חשמל חכם

חשמל חכם הוא השם הניתן למערכת תשתית, המבוססת על בקרי חשמל ניתנים לתכנות, המאפשרת הגדרת פונקציונלית מיתכנתת במערכות החשמל. שימוש נפוץ לחשמל החכם הוא מערכות "בית חכם" שהן מערכות שליטה המורכבות מעל תשתית החשמל החכם ומאפשרות שליטה וסנכרון בין מערכות החשמל והמכשירים בבית, למשל מערכות אזעקה, מצלמות, מולטימדיה וכו'.

דוגמה לשימוש

דוגמה לשימוש בחשמל חכם הנה תריס עם מנוע חשמלי, המופעל על ידי בקר הניתן לתכנות. למשל, ניתן לתכנת את המתג החשמלי בקיר כך שבלחיצה קצרה למטה התריס יירד עד הסוף, בלחיצה נוספת למטה התריס ייעצר, בלחיצה ארוכה נוספת למטה התריס יירד למטה אך יפסיק כאשר הלחיצה תשתחרר וכו'. ניתן לשלב מערכות כזו בבית חכם למשל על ידי חיבור הבקר החשמלי החכם של התריס למערכת האזעקה באמצעות בקר שליטה, שיודע להעביר תקשורת בין הרכיבים ובעת דריכת אזעקה ייתן פקודה לתריס להיסגר.

מימוש ופרוטוקולים

"חשמל חכם" דורש בבסיסו בקרים חכמים המותקנים בארון החשמל, מפסקים או מתגי חשמל מתאימים ותקשורת Data המועברת בין המפסקים לבקרים, מעבר לאות החשמלי האנלוגי שעובר ביניהם ברשת רגילה (מתח ופאזה).

ישנם שלושה סוגי תקשורת של חשמל חכם: קווי, אלחוטי והעברת נתונים על רשת החשמל עצמה:

• העברת נתונים על רשת החשמל - נכון להיום שיטה זו לא מספיק יציבה. השימוש בה דורש כיבוי והדלקה מעת לעת, ועדיין לא נמצאה פריצת דרך משמעותית בתחום, אך מושקעים כספים רבים במחקר על תשתית זו.
• אלחוטי - מתחלק למספר פתרונות: WiFi שנחשב מוכר ואמין, אך עם מגבלות כיסוי, יציבות, אבטחה, קרינה וכו', פרוטוקול ZigBee, פרוטוקול Z-Wave ואותות רדיו (RF).
• קווי - ישנם מספר סוגים מקובלים להעברת המידע מעל רשת קווית: כבלי רשת תקשורת, כבלי Cresnet, כבלי KNX. במערכות הקוויות הפרוטוקול הנפוץ הוא של תקן KNX (תופס כ-85% מהשימוש, ועליו מתבססים כ-400 יצרנים שונים בעולם ומעל 7000 מוצרים, בהם Siemens, ABB וכו'). אחריו פרוטוקול CresNet של חברת Crestron המחזיקה בכ-5% נוספים מהשוק, ויתרת השוק מתחלקת בין מאות חברות סטרט-אפ בתחום החשמל החכם שמגדירות פרוטוקולים ייחודים להן.

רכיבים

• ארון החשמל - בקרי החשמל החכם מותקנים לרוב על פס דין, נראים דומה למפסקי הפחת המוכרים. הם קטנים ולרוב לא יתפסו יותר מ-2 עד 4 פסים נוספים בארון החשמל ברוחב של 24 יחידות. לבקרים עצמם לרוב יש נוריות חווי למצב ההפעלה (דולק/כבוי) ומעקפים ידניים.
• מתגים - ישנם מאות יצרני מתגים חכמים לחשמל החכם, שיכולים להגיע עם פאנלים מזכוכית ועד לתצוגות LCD. המתג צריך להיות מבוסס על אותו פרוטוקול חשמל חכם כמו בקר המערכת.