1. مقدمة

يعتمد الانتقال العالمي إلى شبكات المرافق المتقدمة اعتمادًا كبيرًا تقنية القياس الذكية . هذه الأجهزة ضرورية لتمكين نظام الطاقة الأكثر كفاءة واستجابة ومستدامة. بالنسبة للمصنعين ومقدمي الخدمات ، فإن فهم الأداء والموثوقية على المدى الطويل لهذه الأجهزة-وخاصة مصدر الطاقة-أمر بالغ الأهمية.

ما هو العداد الذكي؟

العداد الذكي هو جهاز إلكتروني متقدم يسجل استهلاك طاقة المستهلك (الكهرباء أو الغاز أو الماء) ويقوم تلقائيًا بإعادة هذه البيانات إلى شركة المرافق لأغراض المراقبة والفوترة.

على عكس العدادات التناظرية التقليدية ، التي تتطلب قراءة يدويًا في الموقع ، تستخدم العدادات الذكية تقنيات الاتصال الرقمية الآمنة (مثل التردد الخلوي أو الراديو أو خط الطاقة - PLC) لتوفيرها بالقرب من البيانات في الوقت الحقيقي .

تشمل الوظائف الأساسية للمقياس الذكي:

• قياس دقيق: تسجيل بيانات الاستهلاك على فترات محددة (على سبيل المثال ، كل 15 أو 30 دقيقة).
• اتصال ثنائي الاتجاه: إرسال البيانات إلى الأداة المساعدة وتلقي المعلومات (على سبيل المثال ، تحديثات البرامج ، أوامر الاتصال/الاتصال عن بُعد).
• تسجيل البيانات: تخزين تاريخ الاستخدام داخليا.
• اكتشاف العبث: تنبيه الأداة المساعدة لأي محاولة للتدخل مع العداد.

لماذا تحتاج العدادات الذكية إلى البطاريات؟

تختلف ضرورة البطاريات الموجودة في العداد الذكي بشكل كبير بناءً على الأداة الوظائف دون انقطاع وسلامة البيانات .

1. التشغيل المستقل (عدادات الغاز وماء)

يتم تثبيت عدادات الغاز والماء عمومًا في مواقع ، وغالبًا ما تكون في الهواء الطلق أو تحت الأرض ، حيث يكون اتصال الكهرباء المستمر غير عملي أو مكلف للغاية. لهذه العدادات ، البطارية هي مصدر الطاقة الأساسي ، وهذا يعني أن طول عمرها تملي الحياة التشغيلية بأكملها للجهاز.

2. النسخ الاحتياطي وسلامة البيانات (عدادات كهربائية)

في حين أن العدادات الكهربائية ترسم قوتها الرئيسية من الشبكة الكهربائية ، إلا أنها لا تزال تتطلب محلول طاقة احتياطية. تضمن البطارية أنه في حالة انقطاع التيار الكهربائي:

• يتم الحفاظ على بيانات الفواتير: يتم الحفاظ على سجلات الاستهلاك الحرجة.
• تستمر الساعة في الوقت الفعلي (RTC): يحافظ العداد على وقت دقيق ، وهو أمر ضروري لتبديل التعريفة وتسجيل فاصل البيانات.
• إشارة "آخر اللحظات": يمكن للمتر إرسال تنبيه نهائي إلى شركة المرافق التي تشير إلى فقدان الطاقة وموقعها.

3. إدارة تيار النبض العالي

يتطلب نقل البيانات ، وخاصة استخدام التقنيات مثل الاتصالات الخلوية (على سبيل المثال ، IoT الضيقة) أو التواصل الراديوي (RF) ، رشقات قصيرة من تيار مرتفع جدا . حتى إذا كان المتر يعمل في المقام الأول ، يتم استخدام البطارية أو مزيج من البطارية ومكثف (مكثف الطبقة الهجينة/المكثف الفائق) غالبًا لتوفير هذه النبض العالي من الطاقة ، ومنع الإجهاد المفرط على المكونات الداخلية وضمان نقل موثوق.

2. عمر البطارية النموذجي في العدادات الذكية

لكي يكون العداد الذكي أحد الأصول الفعالة من حيث التكلفة وموثوقة لمقدمي الخدمات ، يجب أن يتطابق مصدر الطاقة الخاص به مع العمر التشغيلي المخصص للجهاز. وبالتالي ، فإن بطاريات العدادات الذكية ليست خلايا مستهلكية قياسية ؛ هم مكونات متخصصة للغاية مصممة من أجلها طول العمر الشديد والموثوقية .

متوسط ​​عمر البطارية المتوقع (على سبيل المثال ، 10-20 سنة)

العمر المتوقع لبطارية العداد الذكية طموح ، يتراوح عادة من 10 إلى 20 سنة . غالبًا ما يتم اختيار هذه الفترة لتتزامن مع عمر الخدمة النموذجية أو فاصل المعايرة القانونية للمقياس نفسه ، مما يسمح للمكانة باستبدال الوحدة بأكملها في زيارة واحدة مخططة.

• عدادات الغاز والماء: نظرًا لأن البطارية هي مصدر الطاقة الأساسي لهذه الأجهزة ، فهي مصممة بشكل عام ل الحد الأدنى للحياة التشغيلية من 10 إلى 15 سنة . يتطلب الوصول إلى علامة 20 عامًا إدارة البطارية المتقدمة ، وكيمياء الخلايا المتخصصة ، وبروتوكولات الاتصالات المحسنة للغاية.
• عدادات الكهرباء (النسخ الاحتياطي): بالنسبة لأعداد الكهرباء التي تعمل بالطاقة الرئيسية ، تعمل البطارية الداخلية كملف نسخة احتياطية للساعة في الوقت الفعلي (RTC) والذاكرة غير المتقلبة. نظرًا لأن الحمل هو الحد الأدنى والمتقطع فقط ، فغالبًا ما يكون لهذه البطاريات عمر يتجاوز 20 عامًا ، على الرغم من أن العداد بأكمله يتم استبداله في كثير من الأحيان قبل ذلك.

العوامل التي تؤثر على عمر البطارية

لا يضمن تحقيق العمر المستهدف من 10 إلى 20 عامًا ويعتمد على تفاعل معقد لخيارات التصميم وظروف التشغيل في العالم الحقيقي. نحن نركز على ثلاثة متغيرات حرجة: كيمياء البطارية والبيئة وملف تعريف الاستخدام.

نوع البطارية (الليثيوم ، وما إلى ذلك)

الغالبية العظمى من استخدام العدادات الذكية الطويلة العمر البطاريات الأولية القائمة على الليثيوم (غير قابلة للتشغيل) بسبب كثافة الطاقة العالية بشكل استثنائي وانخفاض معدل التفريغ الذاتي. الكيمياء المحددة هي عامل تأسيسي في تحديد طول طول المتر وأدائه:

الظروف البيئية (درجة الحرارة ، الرطوبة)

البطاريات حساسة للغاية لبيئتها المحيطة. في حين أن مكونات العدادات الذكية مغلقة بقوة ، فإن الظروف القاسية تسرع التدهور وتقليل الأداء.

• درجة حرارة: ارتفاع درجات الحرارة المحيطة بشكل كبير تقليل عمر البطارية عن طريق زيادة معدل تفريغ الذات الداخلي وشيخوخة المكون المتسارع. على العكس من ذلك ، يمكن أن تكون درجات الحرارة الباردة للغاية مؤقتًا تقليل سعة البطارية المتاحة والجهد خلال فترات الإرسال عالية الجودة. سوف يتفوق العدادات في المواقع الداخلية المعتدلة بشكل عام على تلك المثبتة في الطوابق السفلية أو العناوين أو قبو في الهواء الطلق حيث تتقلب درجات الحرارة بعنف.
• الرطوبة/الختم: على الرغم من أنه أقل شيوعًا مع التصميمات الحديثة ، إلا أن أي حل وسط في ختم العداد يمكن أن يسمح بدخول الرطوبة ، مما يؤدي إلى تآكل داخلي يقصر عمر البطارية ويقدم مسارات التسرب.

أنماط الاستخدام (تردد نقل البيانات)

تكمن التحكم الأكثر مباشرة في الأداة المساعدة على عمر البطارية في تحديد نمط استخدام العداد ، وتحديداً تواتر وقوة نقل البيانات.

• تحميل الإرسال: إرسال البيانات (على سبيل المثال ، عبر الخلوية أو RF) هو أكبر منفرد استنزاف للطاقة على بطارية العداد الذكي. عداد ينقل الاستهلاك القراءة كل أربع ساعات سوف تستهلك طاقة أقل بكثير من نقل كل شيء 30 دقيقة .
• قوة المسافة والإشارة: إذا كان العداد يقع بعيدًا عن بوابة شبكة الاتصالات (التي تتطلب طاقة انتقال أعلى) أو إذا كانت الإشارة ضعيفة (تتطلب إعادة محاكمة متعددة) ، فإن مدة النبض عالية الدقة والتردد تزداد بشكل كبير ، مما يؤدي إلى استنفاد أسرع بكثير من السعة الإجمالية للبطارية.
• استخدام الميزة: إن تنشيط الميزات المكثفة للطاقة ، مثل القراءات المتكررة عند الطلب ، والتحكم في الصمامات عن بُعد (في عدادات الغاز/المياه) ، أو مراقبة الأمان المتقدمة ، سيزيد من متوسط ​​السحب الحالي ويقلل من إجمالي عمر التشغيل للمتر.

3. يوقع بطارية عدادك الذكية تفشل

في حين أن بطاريات العدادات الذكية مصممة لعقود من التشغيل الموثوق بها ، إلا أنها ليست غير محصنة للفشل. يعد تحديد العلامات المبكرة للبطارية المتراجع أمرًا بالغ الأهمية لكل من المرافق والمستخدمين النهائيين ، حيث يسمح بالاستبدال الاستباقي ، مما يمنع فقدان خدمة القياس الكاملة.

انخفاض الأداء والوظائف

تتجلى البطارية الفاشلة أولاً كخفض في قدرة العداد على أداء وظائفها المكثفة للطاقة. قد لا يزال العداد يقيس الاستهلاك ، لكن قدرته على التواصل تبدأ في التحلل.

• نقل البيانات المتقطع أو المتأخر: هذه هي في كثير من الأحيان أول علامة ملحوظة. قد يفشل العداد في إرسال البيانات على فترات متكررة مطلوبة (على سبيل المثال ، كل 30 دقيقة) ولكن لا يزال بإمكانه إرسال ملخص يومي أو أسبوعي. وذلك لأن الجهد المتراجع لم يعد قادرًا على دعم نبض تيار مرتفع اللازمة لوحدة الاتصالات اللاسلكية.
• استجابة العرض البطيئة: بالنسبة للمترات ذات الشاشة المادية ، يمكن أن تتسبب البطارية المنخفضة في أن تصبح الشاشة باهتة ، أو فلاش متقطع ، أو تستجيب ببطء شديد عندما يحاول المستهلك ركوب الدراجات عبر قوائم الشاشة باستخدام الأزرار.
• فشل وظائف النسخ الاحتياطي (العدادات الكهربائية): إذا كان العداد الكهربائي يعاني من انقطاع التيار الكهربائي ، فمن المفترض أن تبقي بطاريةها الداخلية على مدار الساعة تعمل والحفاظ على البيانات. ستؤدي البطارية الفاشلة إلى فقدان الساعة في الوقت الفعلي (RTC) أثناء انقطاع التيار ، تؤدي إلى أخطاء الوقت والتعريفة بمجرد استعادة الطاقة.

رسائل الخطأ أو التنبيهات

العدادات الذكية الحديثة هي أجهزة متطورة قادرة على التشخيص الذاتي. عندما ينخفض ​​الجهد الداخلي إلى أسفل عتبة محددة ، يتم برمجة العداد لإنشاء تحذير.

• علم البطارية المنخفضة: تم تصميم البرامج الثابتة الداخلية للمتر لمراقبة حالة الشحن والجهد للبطارية. بمجرد أن ينخفض ​​هذا إلى مستوى حرج (على سبيل المثال ، بقاء 15 ٪ $) ، داخلي علامة "البطارية المنخفضة" تم تعيينه ونقله إلى نظام المرافق. هذه هي الطريقة المقصودة والأكثر موثوقية لإحداث بديل مخطط له.
• أخطاء العرض: قد تعرض الشاشة الرقمية للمتر أيقونة مخصصة (مثل صورة ظلية للبطارية) أو رمز خطأ نص صريح (على سبيل المثال ، "Batt Low" و "E-32").
• تحذيرات فشل الشبكة: نظرًا لأن الجهد المنخفض يؤثر بشكل مباشر على الإرسال ، فإن نظام الاتصالات في الأداة "غير متصل" أو وجود مستمر "فشل الاتصال ،" على الرغم من أن الشبكة الأوسع وظيفية.

قراءات غير دقيقة

على الرغم من أن فشل البطارية يؤثر بشكل أساسي على التواصل ، في الحالات الشديدة ، يمكن أن يؤثر بشكل مباشر على قدرة العداد على إجراء قياسات دقيقة وتسجيلها ، وخاصة في أجهزة البطارية فقط (الغاز والماء).

• تسجيل بيانات غير متناسق: قد يفقد معالج العداد أو الذاكرة الداخلية الطاقة أو تجربة Brownouts أثناء دورات القياس الحرجة ، مما يؤدي إلى ذلك الفجوات أو التناقضات في بيانات الاستهلاك المخزنة.
• فشل آلية الإغلاق (عدادات الغاز): تم تصميم بعض عدادات الغاز التي تعمل بالبطاريات أغلق صمام الغاز عندما تكون البطارية منخفضة بشكل خطير أو ميتة تمامًا لمنع الاستخدام غير المتخلف. ينتج عن هذا انقطاعًا مفاجئًا للخدمة ، مما يتطلب زيارة طارئة لاستبدال العدادات.

يلخص الجدول أدناه التأثيرات التشغيلية الشائعة مع اقتراب بطارية من نهاية عمر التصميم:

4. ماذا يحدث عندما تموت البطارية؟

الغرض الأساسي من بطارية العداد الذكية الطويلة العمر هو ضمان استمرارية الخدمة وتدفق البيانات. عندما تستنزف تلك البطارية أو تفشلها تمامًا ، فإن الوظيفة الأساسية لنظام القياس الذكي تتعرض للخطر الشديد ، مما يحرك العداد من جهاز "ذكي" إلى عداد بسيط - أو الأسوأ ، جهاز لم يعد يعمل بالكامل.

فقدان قدرات القراءة عن بُعد

النتيجة الأكثر إلحاحًا وحاسمة للبطارية الميتة هي فقدان وحدة اتصال العداد . يتطلب الإرسال اللاسلكي ، سواء من خلال التردد الخلوي أو الراديو (RF) أو شبكات الملكية الأخرى ، انفجارًا كبيرًا من الطاقة ، والتي لا يمكن أن توفرها بطارية ميتة أو منخفضة بشكل خطير.

• لا مزيد من البيانات التلقائية: لم يعد بإمكان العداد نقل بيانات الاستخدام تلقائيًا إلى شركة المرافق. تم إيقاف التدفق المنتظم للبيانات ، وهو أمر ضروري لمراقبة الوقت الواقعي ، وموازنة التحميل ، وبرامج الاستجابة للطلب ، على الفور.
• الصمت ذهبي (للمقياس ، سيء بالنسبة للفائدة): تفقد الأداة المساعدة الوضوح في حالة العداد. لم يعد بإمكانه الحصول على فحوصات صحية روتينية أو تنبيهات حاسمة (مثل أحداث العبث ، تحذيرات الاستهلاك العالية) ، والتي تضعف إدارة النظام.
• فقدان الأوامر عن بعد: أي وظيفة تعتمد على التواصل ثنائي الاتجاه-مثل الاتصال أو فصل الخدمة عن بُعد ، أو دفع تحديث البرامج الثابتة-مستحيلة.

الحاجة المحتملة لقراءة العداد اليدوي

مع قطع رابط الاتصالات عن بُعد ، تعود شركة المرافق إلى الضرورة التي عفا عليها الزمن ومكلفة قراءة العداد اليدوي .

• الفواتير المقدرة: لفترة من عطل البطارية ، من المحتمل أن يتلقى العميل فواتير المقدرة بناء على أنماط الاستخدام التاريخي. هذا هو مقياس توقف في الصناعة ، لكنه يؤدي غالبًا إلى نزاعات أو فواتير "اللحاق بالركب" الكبيرة بمجرد تسجيل الاستخدام الفعلي أخيرًا.
• إرسال فني الميدان: لالتقاط القراءة الفعلية اللازمة للتخطيط الدقيق للفواتير واستبدال العدادات ، يجب على الأداة المساعدة إرسال فني مجال لزيارة الموقع جسديًا ، وقراءة عرض العداد ، والبدء في أمر عمل لمبادلة متر كاملة. هذا مكلف ويهزم فائدة أساسية للشبكة الذكية.

مشكلات الاتصال مع شركة المرافق

غالبًا ما يؤدي فشل البطارية الكامل إلى سلسلة متتالية من المشكلات التشغيلية والمالية للفائدة ، وخاصة بالنسبة للغازات والمياه فقط.

باختصار ، تقوم البطارية الميتة بتحويل قطعة من البنية التحتية المتقدمة إلى مسؤولية. يقدم تكاليف تشغيلية كبيرة (القراءة اليدوية ، إرسال الطوارئ) ويؤدي إلى تحلل جودة الخدمة المقدمة للعميل النهائي (الفواتير المقدرة ، انقطاع الخدمة). هذا يؤكد على الأهمية الحاسمة لتثبيت البطاريات بأعلى قدر ممكن تصميم الحياة وتنفيذ المتقدم مراقبة البطارية الأنظمة.

5. استبدال بطاريات العدادات الذكية

يعد الاستبدال النهائي لبطارية Smart Meter حدثًا لا مفر منه ، بغض النظر عن حياة التصميم التي استمرت عقودًا. بالنسبة لمصنعي المرافق ومصنعي العدادات ، يقدم حدث الصيانة اعتبارات لوجستية وتقنية ومالية. يعد الفهم الواضح لعملية الاستبدال أمرًا بالغ الأهمية للحفاظ على نشر الشبكة الذكية الناجحة.

هل يمكن لأصحاب المنازل استبدال البطارية؟

في جميع الولايات القضائية التنظيمية تقريبًا ، لا يُسمح لأصحاب المنازل باستبدال بطاريات العدادات الذكية . هذا التقييد موجود لعدة أسباب حرجة:

1. السلامة وإصدار الشهادة: العدادات الذكية مغلقة ، أجهزة معتمدة تعمل بقوة على مستوى المنفعة ، وفي حالة الغاز ، مع مواد قابلة للاحتراق. يُسمح فقط للفنيين المدربين والمعتمدين بفتح مسكن العدادات لأداء الصيانة.
2. منع العبث: إن السماح للوصول العام إلى المكونات الداخلية سيؤدي إلى تسوية بروتوكولات أمان العداد وزيادة خطر سرقة الطاقة أو العبث ، والتي يمكن أن تبطل الشهادة الرسمية للمتر.
3. البطاريات المتخصصة: The batteries used are highly specialized, high-capacity lithium primary cells (like $\text{LiSOCl}_2$), which require specific handling, disposal procedures, and activation processes that differ significantly from standard consumer batteries.
4. سلامة البيانات: يتطلب استبدال البطارية معدات متخصصة لضمان السجلات الداخلية للمتر وبيانات التكوين أو الاحتفاظ بها بشكل صحيح أثناء انتقال الطاقة.

بالنسبة لمالك المنزل ، فإن الإجراء الوحيد الضروري عند فشل المتر هو اتصل بمزود الأداة المساعدة للإبلاغ عن القضية.

دور شركة المرافق في استبدال البطارية

مسؤولية مراقبة وإدارة واستبدال عداد ذكي والبطارية تقع بالكامل مع شركة المرافق أو مزود خدمة القياس المتعاقد عليه . عادة ما تخضع هذه العملية لاستراتيجية الصيانة التنبؤية.

اعتبارات التكلفة

استبدال البطارية أو ، أكثر شيوعًا ، استبدال العداد الكامل هو نفقات تشغيلية كبيرة لشركات المرافق. الهدف من استخدام بطاريات من 10 إلى 20 عامًا هو تقليل التكلفة الإجمالية للملكية (TCO) .

• تقليل الزيارات الميدانية: أغلى جانب هو تكلفة لفة الشاحنة (إرسال فني). يمكن أن تكلف زيارة ميدانية واحدة أكثر من العداد نفسه. لذلك ، فإن البطارية التي تستمر 15 عامًا وتتجنب حتى زيارة ميدانية واحدة غير مخططة مقارنةً بالبطارية التي مدتها 7 سنوات توفر وفورات هائلة في التكاليف.
• استراتيجية الاستبدال: تختار العديد من المرافق لاستبدال مجموعة متر بأكملها بدلا من مجرد البطارية الداخلية. هذه الاستراتيجية مدفوعة بحقيقة أن الإلكترونيات والأختام ومعايرة العداد تقترب أيضًا من نهاية العمر بعد 10-15 سنة. يضمن استبدال الوحدة بأكملها العودة إلى حالة معتمدة بالكامل وعالية الأداء.
• المراقبة المتقدمة: الاستثمار في البطاريات ذات منحنيات الجهد الفائقة وتنفيذ المتقدم مراقبة صحة البطارية تتيح الميزات (مثل تلك التي ندمجها في تصميمات العدادات المخصصة لدينا) المرافق للتنبؤ بدقة بالحياة المتبقية. وهذا يمكّن الفنيين من تجميع بدائل البطارية مع الصيانة المجدولة الأخرى ، مما يقلل بشكل كبير من التكاليف التشغيلية الإجمالية.

6. تمديد عمر بطارية العداد الذكي

تعظيم الحياة التشغيلية لبطارية العداد الذكية أمر بالغ الأهمية لتقليل إلى أدنى حد التكلفة الإجمالية للملكية (TCO) لمقدمي الخدمات. كل عام إضافي من عمر البطارية يترجم مباشرة إلى وفورات كبيرة عن طريق تأجيل زيارات الصيانة الميدانية باهظة الثمن. كمصنعين ، نركز على تحسين التصميم وتوفير أدوات لإدارة العدادات الفعالة.

نصائح لتحسين الأداء

يكمن مفتاح تمديد عمر بطارية المتر الذكي في إدارة ميزانية الطاقة الخاصة به ، مع التركيز على التواصل وتقليل استهلاك الطاقة خلال فترات الخمول.

• تنفيذ دورات النوم العدوانية: يتم قضاء الغالبية العظمى من عمر البطارية في وضع السكون منخفض الطاقة . يعد تحسين البرنامج الثابت لتقليل وقت الاستيقاظ وتقليل التيار الهادئ (الطاقة المرسومة عندما يكون العداد "نائمًا") هو تحسين التصميم الأكثر فعالية لطول العمر.
• تحسين جدولة نقل البيانات: انتقال هو أعلى حدث السحب الحالي. إذا تم نشر متر في موقع يصعب الوصول إليه ، فيجب إدارة تردد الإرسال بعناية. بدلاً من إرسال بيانات الاستهلاك كل 30 دقيقة ، قد يكون الإعداد المحسن هو جمع البيانات داخليًا كل 30 دقيقة ولكن فقط نقل البيانات المجمعة مرة أو مرتين في اليوم .
• تسجيل الشبكة الذكية: أثناء الإعداد الأولي أو بعد انقطاع الاتصالات الطويل ، يجب على العداد البحث عن الشبكة والتسجيل فيها. يمكن أن تكون هذه العملية كثيفة للغاية للسلطة. استخدام بروتوكولات الاتصالات الموفرة للشبكة (مثل NB-IOT) وتحسين خوارزمية التسجيل يقلل من قوة البحث المطلوبة والوقت.
• الاستخدام الذكي للمكثفات (الطاقة الهجينة): دمج أداء عالي مكثف الطبقة الهجينة (HLC) أو Supercapacitor بالتوازي مع بطارية الليثيوم الأولية ، يسمح المكثف بالتعامل مع المتطلبات عالية الدقة لنقل الراديو. هذا يحمي البطارية الرئيسية من الإجهاد النبض العالي ، مما يمنع تراجع الجهد وإطالة حياتها الإجمالية.

مراقبة صحة العداد

حتى البطارية الأفضل تصميمها ستفشل في النهاية. تقوم العمود الثاني بتعظيم فائدة البطارية إلى تنفيذ مراقبة قوية لضمان حدوث بديل في الوقت الأمثل - قبل الفشل ، ولكن ليس قبل الأوان.

• الجهد ومراقبة درجة الحرارة: يجب أن تتبع التشخيص الداخلي للمتر بشكل مستمر محطة البطارية الجهد االكهربى والداخلية درجة حرارة . يمكن أن يكون الانخفاض المفاجئ في الجهد أو درجة حرارة عالية مستدامة مؤشرا مبكرًا على الفشل الوشيك أو مشكلة بيئية خارجية.
• عد كولوم وتقدير القدرات: تستخدم البرامج الثابتة المتقدمة خوارزميات (يشار إليها غالبًا باسم قياس الوقود) لحساب كمية الرسوم التي تم استهلاكها وتقدير الحياة الإنتاجية المتبقية (RUL) من البطارية. هذا يسمح للأداة المساعدة بالتنبؤ بموعد ضرب البطارية قبل سنوات حرجة.
• عتبات الإنذار: يجب أن تضع المرافق عتبات تحذير ديناميكية أقل من نقطة فشل حرجة. تحذير في 20 ٪ السعة المتبقية يسمح باستبدال مخطط له وفعال من حيث التكلفة ، بينما ينبيه في 5 ٪ المتبقية تشير إلى حالة طوارئ تتطلب اهتمامًا فوريًا.

يوضح الجدول أدناه مدى مساهمة ميزات المراقبة المتقدمة في توفير التكاليف وطول العمر:

7. العلامات التجارية العدادات الذكية وعمر البطارية

في صناعة القياس الذكي العالمي ، أنشأ العديد من الشركات المصنعة الرئيسية سمعة للموثوقية والأداء طويل العمر. على الرغم من أن مواصفات المنتج المحددة تتطور باستمرار ، فإن هذه العلامات التجارية تعتمد على التصميم القوي وتكنولوجيا البطارية المتطورة لتلبية متطلبات الأداة المساعدة لمدة 10 إلى 20 عامًا.

من المهم أن نلاحظ أن عمر البطارية لا يتم تحديده فقط من قبل العلامة التجارية ، ولكن من خلال المحددة نموذج العداد وكيمياء البطارية وإعدادات اتصال الأداة المساعدة (على سبيل المثال ، عدد المرات التي يتم فيها تعيين العداد للإبلاغ عن البيانات). ومع ذلك ، توظف كل مصنع استراتيجيات محددة لزيادة طول العمر.

Aclara

Aclara (الآن جزء من Hubbell) هو مزود رئيسي ، وخاصة في أمريكا الشمالية ، مع التركيز على الحلول المتكاملة للكهرباء والمياه والغاز.

• تركيز طول العمر: غالبًا ما تؤكد عدادات Aclara كفاءة الشبكة لتوفير طاقة البطارية. تم تصميم تكنولوجيا الاتصالات الخاصة بهم لتشغيل الطاقة المنخفضة ، مما يضمن تقليل رشقات النقل عالية النقل في المدة والتردد.
• استراتيجية البطارية: أنها تستخدم خلايا الليثيوم الأولية عالية السعة دوائر إدارة الطاقة المتكاملة (PMICS) للتحكم بدقة في السحب الحالي للمتر في وضع السكون.

ايترون

ايترون is a global leader known for its diverse portfolio, which includes advanced water and gas meters that rely entirely on battery power for extended operational life.

• تركيز طول العمر: ايترون meters are designed for المتانة في البيئات القاسية ، وهو أمر بالغ الأهمية بالنسبة للمترات الموضوعة في الحفر في الهواء الطلق أو قبو. تحمي حاوياتها المختومة ومكوناتها القوية البطارية من درجة الحرارة القصوى وتقلبات الرطوبة.
• استراتيجية البطارية: أنها تستفيد بشدة حلول الطاقة الهجينة التي تجمع بين خلايا الليثيوم عالية السعة مع المكثفات الفائقة المتكاملة. يسمح هذا المزيج للمتر بالتعامل مع الاتصالات عالية النبض (على سبيل المثال ، نقل RF) دون الإفراط في الإفراط في البطارية الأساسية ، وتوسيع نطاق عمر النظام بشكل فعال.

لانديس جير

لانديس جير is one of the largest global players, supplying millions of smart meters, especially electricity meters, which often use batteries for backup functions.

• تركيز طول العمر: أنظمتهم تركز على إدارة الشبكة الاستباقية . في حين أن عداداتها الكهربائية تعمل بالطاقة الرئيسية ، يتم تحسين عدادات الغاز والماء الخاصة بهم لعمر بطارية طويل ، وغالبًا ما تستهدف عمر التصميم الكامل من 15 إلى 20 عامًا للمتر.
• استراتيجية البطارية: لانديس جير's emphasis is on the الصيانة التنبؤية وجه. تتضمن عداداتها خوارزميات البرامج الثابتة المتطورة لمراقبة صحة البطارية في الوقت الفعلي ، مما يسمح للمرافق باستبدال العدادات بطريقة غير مخطط لها قبل وفاة البطارية بالفعل.

إلستر (هانيويل)

يمتلك Elster ، الذي أصبح الآن جزءًا من Honeywell ، وجودًا قويًا في مساحة قياس الغاز والماء ، حيث يكون عمر البطارية أمرًا بالغ الأهمية.

• تركيز طول العمر: تركز فلسفة تصميم Elster على استهلاك الطاقة المنخفض للغاية في مراحل القياس والمعالجة ، تقليل السحب الحالي الأساسي.
• استراتيجية البطارية: يختارون بطاريات متميزة من الدرجة المعروفة بأقل معدلات تفريغ الذات الممكنة ، مما يضمن أن الطاقة المخزنة مخصصة بالكامل تقريبًا للمهام التشغيلية بدلاً من الضياع مع مرور الوقت.

يوفر الجدول أدناه نظرة عامة عامة على عمر البطارية المستهدف النموذجي عبر تطبيقات العدادات الشائعة التي يستخدمها قادة الصناعة:

خاتمة

الوجبات السريعة على عمر بطارية العداد الذكي

إن السؤال حول المدة التي تستغرقها بطارية العدادات الذكية لها إجابة واضحة: تم تصميم مصادر الطاقة المتخصصة هذه لتكون الأصول طويلة العمر ، عادة مصمم للعمل من أجل 10 إلى 20 سنة .

بصفتنا شركة تصنيع عدادات ذكية مخصصة ، نفهم أن طول العمر يتحقق من خلال توازن دقيق للتكنولوجيا والانضباط التشغيلي:

1. مسائل الكيمياء: الاعتماد على كلوريد الليثيوم ثيونيل والخلايا الهجينة ذات السعة العالية هي مؤسسة لتحقيق عمليات متعددة الحدود ، وخاصة بالنسبة للبطارية فقط من الغاز ومتر عدادات المياه.
2. تصميم الكفاءة: العامل الأكثر أهمية في تمديد الحياة هو تقليل سحب الطاقة خلال فترات الخمول والتحسين تردد نقل البيانات وإخراج الطاقة.
3. الإدارة الاستباقية هي المفتاح: أفضل بطارية فعالة فقط مثل نظام المراقبة وراءه. تنفيذ متقدم الحياة الإنتاجية المتبقية (RUL) prediction وتتيح تنبيهات البطارية المنخفضة شركات المرافق بجدولة البدائل المخططة ، وتقليل زيارات الطوارئ باهظة الثمن وضمان الخدمة دون انقطاع.

من خلال تحديد أولويات أجهزة عالية الكفاءة وخوارزميات إدارة البطاريات المتطورة ، فإننا نقدم حلولًا لا تفي بالحياة المطلوبة من 10 إلى 20 عامًا فحسب ، بل المساهمة أيضًا في أقل التكلفة الإجمالية للملكية لمقدمي الخدمات على مستوى العالم.