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采纳标准化通讯技术 智能家庭能源管理更聪明

发表时间:2015-7-9    浏览次数:1120

消费者节能减碳意识不断高涨,促使智能家庭相关产品开发商积极藉由采用如Wi-Fi、ZigBee等标准的资通讯技术,打造高安全性与兼容性的产品,从而实现电力公用事业系统与智能家庭系统间的无缝整合,实现更有效率的能源管理。

家庭能源管理(Home Energy Management, HEM)终于在主流市场中渐趋普及,但这种管理技术并非由公用事业需求所延伸出来。相反地,家庭能源管理逐渐成为消费性科技厂商的智能家庭产品与服务中,除了保全、防火与自动化等功能之外的一大组成特色。

能源管理成智能家庭产品热门新功能 
云端、信息、行动与社群等力量的连结(Nexus of Forces),加上物联网(IoT)在消费性应用领域快速崛起,都是带动相关市场扩大的主要因素。这些一般作用的技术让智能家庭能源管理的价格更为亲民且功能更强。能源科技的消费化(Consumerization)让更多人开始采用电动车、屋顶太阳能面板等新型资产,公用事业因而亦可开发相关产品以支持公用事业的业务目标与电网运转需求。

消费者直接投资智慧家庭技术,对于有意开发家庭能源管理技术以支持业务目标的公用事业来说是个好消息。这些业务目标可能包括:
.能源管理成智能家庭产品热门新功能
.以家用能源技术绑约搭配能源服务方案,以便在高度竞争的能源市场争取并留住客户。
.大范围的长程策略,例如协调分散的能源供给来源,或者是将消费者连结到能源市场。

然而,上述业务发展仍有诸多风险。智慧家庭市场分项极细,而且仍处于市场推动初期,尚难辨识哪个平台将会胜出,甚至无法得知智能家庭是否真能打败其他也能符合消费者需求与偏好的技术选项。加上消费性科技本身极不稳定,不断变化与重复即为其特色之一。产品的生命周期可能很短,跟电表等公用事业资产相比更是如此。

消费性科技厂商还必须透过云端运算功能,经常更新韧体与软件。没有先进的兼容性测试,就可能无法与公用事业系统整合。还有一个风险则是网络安全,因为位于电网边缘的装置可能很容易就遭入侵而陷入危险。支持OpenADR及ZigBee Smart Energy Profile等产业标准,并且进行兼容性测试,都有助于降低部分风险。限制直接投资第三方硬件装置也能降低风险。最后,消费性物联网将会需要一套新的安全实务准则。

若有单一的主流智慧家庭平台与市场经销模式,一切就方便多了,但消费者将会以各种不同方式采用相关技术。有些人会接受现有通讯服务供货商的推销,其他人则开始组合智能家庭技术,从零售商如苹果、家得宝(Home Depot)或OBI首次购得相关产品;还有人可能会从大型制造商处开始购买智慧家电。

公用事业整合智能家庭益处多多 
家庭能源管理逐渐成为智慧家庭一大特色,带来的新商机包括提供加值能源服务以达成公用事业业务目标。
公用事业整合智能家庭技术能一次满足数字化的三大关键要素:人、物件与业务(图1)。消费者采用智慧家庭技术为公用事业带来新的发展机会,可望藉此打入日益蓬勃的消费性物联网市场并提供能源管理服务。智能家庭技术的终端用户接口是针对人所设计的数字参与管道。最后,公用事业利用智慧家庭技术提供加值型能源服务,让新型态的商业模式得以成真。

图1 智慧家庭提供终端顾客公用事业数字化所需要的人与对象。 数据源:Gartner(09/2014)

 

图1 智慧家庭提供终端顾客公用事业数字化所需要的人与对象。 数据源:Gartner(09/2014)

不过,诸如家庭能源管理、家庭局域网络、智能家电与联网家庭等相关技术在市场的采用率方面仍属发展初期。预期这些关键智慧家庭技术要达到成熟阶段尚需5到10年的时间。

此外也相当重要的一点是,必须具备快速评估与分析新兴技术的能力,才能辨识出潜在关联。像汉威联合(Honeywell)就透过旗下云端品牌Total Connect的智能恒温器提供OpenADR接口,藉此自动达成需量反应。与其他公用事业、产业联盟与标准组织例如OpenADR联盟、ZigBee联盟、Smart Grid Consumer Collaborative以及AllSeen联盟合作并分享信息,就能降低学习与规画第三方消费性技术所需成本(表1)。

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对欲进军或将扩大智慧家庭市场的业者来说,应与业务主管共同讨论以清楚定义将利用智慧家庭技术达成何种业务目标,同时也须与商业分析师合作以取得与智慧家庭与消费性能源技术成长速度与普及率相关之市场信息;另外,还须随时掌握新兴消费性技术最新发展,让企业领袖得知这些技术普及后会带来的新商机;并且参与产业联盟与知识分享活动,从先一步采用尖端技术的业者身上学习教训。

消费性科技大厂积极推动 智慧家庭创造新合作机会 
毫无意外,重量级消费性品牌已展开激烈竞争,企图在新兴崛起的智慧家庭市场取得领导地位。几个主要的策略布局动作包括Google于2014年购并Nest Labs与Dropcam;苹果在2014年推出HomeKit。2012至2013年间,大型通讯服务供货商(CSP)也纷纷推出智慧家庭服务搭售合约,包括美国的AT&T、Xfinity,还有欧洲的Qivicon(图2)。

图2 Qivicon所推出的智慧家庭警示服务 数据源:Qivicon

 

图2 Qivicon所推出的智慧家庭警示服务 数据源:Qivicon

此外,各大知名装置制造商也加入战局,像汉威联合目前就大推Wi-Fi恒温器,此外几个大型家电品牌亦推出智能型家电。

智能家庭技术市场炒得火热,亦使得能源管理功能受到瞩目(为智能家庭的关键元素之一)。简而言之,家庭能源管理技术的重心正从公用事业及一群专门厂商转移到消费性科技大品牌,其中包含通讯服务供货商。这因而创造出新商机,将那些以第三方技术为基础的能源服务导入市场,但因为必须横跨各种异质性技术提供管理服务,亦随之带来诸多挑战。

要利用消费性技术成功推出公用事业服务,主要关键在于产品的市场普及率。因此,在设定优先级时,智慧家庭技术建置基础(Installed Base)的相关信息就显得相当重要。

有些历史较为悠久的消费性科技供货商可能已经针对公用事业研发出「统包解决方案」(Turnkey Solution),包括能让技术参与需量响应或能源效率方案的云端解决方案。对第三方技术的依赖程度将会低于直接由公用事业运作管控技术的模式。进行需求规画时(可能的需求与确定的需求),则必须考虑可能会有第三方装置无法响应。

或许也可以让消费性技术搭配计费、顾客支持及以营销为目的的各种服务点。网络资安(Cybersecurity)尤其能够确保产品特色,特别是当消费性技术链接公用事业系统,并因而产生漏洞的时候。

在消费性技术供货商的市场版图方面,一般来说通讯服务商因为已然建立客户关系并采取服务导向手法,很适合提供智慧家庭解决方案。既有的商业模式是将昂贵的装置成本摊提到服务资费方案当中(例如家用数字录像机或是DVR及电缆调制解调器),同时为第三方装置(像家用Wi-Fi路由器)提供支持与服务基础架构,因此很适合进行公用事业结盟。

针对装置通讯与能源相关交易所设定的产业标准,是解决方案整体设计当中的重要一环。评估各种快速崛起的消费性技术时,这些标准能确保特别引人注目。像OpenADR就是一套特别重要的标准,用来与顾客的能源来源进行沟通。然而,目前公用事业参与OpenADR联盟仍受到限制。像ZigBee Smart Energy Profile(SEP)、Z-Wave、Wi-Fi及Green PHY(电力线通讯)等其他通讯规格,则适用于跨装置通讯,还有公用事业系统与顾客自有设备之间的通讯。

要利用智慧家庭技术打造加值型能源服务必须先解决公用事业营收与客户系统之间的鸿沟,采用第三方技术的加值型能源服务将创造出新的需求,但既有的公用事业IT与OT(作业科技)应用组合可能无法满足这些需求,因而可能出现新的需求,包括:

.必须有能力收集、统合与分析恒温器设定,并产出一套依时间排序的指令以管理需求。要满足这些需求,便可能创造需量响应管理系统(DRMS)的需求。

.必须要有可变的订价系统来影响负载循环,因为智能家电可能要有复杂的计费引擎技术,才能提升传统的顾客信息系统(CIS)。

.新型电动车充电程序可能要具备动态链接顾客车辆和电动车充电点(包括充电站内部与外部)的能力。

在规画解决方案的过程中,规画者须收集新的需求并评估与既有系统之间的差距,尤其是像顾客信息系统这样负责记录的系统。

此外,还有与智能家庭装置的登记(Enrolling)、服务开通(Provisioning)及通讯相关的一般需求。公用事业的信息长应评估各种选项以执行此一过程,并开发出一套策略来管理顾客装置相关数据。

整体而言,公用事业要做好必须投入大笔资金建设多用途应用基础架构的心理准备,才能提供智能家庭装置加值型的公用事业服务;也要仔细筛选新型解决方案以找出特殊需求,还有IT与OT系统之间的重大差异,以确保分配到适当的资金、资源与人力;另外,投资多用途应用基础架构,以第三方智能家庭技术提供加值型公用事业服务;最后则在规画解决方案的过程中收集新的需求,并评估与既有系统之间的差距,利用步调分层(Pace Layering)的方式来规画新的功能。 

作者:Chet Geschickter Gartner能源与公用事业研究团队总监