Франк Штокер, генеральный директор компании EMnify, рассказывает на портале Information Age о том, как Интернет вещей (IoT) позволяет создавать интеллектуальные устойчивые решения.

Постоянное беспокойство в мире по поводу изменения климата и нерационального использования энергии ярко высветило необходимость повышения энергоэффективности и более рационального образа жизни. Интернет вещей, который позволяет «умным» подключенным устройствам обмениваться данными друг с другом, открывает большие перспективы для более эффективного использования наших энергетических ресурсов. В частности, зарядка электромобилей и интеллектуальные приборы учета в жилых районах — это две области, где интеллектуальные устройства приносят огромную пользу, сокращая выбросы углекислого газа.

Климатические изменения, а также в целом нерациональное использование мировых энергетических ресурсов подчеркивают первостепенную значимость серьезного сдвига в энергетике. Крайне важно снизить нашу зависимость от ископаемого топлива и, соответственно, уменьшить глобальный углеродный след. В настоящее время большая часть глобальных выбросов углекислого газа приходится на жилые дома и автомобили, работающие на углеводородном топливе. Помочь может все более широкое использование технологий интеллектуального учета для контроля потребления энергии в жилых домах, а также увеличение количества электромобилей на дорогах.

В то время как необходимость снижения выбросов углекислого газа в настоящее время уже широко осознается широкой общественностью, роль становящихся все более «умными» вычислительных ресурсов — IoT, поддерживаемого современными стандартами связи, — в снижении выбросов углекислого газа освещается недостаточно широко. Тем не менее, IoT-подключенность может сыграть огромную роль в достижении мировых целей преобразования энергетики и помочь в предоставлении энергоэффективных и устойчивых решений для «умного» общества.

IoT помогает энергетическому переходу

Согласно недавнему исследованию 6GWorld «Sustainability in New and Emerging Technologies», к 2030 г. IoT-решения приведут к сокращению потребления электроэнергии примерно на 1,6 ПВтч, что, по расчетам авторов, достаточно для энергоснабжения свыше 136,5 млн. домов в течение целого года. Преимущества IoT-устройств для создания более устойчивого и «умного» общества многочисленны, и в этой связи продолжающееся стремление к экологичности приведет к более широкому внедрению IoT-решений во всем мире — таким образом, возникнет положительная обратная связь.

Двумя примерами того, как IoT помогает энергетическому переходу, являются технологии интеллектуальных счетчиков, применяемые в жилых домах, а также в зарядке электромобилей. Они реализуются благодаря подключению интеллектуальных устройств.

Интеллектуальные приборы учета — неотъемлемая часть энергетического перехода

Под интеллектуальными приборами учета понимаются опросные и контрольные датчики с поддержкой IoT, которые получают данные, взаимодействуют друг с другом и передают данные между собой в режиме реального времени. Таким образом, технологии интеллектуального учета позволяют как поставщикам коммунальных услуг, так и потребителям более эффективно интегрировать источники энергии в сеть, что, в свою очередь, оптимизирует использование энергии.

Внедрение технологий интеллектуального учета в жилых районах в последние несколько лет получило широкое распространение как в США, так и в Европе. В 2020 г. Федеральная комиссия по регулированию энергетики США (FERC) сообщила, что уровень проникновения интеллектуальных приборов учета на американском рынке достиг 57%. Аналогичным образом, в Европейском союзе (ЕС) государства-члены взяли на себя обязательства внедрить по итогам прошлого года более 200 млн. интеллектуальных счетчиков электроэнергии, а также 45 млн. счетчиков газа.

Интеллектуальные приборы учета в жилых зданиях позволяют потребителям получать точную информацию о потреблении энергии, а поставщикам — лучше контролировать систему и выставлять счета своим клиентам в соответствии с фактическим энергопотреблением.

Подключенные устройства делают зарядку электромобилей «умной»

Зарядные станции электромобилей также становятся «умными», что способствует ускорению процесса развертывания зарядной инфраструктуры и электрификации мирового автопарка.

Основная задача «умной» зарядки заключается в том, чтобы проводить зарядку не в часы пик, чтобы сбалансировать использование электросетей и распределить потребление электроэнергии более равномерно в течение дня или недели. Если бы вся электроэнергия потреблялась в часы пик, это создало бы значительную нагрузку на инфраструктуру энергокомпаний. Поскольку все больше людей начинают ездить на электромобилях, решение этой проблемы становится все более важным.

Используя данные о часах пик в каждом населенном пункте, интеллектуальная платформа может оптимизировать график зарядки, распределяя его на внепиковые часы, снижая нагрузку на сеть и уменьшая счета за электроэнергию для владельцев электромобилей. Такая платформа также позволяет операторам пунктов зарядки лучше управлять нагрузкой и балансировать ее, чтобы избежать дорогостоящих сборов и уменьшить углеродный след.

Однако для этого необходим постоянный обмен данными между электромобилями, зарядными станциями и энергопоставщиками, что достигается благодаря подключенным устройствам, встроенным в каждую зарядную станцию. В частности, огромным шагом вперед, позволившим зарядным устройствам общаться друг с другом, а также с подсоединенными электромобилями, стало принятие протоколов связи с зарядными станциями, таких как Open Charge Point Protocol (OCPP).

Для Интернета вещей необходимо подключение

Для эффективного функционирования IoT необходимо постоянное подключение интеллектуальных устройств. К этому добавляются различные операционные и контрольные системы, позволяющие поставщикам коммунальных услуг анализировать поступающие данные, а также при необходимости управлять и устранять любые проблемы с устройствами.

Однако «подключение» — это не просто «подсоединение», поскольку существуют различные типы решений по подключению в зависимости от потребностей конкретного приложения. «Умное» устройство может быть подключено по различным протоколам, не обязательно через стандарт сотовой связи 3G, 4G LTE или 5G. Для некоторых приложений лучшим выбором могут быть решения для подключения на коротких расстояниях, такие как Wi-Fi, Bluetooth или Zigbee. Тем не менее, если производитель устройств хочет, чтобы его интеллектуальные продукты подключались в распределенных локациях клиентов «из коробки», то сотовый IoT — лучшее решение.

IoT-приложения будут все больше ориентироваться на облака

Самая большая тенденция заключается в том, что приложения IoT становятся все более облачными. И современные поставщики технологий позволяют клиентам использовать сквозную архитектуру облачных сетей для соединения IoT-устройств друг с другом.

В этом контексте облачная коммуникационная платформа IoT как услуга (Communications Platform as a Service, CPaaS) предоставляет для интеллектуальных подключенных решений уникальные преимущества. Она реализует более простую интеграцию, а также передовые концепции безопасности, например внутриоблачное соединение, которое обеспечивает безопасную передачу данных без использования публичного Интернета. Кроме того, IoT CPaaS отличается более высокими надежностью и масштабируемостью благодаря управляемым облачным сервисам, а также повышенным уровнем конфиденциальности данных и соответствия нормативным требованиям благодаря использованию распределенной архитектуры с несколькими облачными регионами для локальной обработки данных.

Таким образом, нативные облачные сети в целом являются лучшим вариантом для производителей, желающих объединить свои IoT-устройства в сеть. Более того, в ближайшие несколько лет нативные облачные IoT-платформы ожидает огромный рост: по прогнозам Gartner, в 2023 г. 10% всех управляемых коммуникаций между машинами (M2М) будут обеспечиваться облачными провайдерами (в 2018 г. этот показатель составлял менее 1%).