thumb|Medidor de energia convencional, fabricado nos Estados Unidos, 60Hz
Medidor de energia elétrica é um dispositivo que mede a quantidade de energia elétrica consumida por uma unidade de consumo. capaz de mensurar o consumo de energia elétrica. A unidade mais usada é kWh. Está presente na maioria das habitações no mundo moderno. Pode ser ligado diretamente entre a rede elétrica e a carga (casa) ou através de transformadores de acoplamento de tensão e/ou corrente.
As Principais partes do medidor são: Base: parte onde são fixadas todas as outras partes do equipamento; Bloco de Terminais: parte onde são acoplados os condutores de entrada(linha) e os condutores de saida(carga); Tampa: parte que tem por objetivo proteger os elementos internos do medidor. Na tampa são aplicados selos a fim de garantir a inviolabilidade do equipamento. Podem ser de metal, vidro ou policarbonato; Elemento sensor de corrente: é a parte responsável por mensurar a corrente elétrica na rede; Elemento sensor de tensão: é a parte responsável por mensurar a tensão életrica da rede; Mostrador: exibe o valor das grandezas registradas pelo equipamento(pode ser um display digital, ciclometros, "ponteiros"); Registrador: parte responsável por guardar os valores das grandezas. No medidor com display é usada uma epron, nos medidores com mostrador analógico o próprio mostrador é o registrador; Disco: é a parte que fica girando com uma tarja preta quando os equipamentos da rede estão ligados. Cada volta do disco corresponde a uma quantidade de energia consumida, que é descrita pela constante de disco Kd(ler "cadê"). No medidor eletrônico não existe disco mas os circuitos do equipamento simulam a ação do disco medindo a energia através de pulsos que podem ser acompanhados por um led que pisca a cada pulso completo. A constante para medidores eletrônicos passa a ser Kh(ler "ca índice agá").
Este tipo de ligação é comumente utilizado em indústrias e consumidores de média (13,8 kV a 34,5 kV) e alta tensão (69 kV a 230 kV). Seus erros podem variar de menos de 0,02% a até 2,00% em condições controladas (25°C +/- 5°C, tensão nominal e corrente nominal) e dependem da aplicação desejada. Nas residências são comumente utilizados medidores de classe 2 (erro relativo percentual de +/- 2,00 %).
Métodos de monitoramento e faturamento thumb|Leiturista realizando a leitura de um medidor residencial em Durham, Carolina do Norte, EUA thumb|Antes do advento da leitura automática de medidores, as concessionárias empregavam profissionais (os chamados "leituristas") para inspecionar os medidores no local, como aqui em Glasgow durante a Primeira Guerra Mundial. Mesmo nos dias atuais, muitos medidores não dispõem de leitura remota.
Usos comerciais e industriais Grandes estabelecimentos comerciais e industriais costumam utilizar medidores eletrônicos que registram o consumo de energia em intervalos de meia hora ou menos. Isso ocorre porque a maioria das redes elétricas experimenta picos de demanda ao longo do dia, permitindo às concessionárias fornecer incentivos tarifários para que grandes clientes reduzam seu consumo nesses momentos críticos. Tais picos costumam coincidir com horários de refeição ou com intervalos comerciais de programas televisivos de grande audiência (fenômeno conhecido como pico de TV).
Monitoramento residencial de energia
Um método eficaz para reduzir o consumo de energia domiciliar consiste em fornecer retorno de dados em tempo real aos usuários, incentivando mudanças de comportamento no consumo. Dispositivos de monitoramento acessíveis são capazes de medir energia acumulada (watt-hora), potência instantânea (watts) e, adicionalmente, tensão da rede, corrente, tempo de operação, potência aparente, picos de carga e gráficos semanais de perfil de consumo.
Um estudo realizado pela concessionária Hydro One com 500 residências em Ontário, no Canadá, utilizando monitores visíveis aos consumidores, demonstrou uma redução média de 6,5% no consumo total de eletricidade em relação a um grupo de controle equivalente. Em decorrência do projeto-piloto, a Hydro One distribuiu monitores a 30.000 clientes. Iniciativas como o Google PowerMeter foram desenvolvidas para extrair dados de medidores inteligentes e disponibilizá-los diretamente aos usuários via navegadores web.
thumb|right|Modelo de medidor de eletricidade de tomada utilizado para quantificar o consumo individual de um eletrodoméstico. Medidores de tomada (ou medidores de carga individual) quantificam o consumo específico de aparelhos elétricos. O instrumento é conectado diretamente à tomada da parede, e o equipamento a ser medido é acoplado ao medidor. Esses dispositivos auxiliam na identificação de aparelhos com consumo excessivo ou elevado gasto em modo de espera (standby). Em algumas localidades, tais medidores podem ser obtidos por empréstimo junto a concessionárias locais ou em bibliotecas públicas.
Tarifação múltipla e horossazonal As concessionárias de energia podem aplicar tarifas diferenciadas conforme o horário do dia para refletir os custos reais de geração e transmissão. Como o armazenamento em larga escala de eletricidade para atender picos de consumo ainda apresenta custos elevados, o valor da geração varia ao longo do ciclo diário. Usinas de base de baixo custo operacional (como usinas nucleares ou hidrelétricas) exigem processos lentos de partida e desligamento, gerando excedentes em horários de baixa demanda; em contrapartida, fontes geradoras flexíveis e de acionamento rápido (como termelétricas a gás natural) mantêm-se em reserva operacional para suprir a demanda de pico, acarretando custos operacionais significativamente superiores.
Medidores residenciais de tarifa horária permitem geralmente dois a três postos tarifários (ponta, fora de ponta e intermediário). Em instalações convencionais, a comutação tarifária pode ser realizada por chaves eletromecânicas temporizadas, historicamente integradas a sistemas de aquecedores elétricos de acumulação ou reservatórios de água quente.
A tarifação horossazonal tornou-se viável mediante medidores por horário de uso (TOU, na sigla em inglês), conectados a relógios internos programáveis ou receptores de comutação remota.
A alternância entre tarifas pode ser efetuada por sinais de telecontrole via rede elétrica (controle por ondulação ou ripple control) ou por rádio. Em princípio, relógios temporizados selados também podem ser empregados, embora apresentem maior suscetibilidade a adulterações.
thumb|Medidor e teleinterruptor do sistema Economy 7
No Reino Unido, o sistema Radio Teleswitch tornou-se amplamente disseminado, transmitindo comandos noturnos codificados na portadora de onda longa da emissora BBC Radio 4 (198 kHz). O período fora de ponta abrange tipicamente sete horas (entre a meia-noite e as 07h00 GMT/BST), comercializado sob marcas como Economy 7 ou White Meter para acionamento noturno de aquecedores elétricos e boilers. Também existe a tarifa Economy 10, que oferece dez horas com tarifas reduzidas distribuídas em três intervalos ao longo de 24 horas.
A maioria dos medidores Economy 7 comuta todo o consumo residencial para a tarifa mais econômica durante o período noturno de sete horas, e não apenas os circuitos de aquecimento; em contrapartida, a tarifa por quilowatt-hora cobrada durante o dia e as taxas fixas diárias são substancialmente mais elevadas.
Medidores inteligentes
Medidores inteligentes (smart meters) avançam em relação aos sistemas convencionais de telemedição (AMR). Eles integram recursos como leitura remota bidirecional em tempo real, notificação automática de quedas de energia e análise contínua da qualidade do fornecimento elétrico, permitindo que órgãos reguladores e concessionárias estabeleçam estruturas tarifárias dinâmicas com base no horário e na estação do ano.
Outra vertente técnica utiliza o monitoramento não intrusivo de carga (NILM), método que analisa variações de corrente e tensão na entrada do padrão de energia para inferir quais eletrodomésticos estão em operação em determinada residência e o consumo individual de cada um, dispensando a instalação de sensores em cada aparelho para pesquisas de uso final.
Medidores pré-pagos thumb|Medidor pré-pago e cartões magnéticos no Reino Unido. O botão A exibe dados de consumo e saldo restante, enquanto o botão B libera crédito emergencial. thumb|Medidor digital pré-pago operado por cartão inteligente (smart card). thumb|Chave plástica codificada para recarga de eletricidade pré-paga. thumb|Medidor pré-pago baseado no padrão STS na Indonésia, equipado com teclado para inserção do código numérico de recarga.
O modelo padrão de faturamento de eletricidade baseia-se na cobrança pós-paga mensal ou bimestral pelo volume de energia consumido. Quando a concessionária identifica risco de inadimplência, pode instalar medidores pré-pagos, nos quais o usuário adquire créditos antecipadamente antes de consumir a eletricidade. Quando o saldo de créditos é zerado, o fornecimento é interrompido automaticamente por um relé de corte embutido.
No Reino Unido, medidores mecânicos acionados por moedas foram amplamente utilizados em imóveis alugados e pela rede estatal de distribuição; contudo, exigiam coletas periódicas presenciais e apresentavam riscos de furto dos valores contidos no interior dos aparelhos.
Posteriormente, a London Electricity e a Schlumberger introduziram medidores pré-pagos automatizados acionados por chaves e cartões magnéticos ("Key Meters"), que evitaram dezenas de milhares de cortes anuais por inadimplência. Na atualidade, os medidores eletrônicos de estado sólido com cartão inteligente e chaves eletrônicas de memória são integrados a redes de recarga em agências postais e terminais comerciais autorizados.
Em países como Indonésia, Irlanda do Norte, África do Sul e Sudão, a recarga é realizada diretamente pelo consumidor mediante a digitação de um código numérico criptografado de vinte dígitos em um teclado integrado ao medidor. O protocolo internacional aberto STS (Standard Transfer Specification) estabelece normas de interoperabilidade técnica para fabricantes de sistemas de medição pré-paga em diversos países.
Medição horossazonal e dinâmica A medição por horário de uso (TOD ou TOU) divide o ano, mês e dia em blocos horários com tarifas diferenciadas: valores mais elevados durante os períodos de ponta e tarifas reduzidas nos intervalos fora de ponta. Essa estrutura permite a gestão do consumo pelo próprio usuário (gestão pelo lado da demanda — DSM) ou o corte automatizado de cargas programadas.
Grandes consumidores industriais podem adquirir energia com preços cotados hora a hora com base em projeções antecipadas (day-ahead) ou tarifas em tempo real (RTP).
Medição de exportação de energia e microgeração
Consumidores que instalam sistemas de microgeração de energia (como painéis solares fotovoltaicos, microturbinas eólicas ou sistemas de cogeneração) podem injetar excedentes de eletricidade na rede de distribuição local.
Nos esquemas de medição líquida (net metering), o medidor de eletricidade registra o fluxo bidirecional: durante os períodos de geração excedente, o mecanismo gira em sentido inverso (ou registra fluxos negativos em medidores eletrônicos bidirecionais), abatendo o montante injetado diretamente do volume de energia faturado ao consumidor. A conexão desses sistemas exige equipamentos de proteção e seccionamento automático (como relés de anti-ilhamento) para garantir a segurança dos eletricistas em caso de manutenção na rede.
A expansão de veículos elétricos e híbridos plug-in viabilizou também o desenvolvimento de tecnologias de integração veículo-rede (V2G), nas quais as baterias automotivas são recarregadas na rede em horários de tarifa baixa e podem descarregar energia de volta ao sistema durante os picos de demanda diários, apoiadas pela infraestrutura de redes elétricas inteligentes.
Galeria
Ver também INMETRO ANEEL
Ligações externas