Smart Meter
Bausteine für intelligente Netze
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Smart Meter für Smart Grids
Mit Smart Grids lässt sich nun die Energie, die erforderlich ist, um 85 W ins Haus zu liefern, von 220 W auf weniger als 100 W senken. Aber das ist erst der Anfang. In einem nächsten Schritt geht es darum, die Energie effizienter zu nutzen, so dass die erforderliche Last von 85 W auf 50 W reduziert werden kann. Die Smart Meter fungieren dabei als Schnittstelle bzw. Grenzlinie zwischen den Energieversorgern und den Endkunden. Mit Smart Metern können Versorger Informationen zum Stromverbrauch nahezu in Echtzeit erfassen und mit den Geräten in den Haushalten bzw. Büros kommunizieren. Die gesammelten Daten führen dann zu Aktionen, die den Energiebedarf reduzieren, die Stromkosten senken sowie die Zuverlässigkeit der Energieversorgung sichern, ohne dass zusätzliche Generatoren zu Spitzenzeiten erforderlich sind.
In der dynamischen Veränderung der Marktlandschaft, in der von Pilotprojekten hin zum Massenmarkt unterschiedlichste Ansätze vertreten sind, sind kosteneffiziente und gut funktionierende Systeme gefordert. Die wichtigsten Bedenken der Endkunden - mit anderen Worten: die Sicherheit - muss in das jeweilige Design eingebettet sein und kann nicht nur als zusätzliches Feature angeboten werden. Das Smart-Meter-Portfolio von Infineon adressiert alle wichtigen Kriterien von Anfang an: vielfältige Funktionen, Kosteneffizienz und integrierte Sicherheit.
Präzise Strom- und Spannungs-Messung
Infineon bietet für den Aufbau von Smart Metern das IC UMF 11x0. Dieses basiert auf einer Cortex-M0-CPU mit 64 MHz Taktfrequenz. Embedded-Flash-Speicherblöcke - qualifiziert für eine hohe Anzahl von Schreibzyklen und langen Daten-erhalt über den erweiterten Temperaturbereich - helfen dabei, die Systemkosten zu senken. Darüber hinaus unterstützt eine sehr präzise analoge Vorstufe (AFE - Analog Front-End) alle gängigen Verfahren zur Erfassung von Strom- und Spannungswerten.
Jobangebote+ passend zum Thema
Die per Software konfigurierbare Power-Management-Einheit adressiert die unterschiedlichsten regionalen Anforderungen und vielfältigste Peripherie mit einem Höchstmaß an Flexibilität. Eine extrem genaue, temperatur-kompensierte und stromsparende Echtzeit-Uhr sowie ein integrierter Low-Power-LCD-Treiber ergänzen den Funtionsumfang des Chips.
Der UMF11x0 (Bild 1) bietet einen speziellen CPU-Betriebs- modus (Privileged Mode), über den die Mess- und Verschlüsselungsfunktionen in einer geschützten Umgebung laufen, getrennt von allen anderen Tasks der Applikationen. Damit ist ein sicherer und zuverlässiger Ablauf der zertifizierten Mess-Software gewährleistet und die Systemhersteller müssen nicht für jedes Update der Applikations-Software eine Genehmigung von der jeweiligen Regulierungsbehörde einholen. Damit werden nicht nur gesetzliche Regelungen eingehalten, sondern auch der Aufwand für Hersteller und Behörden reduziert.
Flussmessung für intelligente Gas- und Wasserversorgung
So wie die Stromnetze sind auch die Wasserversorgungsnetze oftmals erheblich veraltet oder Flickwerk. So stellen beispielsweise Wasserdiebstahl oder Lecks ein großes Problem dar. Die für eine Überwachung erforderlichen Flussmesser, die teilweise mit Batterien betrieben werden müssen, erfordern lange Betriebszeiten; typisch sind hier 20 Jahre.
Infineon bietet hier das Flussmesser-IC UMF51x0, mit dem sich die Durchflussmengen von Gas, Wasser und Wärme bestimmen lassen (Bild 2). Entsprechend den Marktanforderungen ist der UMF51x0 mit einem speziellen Low-Power Interface für die Durchflussmessung ausgestattet; dabei wird die Messung unabhängig von der CPU durchgeführt, was zu einer sehr geringen Stromaufnahme führt. Außerdem integriert der Chip einen Ventilmotor-Treiber; zusätzlich wird das Batterie-Monitoring unterstützt.
Die ICs von Infineon für Elektrizitäts- oder Fluss-Messungen nutzen dieselbe Plattform. Damit können Kunden ihren Entwicklungs- und Wartungsaufwand minimieren sowie die Investitions- und Logistik-Kosten senken. Zudem wurden für die ICs IP-Funktionsblöcke verwendet, die für die Automobilindustrie qualifiziert wurden; sie werden in der entsprechend qualifizierten Ausführung gefertigt. Das sichert eine hohe Zuverlässigkeit sowie eine sichere, langfristige Lieferung.
Umfassendes Produktportfolio
Als Anbieter von kompletten, umfassenden Lösungen stellt Infineon ein breites Produkt-Portfolio als Unterstützung für Smart-Meter-Applikationen zur Verfügung. Dazu zählen die CoolSET- und CoolMOS-Leistungs-MOSFETs sowie eine patentierte Schaltnetzteil-Topologie (SMPS).
Indem auf Hochvolt-Bausteine verzichtet werden kann, lassen sich bei der Konzeption von Smart Metern der Wirkungsgrad verbessern und die Systemkosten senken. Zum weiteren Produkt-angebot für Smart-Meter-Systeme gehören Transceiver für die Funkkommunikation, Sicherheits-, Sensor- und Schutz-Chips sowie diskrete Leistungsbauelemente.
Als Marktführer für Sicherheits-ICs adressiert Infineon auch das Sicherheitsbedürfnis bei Smart Metern und hat mittlerweile die ganze Bandbreite an Sicherheitslösungen entwickelt.
Die Autoren:
| Sergio Rossi |
|---|
| erlangte sowohl seinen Master Degree in Electrical Engineering von der Universität Genua, Italien, als auch einen PhD in Microelectronics. Seit 2010 arbeitet er für die Infineon Technologies AG in München, wo er das Smart-Meter-Segment aufgebaut hat und als Head of Smart Grid and Peripherals für das globale Applikationssegment Smart Grid und Peripherals verantwortlich ist. |
Sergio.Rossi@infineon.com
| Mohit Berry |
|---|
| schloss sein Studium an der Universität Ulm mit einem Master of Science in Kommunikationstechnologie ab. Er arbeitet seit 2005 bei Infineon und ist für das Marketing und Business Development von Smart-Meter-/Smart-Grid-Produkten verantwortlich. |
Berry@infineon.com
- Bausteine für intelligente Netze
- Smart Meter für Smart Grids
Lesen Sie mehr zum Thema
