Geld verdienen met een slimme energiemeter

Geplaatst op 12 augustus 2021 om 07:00 uur
Geld verdienen met een slimme energiemeter
Eerder werd er al gepubliceerd over foutieve uitlezingen van statische energiemeters door elektromagnetische interferentie, gecreƫerd door moderne energiezuinige belastingen met een niet-lineair gedrag. Dit kan resulteren in een foutief gemeten energieverbruik en dus een te hoge of te lage energierekening voor consumenten. Na deze eerdere publicaties blijken consumenten extra alert op hun energieverbruik. Een van die consumenten rapporteerde ons over een gemeten teruglevering door zijn energiemeter, terwijl hij geen zonnepanelen heeft. Dat kan toch niet?

Door: Tom Hartman, Bas ten Have en Niek Moonen, Universiteit Twente

 

Een Nederlandse consument merkte op dat zijn energie verbruik opeens lager was dan gebruikelijk na het aanschaffen van een op afstand bestuurbare schakelaar. Er was op een dag zelfs sprake van meer dan een halvering van zijn gemiddelde dagelijkse verbruik; van 11 kWh naar 4 kWh. Na een analyse via www.Slimmemeterportal.nl (een online applicatie die onafhankelijk het energieverbruik in beeld brengt, op basis van netbeheerder-data) werd er zelfs een teruglevering van energie waargenomen.

 


 

De bovenin het artikel genoemde eerdere publicatie bevindt zich hier:
In het duister op zoek naar meetfouten



 

In Figuur 1 staan twee dagen weergegeven zoals deze op het portaal te vinden zijn. Het bovenste plaatje is van 3 November 2020, wat nog voor de aanschaf was, en het onderste plaatje is van precies een week later (10 november 2020). Hier is een teruglevering van energie zichtbaar rond 15:00 uur en tussen 18:00 en 22:00 uur, terwijl dit in de originele situatie niet zichtbaar was. Op het scherm van de energiemeter werd een teruglevering waargenomen tot zelfs 430 W, terwijl er bij de consument geen apparatuur aanwezig is (zoals zonnepanelen) die tot teruglevering kunnen leiden.

 

Dat het te maken had met de aanschaf en het gebruik van een aan/uit schakelaar met afstandsbediening kwam naar boven na een grondige evaluatie van de gebruikte apparatuur. De schakelaar werd gebruikt om sluimerverbruik als gevolg van zijn televisieset te reduceren, zonder dat stekkers uit de wandcontactdoos gehaald hoefden te worden. Ook volgens de verkoper was de schakelaar hier geschikt voor. Na onderzoek bleek de schakelaar tevens een dimfunctie te hebben die automatisch gebruikt wordt, terwijl de schakelaar gekocht was puur bedoeld voor het aan en uit zetten. Een dimmer hoort immers niet achter een televisieset. De slimme meter die is geïnstalleerd in het huishouden is gefabriceerd in 2017 en voldoet dus aan de vernieuwde IEC 61000-4-19 test standaard uit 2014 [1].

Geld verdienen met een slimme energiemeter

Geld verdienen met een slimme energiemeterFiguur 1: Energie verbruikspatroon van de consument. Het originele verbruikspatroon (boven) en de waargenomen teruglevering (onder).

 

Na de observatie van deze problemen in het huishouden van de consument, is in het lab dezelfde opstelling opgebouwd met de schakelaar en apparatuur van de consument. Deze opstelling werd aangesloten op een serie van 24 energiemeters waarbij 4 meters significante fouten gaven (SM1 - SM4), die nog hangen in vele huishoudens. Een van die vier meters is hetzelfde model van een later bouwjaar (2019) als de energiemeter die was geïnstalleerd bij de consument (SM3).


De meetopstelling wordt gevoed met een ideale 'schone' spanning van 50 Hz, gecreëerd door een vier-kwadrant versterker. Bij het meten van de stroomvormen bleek dat de schakelaar naast zijn schakelende functie ook automatisch fungeert als een dimmer. Als gevolg daarvan werd alle stroom van de aangesloten apparatuur geconcentreerd in een erg klein tijdsinterval, zoals te zien is in Figuur 2. In deze figuur zijn drie verschillende standen van de schakelaar te zien (golfvorm 1-3).

 

Geld verdienen met een slimme energiemeterFiguur 2: Golfvormen door de schakelaar met aangesloten apparatuur, van boven naar beneden: golfvorm 1, 2, en 3, respectievelijk.


Door eenmaal te drukken op de schakelaar, zoals gedaan door de consument, stond deze ingeschakeld zoals in het bovenste plaatje in Figuur 2 (golfvorm 1).

 

Het verschil tussen de drie standen is enkel de fase van de stroom ten opzichte van de spanning. De vorm van getrokken pulsvormige stroom is bijna identiek in alle drie de gevallen. De fasehoek is 45, 90 en 135 graden voor golfvorm 1, 2 en 3, respectievelijk.

 

De uitlezingen van de energiemeters en een referentie meter (Yokogawa WT500), wanneer deze worden belast met de stroomvormen zijn weergeven in Tabel 1.

 

Er is te zien dat door golfvorm 1 teruglevering wordt geregistreerd door alle vier de energiemeters, door golfvorm 2 de foutieve meting dichtbij het daadwerkelijke verbruik zit en door golfvorm 3 veel meer levering wordt geregistreerd door de energiemeters. Aangezien de stroompulsen bijna identiek zijn, kan er worden geconcludeerd dat de fasehoek bepaalt hoe extreem de gemeten fout door de energiemeter is. Waarbij deze soort stroompuls met een fasehoek kleiner dan 90 graden zorgt voor teruglevering en een fase hoek boven de 90 graden zorgt voor een te hoog gemeten verbruik van energie. Dit laat zien dat de schakelaar met aangesloten apparatuur zorgt voor elektromagnetische interferentie problemen bij energiemeters en kan zorgen voor een foutief gemeten teruglevering van energie terwijl er alleen energie verbruikt wordt.

 

Geld verdienen met een slimme energiemeterTabel 1: Energie lezingen van de geteste energiemeters (SM 1-4).

 

De studie laat zien dat eenvoudige apparaten statische energiemeters kunnen storen. De gebruikte apparaten zijn te koop in elke doe-het-zelf of elektronica winkel. De statische energiemeters geven zelfs energieteruglevering aan terwijl er geen energie wordt teruggeleverd aan het net. Deze situatie werd waargenomen in een gemiddeld huishouden in Nederland en resulteerde in een foutief gemeten teruglevering van de geïnstalleerde energiemeter. Met deze casus en het daarop uitgevoerde onderzoek, wordt, volgend op eerdere publicaties, de relevantie duidelijk van problemen die worden veroorzaakt door elektromagnetische interferentie tussen verschillende elektrische apparatuur in het hedendaagse (moderne) elektriciteitsnet.


De studie beschreven in dit artikel is gepresenteerd tijdens het 2021 Joint IEEE International Symposium on Electromagnetic Compatibility, Signal & Power Integrity, and EMC Europe. Verdere resultaten en een gedetailleerde beschrijving van deze studie is te vinden op de website van de universiteit van Twente.


[1] Electromagnetic Compatibility (EMC) - Part 4-19: Testing and measurement techniques - Test for immunity to conducted, differential mode disturbances and signalling in the frequency range from 2 kHz to 150 kHz, at a.c. power port, IEC 61000-4-19 Std., 2014.


[2] T. Hartman, B. ten Have, N. Moonen, and F. Leferink, "How to Earn Money with an EMI Problem: Static Energy Meters Running Backwards," in 2021 Joint IEEE International Symposium on Electromagnetic Compatibility, Signal & Power Integrity, and EMC Europe, Glasgow, United Kingdom, 2021, pp. 1--6.

 
© Engineersonline.nl