Mājas enerģijas pārvaldības sistēma viedajām mājām un decentralizētai enerģijas kontrolei

Ievads: Kāpēc mājas enerģijas pārvaldība kļūst būtiska

Pieaugošās enerģijas izmaksas, decentralizēta atjaunojamo energoresursu ražošana un apkures un mobilitātes elektrifikācija fundamentāli maina to, kā mājsaimniecības patērē un pārvalda enerģiju. Tradicionālās atsevišķās ierīces — termostati, viedās kontaktdakšas vai jaudas skaitītāji — vairs nav pietiekamas, lai nodrošinātu ievērojamu enerģijas ietaupījumu vai kontroli sistēmas līmenī.

A Mājas enerģijas pārvaldības sistēma (HEMS)nodrošina vienotu sistēmuuzraudzīt, kontrolēt un optimizēt mājsaimniecības enerģijas patēriņuvisā HVAC iekārtās, saules enerģijas ražošanā, elektroautomobiļu uzlādes stacijās un elektriskajās slodzēs. Tā vietā, lai reaģētu uz atsevišķiem datu punktiem, HEMS ļauj pieņemt koordinētus lēmumus, pamatojoties uz enerģijas pieejamību, pieprasījumu un lietotāju uzvedību reāllaikā.

Uzņēmumā OWON mēs projektējam un ražojam savienotas enerģijas un HVAC ierīces, kas kalpo kā mērogojamu mājas enerģijas pārvaldības sistēmu pamatelementi. Šajā rakstā ir paskaidrots, kā darbojas mūsdienu HEMS arhitektūras, kādas problēmas tās risina un kā uz ierīci orientēta pieeja nodrošina uzticamu ieviešanu plašā mērogā.

Kas ir mājas enerģijas pārvaldības sistēma?

Mājas enerģijas pārvaldības sistēma irizkliedēta vadības platformakas integrē enerģijas monitoringu, slodzes kontroli un automatizācijas loģiku vienā sistēmā. Tās galvenais mērķis iroptimizēt enerģijas patēriņu, vienlaikus saglabājot komfortu un sistēmas uzticamību.

Tipisks HEMS savienojas:

• Enerģijas mērīšanas ierīces (vienfāzes un trīsfāžu skaitītāji)

• HVAC iekārtas (katli, siltumsūkņi, gaisa kondicionieri)

• Izkliedēti enerģijas avoti (saules paneļi, uzglabāšana)

• Elastīgas slodzes (EV uzlādes ierīces, viedās kontaktdakšas)

Izmantojot centrālu vārteju un lokālu vai mākonī balstītu loģiku, sistēma koordinē, kā un kad tiek patērēta enerģija.

Galvenās problēmas dzīvojamo ēku energopārvaldībā

Pirms HEMS ieviešanas lielākā daļa mājsaimniecību un sistēmu operatoru saskaras ar bieži sastopamām problēmām:

• Redzamības trūkumsreāllaika un vēsturiskajā enerģijas patēriņā

• Nesaskaņotas ierīcesdarbojas neatkarīgi

• Neefektīva HVAC vadība, īpaši jauktām apkures un dzesēšanas sistēmām

• Slikta integrācijastarp saules enerģijas ražošanu, elektroautomobiļu uzlādi un mājsaimniecību slodzēm

• Atkarība no tikai mākoņa vadības, radot bažas par latentumu un uzticamību

Labi izstrādāta mājas enerģijas pārvaldības sistēma risina šīs problēmassistēmas līmenī, ne tikai ierīces līmenī.

Mājas enerģijas pārvaldības sistēmas galvenā arhitektūra

Mūsdienu HEMS arhitektūras parasti tiek veidotas ap četriem galvenajiem slāņiem:

1. Enerģijas monitoringa slānis

Šis slānis sniedz reāllaika un vēsturisku ieskatu elektroenerģijas patēriņā un ražošanā.

Tipiskas ierīces ietver:

• Vienfāzes un trīsfāžu jaudas skaitītāji

• Skavu strāvas sensori

• DIN sliedes skaitītāji sadales paneļiem

Šīs ierīces mēra spriegumu, strāvu, jaudu un enerģijas plūsmu no tīkla, saules paneļiem un pievienotajām slodzēm.

2. HVAC vadības slānis

Apkure un dzesēšana veido ievērojamu daļu no mājsaimniecības enerģijas patēriņa. HVAC vadības integrēšana HEMS ļauj optimizēt enerģijas patēriņu, neupurējot komfortu.

Šis slānis parasti ietver:

• Viedie termostatikatliem, siltumsūkņiem un ventilatora spolēm

• IR kontrolieri dalītajiem un mini dalītajiem gaisa kondicionieriem

• Plānošana un temperatūras optimizācija, pamatojoties uz noslogotību vai enerģijas pieejamību

Koordinējot HVAC darbību ar enerģijas datiem, sistēma var samazināt maksimālo pieprasījumu un uzlabot efektivitāti.

3. Slodzes kontroles un automatizācijas slānis

Papildus HVAC sistēmai HEMS pārvalda elastīgas elektriskās slodzes, piemēram:

• Viedās kontaktligzdasun releji

• Elektroautomobiļu uzlādes ierīces

• Telpas sildītāji vai palīgierīces

Automatizācijas noteikumi nodrošina mijiedarbību starp sistēmas komponentiem. Piemēram:

• Gaisa kondicioniera izslēgšana, atverot logu

• EV uzlādes jaudas pielāgošana, pamatojoties uz saules enerģijas ģenerēto enerģiju

• Slodžu plānošana tarifu periodos ārpus pīķa stundām

4. Vārteja un integrācijas slānis

Sistēmas centrā irlokālā vārteja, kas savieno ierīces, izpilda automatizācijas loģiku un nodrošina API pieejamību ārējām platformām.

Vārtei centrēts dizains ļauj:

• Lokāla ierīces mijiedarbība ar zemu latentumu

• Nepārtraukta darbība mākoņpakalpojumu pārtraukumu laikā

• Droša integrācija ar trešo pušu informācijas paneļiem, utilītu platformām vai mobilajām lietojumprogrammām

OWONviedie vārtiir izstrādāti ar spēcīgām lokālās tīklošanas iespējām un pilnīgām ierīces līmeņa API, lai atbalstītu šo arhitektūru.

Reālās pasaules mājas enerģijas pārvaldības ieviešana

Praktisks liela mēroga HEMS ieviešanas piemērs ir šāds:Eiropas telekomunikāciju uzņēmumskas plānoja ieviest komunālo pakalpojumu vadītu mājas enerģijas pārvaldības sistēmu miljoniem mājsaimniecību.

Projekta prasības

Sistēmai bija nepieciešams:

• Uzraudzīt un kontrolēt kopējo mājsaimniecības enerģijas patēriņu

• Integrēt saules enerģijas ražošanu un elektrotransportlīdzekļu uzlādi

• Vadiet HVAC iekārtas, tostarp gāzes katlus, siltumsūkņus un mini-split gaisa kondicionēšanas iekārtas

• Nodrošina funkcionālu mijiedarbību starp ierīcēm (piemēram, HVAC darbību, kas saistīta ar logu statusu vai saules enerģijas jaudu)

• Nodrošinātierīces līmeņa lokālās APItiešai integrācijai ar telekomunikāciju uzņēmuma aizmugursistēmas mākoni

OWON risinājums

OWON nodrošināja pilnīgu ZigBee balstītu ierīču ekosistēmu, tostarp:

• Enerģijas pārvaldības ierīces: skavu jaudas mērītāji, DIN sliedes releji un viedie spraudņi

• HVAC vadības ierīcesZigBee termostati un IR kontrolieri

• Viedā ZigBee vārteja: lokālās tīklošanas un elastīgas ierīču mijiedarbības nodrošināšana

• Vietējās API saskarnes: ļaujot tieši piekļūt ierīces funkcionalitātei bez atkarības no mākoņpakalpojumiem

Šī arhitektūra ļāva telekomunikāciju operatoram izstrādāt un izvietot mērogojamu HEMS ar samazinātu izstrādes laiku un darbības sarežģītību.

Kāpēc ierīces līmeņa API ir svarīgi mājas enerģijas pārvaldībā

Liela mēroga vai komunālo pakalpojumu vadītām izvietošanāmierīces līmeņa lokālās APIir kritiski svarīgi. Tie ļauj sistēmu operatoriem:

• Saglabājiet kontroli pār datiem un sistēmas loģiku

• Samaziniet atkarību no trešo pušu mākoņpakalpojumiem

• Pielāgojiet automatizācijas noteikumus un integrācijas darbplūsmas

• Uzlabojiet sistēmas uzticamību un reakcijas laiku

OWON izstrādā savus vārtejas un ierīces ar atvērtām, dokumentētām vietējām API, lai atbalstītu ilgtermiņa sistēmas attīstību.

Mājas enerģijas pārvaldības sistēmu tipiskie pielietojumi

Mājas enerģijas pārvaldības sistēmas arvien vairāk tiek izmantotas:

• Viedās dzīvojamās kopienas

• Komunālo pakalpojumu enerģijas taupīšanas programmas

• Telekomunikāciju vadītas viedās mājas platformas

• Saules un elektroautomobiļu integrētas mājsaimniecības

• Daudzdzīvokļu ēkas ar centralizētu enerģijas monitoringu

Katrā gadījumā vērtība rodas nokoordinēta kontrole, nevis izolētas viedierīces.

Bieži uzdotie jautājumi (BUJ)

Kāda ir mājas enerģijas pārvaldības sistēmas galvenā priekšrocība?

HEMS nodrošina vienotu mājsaimniecības enerģijas patēriņa pārskatāmību un kontroli, ļaujot optimizēt enerģiju, samazināt izmaksas un uzlabot komfortu.

Vai HEMS var darboties gan ar saules paneļiem, gan elektrotransportlīdzekļu lādētājiem?

Jā. Pareizi izstrādāta HEMS uzrauga saules enerģijas ražošanu un attiecīgi pielāgo elektrotransportlīdzekļu uzlādi vai mājsaimniecības slodzes.

Vai mājas enerģijas pārvaldībai ir nepieciešams mākoņa savienojums?

Mākoņa savienojamība ir noderīga, bet nav obligāta. Vietējās vārtejas sistēmas var darboties neatkarīgi un sinhronizēties ar mākoņplatformām, kad tas nepieciešams.

Sistēmas izvietošanas un integrācijas apsvērumi

Ieviešot mājas enerģijas pārvaldības sistēmu, sistēmu izstrādātājiem un integratoriem jāizvērtē:

• Komunikācijas protokola stabilitāte (piemēram, ZigBee)

• Vietējo API pieejamība

• Mērogojamība tūkstošiem vai miljoniem ierīču

• Ilgtermiņa ierīces pieejamība un programmaparatūras atbalsts

• Elastība integrēt HVAC, enerģijas un nākotnes ierīces

OWON cieši sadarbojas ar partneriem, lai nodrošinātu ierīču platformas un sistēmai gatavus komponentus, kas atbalsta šīs prasības.

Secinājums: mērogojamu mājas enerģijas pārvaldības sistēmu izveide

Mājas enerģijas pārvaldība vairs nav nākotnes koncepcija — tā ir praktiska nepieciešamība, ko virza enerģijas pāreja, elektrifikācija un digitalizācija. Apvienojot enerģijas monitoringu, HVAC kontroli, slodzes automatizāciju un lokālo vārteju intelektu, HEMS nodrošina viedākas un noturīgākas dzīvojamās energosistēmas.

OWON mēs koncentrējamies uz piegādiražojamas, integrējamas un mērogojamas lietu interneta ierīceskas veido uzticamu mājas enerģijas pārvaldības sistēmu pamatu. Organizācijām, kas veido nākamās paaudzes enerģijas platformas, uz sistēmu orientēta pieeja ir ilgtermiņa panākumu atslēga.