Namų energijos valdymo sistema išmaniesiems namams ir paskirstytai energijos kontrolei

Įvadas: Kodėl namų energijos valdymas tampa esminis

Didėjančios energijos kainos, paskirstyta atsinaujinančių išteklių gamyba ir šildymo bei mobilumo elektrifikavimas iš esmės keičia tai, kaip namų ūkiai vartoja ir valdo energiją. Tradiciniai atskiri prietaisai – termostatai, išmanieji kištukai ar elektros energijos skaitikliai – nebepakanka norint reikšmingai sutaupyti energijos ar valdyti sistemą.

A Namų energijos valdymo sistema (HEMS)suteikia vieningą sistemą, skirtąstebėti, kontroliuoti ir optimizuoti energijos suvartojimą namuoseŠVOK įrangai, saulės energijos generatoriams, elektromobilių įkrovikliams ir elektros apkrovoms. Užuot reagavusi į izoliuotus duomenų taškus, HEMS leidžia koordinuotai priimti sprendimus, pagrįstus energijos prieinamumu, paklausa ir vartotojų elgsena realiuoju laiku.

„OWON“ projektuojame ir gaminame prijungtus energijos ir ŠVOK įrenginius, kurie yra keičiamo dydžio namų energijos valdymo sistemų pagrindas. Šiame straipsnyje paaiškinama, kaip veikia šiuolaikinės HEMS architektūros, kokias problemas jos išsprendžia ir kaip į įrenginį orientuotas požiūris leidžia patikimai diegti dideliu mastu.

Kas yra namų energijos valdymo sistema?

Namų energijos valdymo sistema yrapaskirstytos valdymo platformoskuri integruoja energijos stebėjimą, apkrovos valdymą ir automatizavimo logiką į vieną sistemą. Jos pagrindinis tikslas yraoptimizuoti energijos suvartojimą, išlaikant komfortą ir sistemos patikimumą.

Įprastas HEMS jungiasi:

• Energijos matavimo prietaisai (vienfaziai ir trifaziai skaitikliai)

• ŠVOK įranga (katilai, šilumos siurbliai, oro kondicionieriai)

• Paskirstytieji energijos šaltiniai (saulės baterijos, kaupimas)

• Lanksčios apkrovos (elektromobilių įkrovikliai, išmanieji kištukai)

Per centrinius vartus ir vietinę arba debesijos pagrindu veikiančią logiką sistema koordinuoja, kaip ir kada suvartojama energija.

Pagrindiniai gyvenamųjų namų energijos valdymo iššūkiai

Prieš įdiegiant HEMS, dauguma namų ūkių ir sistemų operatorių susiduria su bendrais iššūkiais:

• Matomumo stokaį realaus laiko ir istorinį energijos suvartojimą

• Nesuderinti įrenginiaiveikiantis savarankiškai

• Neefektyvus ŠVOK valdymas, ypač naudojant mišrias šildymo ir vėsinimo sistemas

• Prasta integracijatarp saulės energijos gamybos, elektromobilių įkrovimo ir namų ūkių apkrovų

• Priklausomybė nuo valdymo tik debesyje, sukeldamas delsos ir patikimumo problemų

Gerai suprojektuota namų energijos valdymo sistema išsprendžia šiuos iššūkiussistemos lygis, ne tik įrenginio lygmeniu.

Namų energijos valdymo sistemos pagrindinė architektūra

Šiuolaikinės HEMS architektūros paprastai kuriamos aplink keturis pagrindinius sluoksnius:

1. Energijos stebėjimo sluoksnis

Šis sluoksnis teikia realiojo laiko ir istorines įžvalgas apie elektros energijos suvartojimą ir gamybą.

Tipiniai įrenginiai apima:

• Vienfaziai ir trifaziai galios skaitikliai

• Srovės jutikliai su spaustukais

• DIN bėgelių skaitikliai skirstomiesiems skydams

Šie prietaisai matuoja įtampą, srovę, galią ir energijos srautą iš tinklo, saulės baterijų ir prijungtų apkrovų.

2. ŠVOK valdymo sluoksnis

Šildymas ir vėsinimas sudaro didelę namų ūkių suvartojamos energijos dalį. ŠVOK valdymo integravimas į HEMS leidžia optimizuoti energijos suvartojimą neaukojant komforto.

Šis sluoksnis paprastai apima:

• Išmanieji termostataikatilams, šilumos siurbliams ir ventiliatoriniams ritiniams

• IR valdikliai, skirti padalintiems ir mini padalintiems oro kondicionieriams

• Planavimas ir temperatūros optimizavimas pagal užimtumą arba energijos prieinamumą

Koordinuodama ŠVOK veikimą su energijos duomenimis, sistema gali sumažinti didžiausią paklausą ir pagerinti efektyvumą.

3. Apkrovos valdymo ir automatizavimo sluoksnis

Be ŠVOK, HEMS valdo lanksčias elektros apkrovas, tokias kaip:

• Išmanieji kištukaiir relės

• Elektromobilių įkrovikliai

• Šildytuvai arba pagalbiniai įrenginiai

Automatizavimo taisyklės įgalina sistemos komponentų sąveiką. Pavyzdžiui:

• Išjungus oro kondicionierių atidarius langą

• Elektromobilio įkrovimo galios reguliavimas pagal saulės energijos generavimą

• Apkrovų planavimas ne piko tarifų laikotarpiais

4. Šliuzas ir integracijos sluoksnis

Sistemos centre yravietinis šliuzas, kuris jungia įrenginius, vykdo automatizavimo logiką ir pateikia API išorinėms platformoms.

Vartų centrą naudojantis dizainas leidžia:

• Vietinė įrenginio sąveika su mažu delsos laiku

• Tęsiamas veikimas debesijos sutrikimų metu

• Saugi integracija su trečiųjų šalių ataskaitų suvestinėmis, komunalinių paslaugų platformomis arba mobiliosiomis programomis

OWONišmanieji vartaiyra sukurti su stipriomis vietinio tinklo galimybėmis ir išsamiomis įrenginio lygio API sąsajomis, kad palaikytų šią architektūrą.

Realaus pasaulio namų energijos valdymo diegimas

Praktinis didelio masto HEMS diegimo pavyzdys pateiktas išEuropos telekomunikacijų bendrovėkuri planavo įdiegti komunalinių paslaugų valdomą namų energijos valdymo sistemą milijonams namų ūkių.

Projekto reikalavimai

Sistemai reikėjo:

• Stebėkite ir kontroliuokite bendrą namų ūkio energijos suvartojimą

• Integruoti saulės energijos gamybą ir elektromobilių įkrovimą

• Valdykite ŠVOK įrangą, įskaitant dujinius katilus, šilumos siurblius ir mini-split oro kondicionierius

• Įgalinti funkcinę sąveiką tarp įrenginių (pvz., ŠVOK elgsenos susiejimas su langų būsena arba saulės energijos gamyba)

• Pateiktiįrenginio lygio vietinės APItiesioginei integracijai su telekomunikacijų bendrovės debesijos serveriu

OWON sprendimas

„OWON“ pateikė visą „ZigBee“ pagrindu sukurtą įrenginių ekosistemą, įskaitant:

• Energijos valdymo įrenginiai: spaustuvų galios matuokliai, DIN bėgelio relės ir išmanieji kištukai

• ŠVOK valdymo įrenginiai„ZigBee“ termostatai ir IR valdikliai

• Išmanusis „ZigBee“ šliuzas: vietinio tinklo ir lankstaus įrenginių sąveikos įgalinimas

• Vietinės API sąsajos: leidžia tiesiogiai pasiekti įrenginio funkcijas be priklausomybės nuo debesies

Ši architektūra leido telekomunikacijų operatoriui suprojektuoti ir įdiegti keičiamo dydžio HEMS, sutrumpinant kūrimo laiką ir sutrumpinant eksploatavimo sudėtingumą.

Kodėl įrenginio lygio API yra svarbios namų energijos valdyme

Didelio masto arba su komunalinėmis paslaugomis susijusiems diegimamsįrenginio lygio vietinės APIyra labai svarbūs. Jie leidžia sistemos operatoriams:

• Išlaikyti duomenų ir sistemos logikos kontrolę

• Sumažinkite priklausomybę nuo trečiųjų šalių debesijos paslaugų

• Automatizavimo taisyklių ir integravimo darbo eigų tinkinimas

• Pagerinkite sistemos patikimumą ir reagavimo laiką

„OWON“ kuria savo šliuzus ir įrenginius naudodama atviras, dokumentuotas vietines API, kad palaikytų ilgalaikę sistemos evoliuciją.

Tipiniai namų energijos valdymo sistemų taikymai

Namų energijos valdymo sistemos vis dažniau naudojamos:

• Išmaniosios gyvenamosios bendruomenės

• Energijos taupymo programos komunalinėms paslaugoms

• Telekomunikacijų valdomos išmaniųjų namų platformos

• Saulės ir elektromobilių integruoti namų ūkiai

• Daugiabučiai pastatai su centralizuotu energijos stebėjimu

Kiekvienu atveju vertė kyla iškoordinuota kontrolė, o ne izoliuoti išmanieji įrenginiai.

Dažnai užduodami klausimai (DUK)

Koks yra pagrindinis namų energijos valdymo sistemos privalumas?

HEMS suteikia vieningą namų ūkio energijos suvartojimo matomumą ir kontrolę, leidžia optimizuoti energijos suvartojimą, sumažinti sąnaudas ir pagerinti komfortą.

Ar HEMS gali veikti ir su saulės baterijomis, ir su elektromobilių įkrovikliais?

Taip. Tinkamai suprojektuota HEMS stebi saulės energijos generavimą ir atitinkamai reguliuoja elektromobilių įkrovimą arba namų apkrovą.

Ar namų energijos valdymui reikalingas debesijos ryšys?

Ryšys su debesijos paslaugomis yra naudingas, bet nebūtinas. Vietinių šliuzų pagrindu veikiančios sistemos gali veikti nepriklausomai ir prireikus sinchronizuotis su debesijos platformomis.

Sistemos diegimo ir integravimo aspektai

Diegiant namų energijos valdymo sistemą, sistemų projektuotojai ir integratoriai turėtų įvertinti:

• Ryšio protokolo stabilumas (pvz., „ZigBee“)

• Vietinių API prieinamumas

• Mastelio keitimas tūkstančiuose ar milijonuose įrenginių

• Ilgalaikis įrenginio prieinamumas ir programinės įrangos palaikymas

• Lankstumas integruojant ŠVOK, energijos ir ateities įrenginius

OWON glaudžiai bendradarbiauja su partneriais, kad galėtų teikti įrenginių platformas ir sistemai paruoštus komponentus, kurie atitiktų šiuos reikalavimus.

Išvada: Keičiamų namų energijos valdymo sistemų kūrimas

Namų energijos valdymas nebėra ateities koncepcija – tai praktinė būtinybė, kurią lemia energetikos pertvarka, elektrifikacija ir skaitmeninimas. Sujungdama energijos stebėjimą, ŠVOK valdymą, apkrovos automatizavimą ir vietinių šliuzų išmanumą, HEMS leidžia kurti išmanesnes ir atsparesnes gyvenamųjų namų energijos sistemas.

„OWON“ įmonėje mes orientuojamės į teikimągaminami, integruojami ir keičiamo dydžio daiktų interneto įrenginiaikurios sudaro patikimų namų energijos valdymo sistemų pagrindą. Organizacijoms, kuriančioms naujos kartos energijos platformas, sisteminis požiūris yra ilgalaikės sėkmės raktas.