวัติการใช้พลังงานโดยละเอียดสามารถช่วยให้บริษัทพลังงานขายสัญญาที่เอาเปรียบผู้ใช้ได้ และอาจมี "แรงจูงใจให้นักกำหนดนโยบายใช้ข้อมูลมิเตอร์อัจฉริยะเพื่อกำหนดเป้าหมายการตัดไฟที่จำเป็น" [ 94 ]
ตัวเลือกการยกเลิก
การทบทวนโปรแกรมมิเตอร์อัจฉริยะ การระงับ การเลื่อนเวลา และโปรแกรม "เลือกที่จะไม่เข้าร่วม" เป็นการตอบสนองต่อข้อกังวลของลูกค้าและเจ้าหน้าที่ของรัฐ ในการตอบสนองต่อผู้อยู่อาศัยที่ไม่ต้องการมิเตอร์อัจฉริยะ ในเดือนมิถุนายน 2555 บริษัทสาธารณูปโภคแห่งหนึ่งในฮาวายได้เปลี่ยนโปรแกรมมิเตอร์อัจฉริยะเป็น "เลือกที่จะไม่เข้าร่วม" [ 95 ]บริษัทสาธารณูปโภคกล่าวว่าเมื่อโครงการติดตั้งโครงข่ายไฟฟ้าอัจฉริยะใกล้เสร็จสมบูรณ์ KIUC อาจเปลี่ยนนโยบายการเลื่อนเวลาเป็นนโยบายหรือโปรแกรมเลือกที่จะไม่เข้าร่วม และอาจเรียกเก็บค่าธรรมเนียมจากสมาชิกเหล่านั้นเพื่อครอบคลุมค่าใช้จ่ายในการให้บริการมิเตอร์แบบดั้งเดิม ค่าธรรมเนียมใด ๆ จะต้องได้รับการอนุมัติจากคณะกรรมการสาธารณูปโภคแห่งฮาวาย
หลังจากได้รับข้อร้องเรียนจำนวนมากเกี่ยวกับปัญหาสุขภาพ การแฮ็ก และความเป็นส่วนตัวที่เกี่ยวข้องกับอุปกรณ์ดิจิทัลไร้สาย คณะกรรมการสาธารณูปโภคของรัฐเมนสหรัฐอเมริกาได้ลงมติอนุญาตให้ลูกค้าสามารถเลือกที่จะไม่เปลี่ยนมิเตอร์ได้ในราคา 12 ดอลลาร์ต่อเดือน[ 96 ]ในรัฐคอนเนตทิคัต ซึ่งเป็นอีกรัฐหนึ่งของสหรัฐอเมริกาที่พิจารณาเรื่องมิเตอร์อัจฉริยะ หน่วยงานกำกับดูแลได้ปฏิเสธคำขอของบริษัทสาธารณูปโภคที่ใหญ่ที่สุดของรัฐ คือConnecticut Light & Powerที่จะติดตั้งอุปกรณ์ดังกล่าวจำนวน 1.2 ล้านเครื่อง โดยให้เหตุผลว่าการประหยัดค่าไฟฟ้าที่อาจเกิดขึ้นนั้นไม่คุ้มค่ากับต้นทุน CL&P ได้เสนออัตราค่าไฟฟ้าตามเวลาให้กับลูกค้าอยู่แล้ว อัยการสูงสุดของรัฐGeorge Jepsenกล่าวว่าข้อเสนอดังกล่าวจะทำให้ลูกค้าต้องเสียเงินมากกว่า 500 ล้านดอลลาร์ไปกับมิเตอร์และได้รับประโยชน์เพียงเล็กน้อย ซึ่งเป็นข้อกล่าวอ้างที่ Connecticut Light & Power โต้แย้ง[ 97 ]
การใช้ระบบกำหนดราคาแบบไดนามิกในทางที่ผิด
มิเตอร์อัจฉริยะช่วยให้สามารถกำหนดราคาแบบไดนามิกได้ มีการชี้ให้เห็นว่า แม้ว่าวิธีนี้จะช่วยให้สามารถลดราคาในช่วงเวลาที่มีความต้องการต่ำได้ แต่ก็สามารถใช้เพื่อเพิ่มราคาในช่วงเวลาที่มีความต้องการสูงสุดได้เช่นกัน หากผู้บริโภคทุกคนมีมิเตอร์อัจฉริยะ[ 98 ]นอกจากนี้ มิเตอร์อัจฉริยะยังช่วยให้ผู้ให้บริการพลังงานสามารถเปลี่ยนลูกค้าไปใช้ค่าบริการแบบชำระล่วงหน้าที่มีราคาแพงได้ทันทีในกรณีที่มีปัญหาในการชำระเงิน ในสหราชอาณาจักรในช่วงที่มีราคาพลังงานสูงมากตั้งแต่ปี 2021 [ 99 ] บริษัทต่างๆ ได้ทำการเปลี่ยนมิเตอร์อัจฉริยะจากระยะไกลจากค่าบริการแบบเครดิตไปเป็นค่าบริการแบบชำระ ล่วงหน้าที่มีราคาแพง ซึ่งจะตัดการจ่ายไฟหากไม่ได้ซื้อเครดิต แม้ว่ากฎระเบียบจะไม่อนุญาตให้ทำเช่นนี้โดยปราศจากมาตรการป้องกันที่เหมาะสมเพื่อช่วยเหลือผู้ที่มีปัญหาทางการเงินและเพื่อปกป้องผู้ที่เปราะบาง แต่กฎเหล่านี้มักถูกละเลย[ 76 ] (อัตราค่าบริการแบบเติมเงินสามารถเรียกเก็บได้โดยไม่ต้องใช้มิเตอร์อัจฉริยะ แต่ต้องติดตั้งมิเตอร์เติมเงินโดยเฉพาะ) ในปี 2022 มีผู้คน 3.2 ล้านคนไม่มีไฟฟ้าใช้ในช่วงเวลาใดเวลาหนึ่งหลังจากเครดิตเติมเงินหมด[ 100 ]และบริษัทพลังงาน 30 แห่งล้มละลายเนื่องจากการชำระเงินของลูกค้าไม่เพียงพอที่จะครอบคลุมต้นทุนพลังงานที่เพิ่มขึ้น[ 101 ] [ 102 ]
ผลประโยชน์จำกัด
มีคำถามว่าไฟฟ้าควรเป็นบริการ "เมื่อคุณต้องการ" เป็นหลักหรือไม่ เนื่องจากอัตราส่วนระหว่างความไม่สะดวก/ ต้นทุนต่อผลประโยชน์ของการเปลี่ยนเวลาการใช้ไฟฟ้าไม่ดี ในเขตชิคาโก บริษัท Commonwealth Edison ได้ทดสอบติดตั้งมิเตอร์อัจฉริยะในครัวเรือนที่สุ่มเลือก 8,000 หลัง พร้อมกับอัตราค่าไฟฟ้าแบบแปรผันและส่วนลดเพื่อกระตุ้นให้ลดการใช้ไฟฟ้าในช่วงเวลาที่มีการใช้ไฟฟ้าสูงสุด[ 103 ]ใน บทความ ของ Crain's Chicago Businessเรื่อง "การทดสอบโครงข่ายไฟฟ้าอัจฉริยะไม่น่าประทับใจ ในโครงการนำร่อง มีผู้ใช้ไฟฟ้าน้อยที่ลดการใช้ไฟฟ้าเพื่อประหยัดเงิน" มีรายงานว่ามีผู้ใช้ไฟฟ้าน้อยกว่า 9% ที่แสดงให้เห็นถึงการลดการใช้ไฟฟ้าในช่วงเวลาที่มีการใช้ไฟฟ้าสูงสุด และปริมาณการลดลงโดยรวมนั้น "ไม่มีนัยสำคัญทางสถิติ" [ 103 ]ข้อมูลนี้มาจากรายงานของสถาบันวิจัยพลังงานไฟฟ้า ซึ่งเป็นหน่วยงานวิจัยของอุตสาหกรรมสาธารณูปโภคที่ทำการศึกษาและจัดทำรายงาน Susan Satter ผู้ช่วยอัยการสูงสุดอาวุโสของรัฐอิลลินอยส์ด้านสาธารณูปโภคกล่าวว่า "มันทำลายแผนของพวกเขา...รายงานแสดงให้เห็นว่าผลลัพธ์ไม่แตกต่างกันทางสถิติเมื่อเทียบกับการดำเนินธุรกิจตามปกติ" [ 103 ]
ภายในปี 2016 มิเตอร์อัจฉริยะ 7 ล้านเครื่องในเท็กซัสไม่ได้ทำให้ผู้คนจำนวนมากตรวจสอบข้อมูลการใช้พลังงานของตนเอง เนื่องจากกระบวนการนั้นซับซ้อนเกินไป[ 104 ]
รายงานจากกลุ่มรัฐสภาในสหราชอาณาจักรระบุว่า ผู้ที่ติดตั้งมิเตอร์อัจฉริยะคาดว่าจะประหยัดค่าใช้จ่ายด้านพลังงานได้เฉลี่ยปีละ 11 ปอนด์ ซึ่งน้อยกว่าที่คาดหวังไว้ในตอนแรกมาก[ 105 ]การวิเคราะห์ต้นทุนและผลประโยชน์ในปี 2016 ได้รับการปรับปรุงในปี 2019 และประมาณการการประหยัดโดยเฉลี่ยที่ใกล้เคียงกัน[ 106 ]
ในปี 2558 ผู้ตรวจสอบบัญชีทั่วไปของรัฐวิกตอเรียของออสเตรเลียพบว่า 'ผู้บริโภคไฟฟ้าของรัฐวิกตอเรียจะจ่ายเงินประมาณ 2.239 พันล้านดอลลาร์สำหรับบริการมิเตอร์ ซึ่งรวมถึงการติดตั้งและเชื่อมต่อมิเตอร์อัจฉริยะ ในทางตรงกันข้าม แม้ว่าผู้บริโภคจะได้รับประโยชน์เพียงเล็กน้อย แต่การได้รับผลประโยชน์นั้นล่าช้ากว่ากำหนด และผลประโยชน์ส่วนใหญ่ยังไม่เกิดขึ้นจริง' [ 107 ]
ความต้องการที่ไม่แน่นอน
มิเตอร์อัจฉริยะสามารถกำหนดราคาแบบเรียลไทม์ได้ และในทางทฤษฎีแล้วสิ่งนี้อาจช่วยให้การใช้พลังงานราบรื่นขึ้น เนื่องจากผู้บริโภคปรับความต้องการของตนเพื่อตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงราคา อย่างไรก็ตาม การสร้างแบบจำลองโดยนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเบรเมนชี้ให้เห็นว่าในบางสถานการณ์ "ความผันผวนของความต้องการพลังงานไม่ได้ลดลง แต่กลับเพิ่มขึ้นแทน" [ 108 ]
ในสื่อต่างๆ
ในปี 2013 ภาพยนตร์สารคดีอิสระของแคนาดาเรื่อง Take Back Your Powerกำกับโดย Josh del Sol ได้ออกฉาย โดยบรรยายถึง "ไฟฟ้าสกปรก" และปัญหาต่างๆ ที่กล่าวมาข้างต้นเกี่ยวกับมิเตอร์อัจฉริยะ[ 109 ]ภาพยนตร์เรื่องนี้สำรวจบริบทต่างๆ ของปัญหาสุขภาพ กฎหมาย และเศรษฐกิจ โดยมีผู้บรรยายคือ นายกเทศมนตรีเมืองปีเตอร์โบโรห์ รัฐออนแทรีโอ Daryl Bennettรวมถึงนักวิจัยชาวอเมริกัน De-Kun Li นักข่าว Blake Levitt [ 110 ]และดร. Sam Milham ภาพยนตร์เรื่องนี้ได้รับรางวัล Leo Awardสาขาภาพยนตร์สารคดีขนาดยาวที่ดีที่สุด และรางวัล Annual Humanitarian Award จาก Indie Fest ในปีถัดมา
คำวิจารณ์เกี่ยวกับการเปิดตัวในสหราชอาณาจักร
ในการยื่นเอกสารต่อคณะกรรมการบัญชีสาธารณะในปี 2011 Ross Andersonเขียนว่า Ofgem กำลัง "ทำผิดพลาดแบบคลาสสิกทั้งหมดซึ่งเป็นที่รู้กันมานานหลายปีแล้วว่านำไปสู่ความล้มเหลวของโครงการไอทีในภาครัฐ" และ "ส่วนที่สำคัญที่สุดของโครงการ—วิธีที่มิเตอร์อัจฉริยะจะสื่อสารกับเครื่องใช้ไฟฟ้าในครัวเรือนเพื่ออำนวยความสะดวกในการตอบสนองต่อความต้องการ—ถูกละเลยโดยสิ้นเชิง" [ 111 ]
Citizens Adviceกล่าวในเดือนสิงหาคม 2018 ว่า 80% ของผู้คนที่ใช้สมาร์ทมิเตอร์พึงพอใจกับสมาร์ทมิเตอร์ของตน อย่างไรก็ตาม ในปี 2017 ทาง Citizens Advice ได้รับโทรศัพท์ถึง 3,000 สายเกี่ยวกับปัญหาต่างๆ ซึ่งเกี่ยวข้องกับสมาร์ทมิเตอร์รุ่นแรกที่สูญเสียการทำงาน การขายแบบรุก และการที่ยังต้องส่งข้อมูลการอ่านค่าสมาร์ทมิเตอร์อยู่[ 112 ]
Ross Anderson จากมูลนิธิวิจัยนโยบายสารสนเทศได้วิพากษ์วิจารณ์โครงการของสหราชอาณาจักรโดยให้เหตุผลว่าไม่น่าจะช่วยลดการใช้พลังงานได้ เร่งรีบและมีราคาแพง และไม่ส่งเสริมการแข่งขันด้านการวัดพลังงาน Anderson เขียนว่า "โครงสร้างที่เสนอมานี้ทำให้ผู้ประกอบการในอุตสาหกรรมพลังงานยังคงมีอำนาจเหนือการวัดพลังงานต่อไป โดยผลประโยชน์ทางการเงินของพวกเขาอยู่ที่การขายพลังงานให้มากขึ้นมากกว่าที่จะขายให้น้อยลง" และเรียกร้องให้รัฐมนตรี "ยกเลิกโครงการนี้และส่งเสริมการแข่งขันในการวัดพลังงานในครัวเรือนแทน เช่นเดียวกับที่เยอรมนีทำ และเช่นเดียวกับที่สหราชอาณาจักรได้ทำไปแล้วในการวัดพลังงานในภาคอุตสาหกรรม ผู้บริโภคทุกคนควรมีสิทธิ์แต่งตั้งผู้ให้บริการมิเตอร์ตามที่ตนเลือก" [ 113 ]
จำนวนมิเตอร์ SMETS1 ที่ติดตั้งจำนวนมากถูกวิพากษ์วิจารณ์โดยปีเตอร์ เอิร์ล หัวหน้าฝ่ายพลังงานของเว็บไซต์เปรียบเทียบราคา comparethemarket.com เขากล่าวว่า "รัฐบาลคาดหวังว่าจะมีมิเตอร์อัจฉริยะรุ่นแรกเพียงจำนวนเล็กน้อยก่อนที่ Smets II จะเข้ามา แต่ความเป็นจริงคือขณะนี้มีมิเตอร์ Smets I อย่างน้อย 5 ล้านเครื่อง และอาจมากถึง 10 ล้านเครื่อง" [ 114 ]
มิเตอร์อัจฉริยะของสหราชอาณาจักรในภาคใต้ของอังกฤษและมิดแลนด์ใช้เครือข่ายโทรศัพท์มือถือในการสื่อสาร ดังนั้นจึงทำงานไม่ถูกต้องเมื่อสัญญาณโทรศัพท์อ่อน มีการเสนอแนวทางแก้ไขแล้ว แต่ยังไม่ได้นำมาใช้งาน ณ เดือนมีนาคม 2560 [ 114 ]
ในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2561 สำนักงานตรวจสอบบัญชีแห่งชาติ (NAO) ซึ่งดูแลการใช้จ่ายของภาครัฐ ได้เปิดการสอบสวนโครงการมิเตอร์อัจฉริยะ ซึ่งมีค่าใช้จ่ายไปแล้ว 11 พันล้านปอนด์ โดยผู้ใช้ไฟฟ้าเป็นผู้จ่ายผ่านค่าไฟฟ้าที่สูงขึ้น[ 115 ] [ 116 ]สำนักงานตรวจสอบบัญชีแห่งชาติได้เผยแพร่ผลการสอบสวนในรายงานชื่อ "การติดตั้งมิเตอร์อัจฉริยะ" ซึ่งเผยแพร่ในเดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2561 [ 117 ]รายงานดังกล่าวระบุว่า จำนวนมิเตอร์อัจฉริยะที่ติดตั้งในสหราชอาณาจักรจะต่ำกว่าเป้าหมายเดิมของกระทรวงธุรกิจ พลังงาน และยุทธศาสตร์อุตสาหกรรม (BEIS) ที่ต้องการให้ผู้บริโภคในสหราชอาณาจักรทุกคนติดตั้งมิเตอร์อัจฉริยะภายในปี พ.ศ. 2563 อย่างมาก ในเดือนกันยายน พ.ศ. 2562 การติดตั้งมิเตอร์อัจฉริยะในสหราชอาณาจักรจึงถูกเลื่อนออกไปอีก 4 ปี[ 118 ]
Ross Anderson และ Alex Henney เขียนว่า " Ed Milibandปลอมแปลงบัญชี" เพื่อให้มิเตอร์อัจฉริยะดูคุ้มค่าทางเศรษฐกิจ พวกเขากล่าวว่าการวิเคราะห์ต้นทุนและผลประโยชน์สามครั้งแรกของมิเตอร์อัจฉริยะสำหรับที่อยู่อาศัยพบว่าต้นทุนจะสูงกว่าเงินที่ประหยัดได้ แต่ "รัฐมนตรียังคงพยายามต่อไปจนกว่าจะได้ผลลัพธ์ที่เป็นบวก... เพื่อให้บรรลุ 'ผลกำไร' รัฐบาลก่อนหน้านี้ได้ขยายสมมติฐานอย่างหน้าด้านๆ" [ 119 ]
เจ้าหน้าที่ต่อต้านการฉ้อโกงของOfgemซึ่งดูแลการดำเนินงานของโครงการมิเตอร์อัจฉริยะ ได้แสดงความกังวลต่อผู้จัดการของเขาเกี่ยวกับการใช้เงินผิดวัตถุประสงค์หลายล้านปอนด์ และถูกขู่ว่าจะถูกจำคุกในปี 2018 ภายใต้มาตรา 105 ของพระราชบัญญัติสาธารณูปโภคปี 2000ซึ่งห้ามการเปิดเผยข้อมูลบางอย่างที่เกี่ยวข้องกับภาคพลังงาน โดยมีเจตนาเพื่อปกป้องความมั่นคงของชาติ[ 120 ] [ 121 ]ศาลอุทธรณ์ด้านการจ้างงานพบว่ากฎหมายดังกล่าวขัดต่ออนุสัญญาสิทธิมนุษยชนแห่งยุโรป[ 122 ]
ซัพพลายเออร์หลัก
ซัพพลายเออร์มิเตอร์ไฟฟ้าอัจฉริยะ 10 อันดับแรกขึ้นอยู่กับวิธีการจัดอันดับ[ 123 ]
ในบรรดาพวกเขา
- แลนดิส+ไจร์
- อิตรอน
- ไซเลม (เดิมชื่อ เซนซัส)
- เซเจมคอม
- ฮันนี่เวลล์ / เอลสเตอร์
- อิสครา
- คัมสตรัป เอ/เอส
- บริษัท วาซิออน โฮลดิ้งส์ จำกัด
- บริษัท โฮลลีย์ เทคโนโลยี จำกัด
แกลเลอรี่
มิเตอร์ไฟฟ้าอัจฉริยะ Itron OpenWay พร้อมระบบสื่อสารสองทางสำหรับการอ่านค่าจากระยะไกล ถูกใช้งานโดยDTE Energy
ดูเพิ่มเติม
- แดช7
- การผลิตไฟฟ้าแบบกระจายศูนย์
- DLMS
- อิเล็กตราเน็ต
- เครื่องตรวจสอบพลังงานในบ้าน
- โหลดที่ไม่ได้ใช้งานในบ้าน
- เครือข่ายภายในบ้าน
- มิเตอร์-บัส
- การจัดการข้อมูลมิเตอร์
- การวัดปริมาณสุทธิ
- การตรวจสอบภาระโดยไม่รบกวน
- ระบบมิเตอร์แบบเปิด
- โปรโตคอลสมาร์ทกริดแบบเปิด
- การสื่อสารผ่านสายไฟฟ้า
- สมาร์ทกริด
- การวัดปริมาณการใช้ไฟฟ้าย่อย
- โรงไฟฟ้าเสมือนจริง
หมายเหตุ
- ↑ไม่ควรสับสนกับระบบ PLC สำหรับใช้ในบ้าน ซึ่งใช้สำหรับการสื่อสารและการเชื่อมต่อเครือข่ายภายในอาคาร
ลิงก์ภายนอก
- TIA Smart Utility Networks – กระบวนการกำหนดมาตรฐานของสหรัฐอเมริกาเก็บถาวรเมื่อวันที่ 10 กุมภาพันธ์ 2014 ที่Wayback Machine
- กลุ่มความร่วมมือด้านการตอบสนองต่อความต้องการใช้พลังงานและการวัดมิเตอร์ขั้นสูง คำจำกัดความ