Zie Nieuws

Slimme meter laat geen gebruik zien, maar teruglevering Levert dimmer elektriciteit?

Een energiemeter die aangeeft dat er energie wordt opgewekt, terwijl er helemaal geen zonnepanelen op het dak liggen en in werkelijkheid juist een klein beetje energie wordt verbrúikt. Dit kan gebeuren als een afstandbediende dimmer wordt gebruikt om een huishoudelijk apparaat te bedienen. Afhankelijk van de stand van de dimmer, geeft de elektriciteitsmeter geen afwijkende waarde aan, een te groot verbruik of juist een negatief verbruik: honderden Watts aan opgewekt vermogen, terwijl in werkelijkheid zo'n 20 Watt worden verbruikt. Onderzoekers van de Universiteit Twente presenteren dit opmerkelijke effect tijdens een grote online conferentie over elektromagnetische compatibiliteit, EMC Europe 2021.

‘De meter draait terug’, zouden we vroeger zeggen als er energie werd opgewekt in een huishouden: de draaischijf van de klassieke elektriciteitsmeter draaide de andere kant op dan we gewend waren bij energieverbruik: een mooie visualisatie van het effect van de zonnepanelen. Deze meters zijn echter vervangen door slimme meters en geven nu een waarde aan op hun display, voor het verbruikte of teruggeleverde vermogen. Uit eerder onderzoek van de Universiteit Twente, naar slimme meters, bleek al dat ze grote afwijkingen kunnen vertonen: ze geven dan een te hoog of te laag verbruik aan. Nu blijkt dat ze zelfs kunnen aangeven dat er stroom wordt teruggeleverd in plaats van afgenomen.

Schakelen of dimmen

Dit effect treedt op bij de combinatie van een op afstand bediende dimmer waarmee een huishoudelijk apparaat wordt bediend. De dimmer wordt alleen maar gebruikt om aan en uit te schakelen, maar anders dan verwacht, blijkt hij ook in die situatie een paar procent te dimmen. Voor het functioneren van het apparaat heeft dit geen consequenties, maar het heeft wel effect op de meting die de slimme meter laat zien. Het kan het verschil maken tussen een meting die niet afwijkt, een veel te hoge waarde of een negatieve waarde, alsof er energie wordt opgewekt. Na eerste indrukken dat dit verschijnsel kon optreden, zijn de onderzoekers begonnen met tests in een geidealiseerde laboratoriumsetting, waarin zij ook zelf een netspanning hebben nagebootste. Vervolgens hebben zij de experimenten herhaald in een realistisch elektriciteitsnet, met alle andere apparaten ook gewoon aangesloten. In essentie gaf dit geen verschil.

Firing angle

De fouten hebben volgens de onderzoekers te maken met de snelle stroompulsen die ontstaan in de combinatie van de dimmer en het apparaat. Zoals veel apparaten en opladers heeft het een ‘schakelende voeding’: bij verschillende netspanningen geeft zo'n voeding het toch dezelfde uitgangsspanning, door snel te schakelen, waardoor het een niet-lineare belasting is. De dimmer kan ingrijpen op verschillende momenten van de sinus-golfvorm van het net. Dit moment, de firing angle, bepaalt wat de meter aangeeft: een correcte waarde rond de 20 Watt, een verbruik dat 20 keer hoger ligt, of een ‘energielevering’ van meer dan 400 Watt. 

Normen storingsgevoeligheid

Deze afwijkingen zijn het gevolg van elektromagnetische interferentie (EMI). Door schakelende voedingen en ook door LED-verlichting en dimmers, is de belasting van het elektriciteitsnet veel complexer geworden. Een elektriciteitsmeter meet de stroom vaak via een spoeltje. Dit kan, zeker als het te eenvoudig en goedkoop is uitgevoerd, storingsgevoelig zijn. Hoewel veel van de nieuwste slimme meters voldoen aan de ‘immuniteitsnorm’ voor deze storingen, is de nu aangetoonde 'stroomlevering' ook gemeten bij een meter die in 2019 is geproduceerd. Aan de andere kant moeten ook de aangesloten apparaten voldoen aan de normen. In een recente publicatie wijst Netbeheer Nederland daar ook nadrukkelijk op. De combinatie van apparaat en dimmer mag dan een uitzondering lijken, de onderzoekers zijn op het spoor gezet door een situatie waarin daadwerkelijk teruglevering optrad. Een dimmer mag dan niet bedoeld zijn om één apparaat alleen maar aan of uit te zetten, maar de situatie is denkbaar dat de afstandbediening tegelijk als dimmer en schakelaar functioneert.

'How to earn money with an EMI problem: static energy meters running backwards', door Tom Hartman, Bas ten Have, Niek Moonen en Frank Leferink, wordt op 12 augustus gepresenteerd op het het IEEE Symposium on Electromagnetic Compatibility, Signal & Power Integrity, georganiseerd samen met EMC Europe. Dit is een online conferentie.

ir. W.R. van der Veen (Wiebe)
Persvoorlichter (aanwezig ma-vr)
+31 53 489 4244 | +31 6 12185692
 w.r.vanderveen@utwente.nl
Gebouw: Spiegel Tuin