Išmaniųjų namų ir komunalinių paslaugų namų energijos valdymo sistemos architektūra

Įvadas: Kodėl namų energijos valdymo sistemos tampa būtinos

Didėjančios elektros energijos kainos, paskirstyta atsinaujinančios energijos gamyba ir šildymo bei transporto elektrifikavimas keičia gyvenamųjų namų energijos vartojimo ir valdymo būdus. Tradiciniams atskiriems išmaniesiems įrenginiams, tokiems kaip termostatai, išmanieji kištukai ar paprasti elektros energijos skaitikliai, trūksta koordinacijos, reikalingos prasmingai energijos optimizacijai pasiekti.

A Namų energijos valdymo sistema (HEMS)suteikia vieningą architektūrą, leidžiančią stebėti, valdyti ir optimizuoti namų ūkių energijos suvartojimą ŠVOK sistemose, saulės energijos generatoriuose, elektromobilių įkrovikliuose ir elektros apkrovose. Užuot veikę atskirai, HEMS įrenginiai veikia kartu, remdamiesi realaus laiko energijos duomenimis, sistemos logika ir vartotojo apibrėžtomis taisyklėmis.

„OWON“ projektuojame ir gaminame prijungtus energijos ir ŠVOK įrenginius, kurie yra pagrindiniai mūsų statybiniai blokai.keičiamo dydžio, šliuzo pagrindu veikiančios namų energijos valdymo sistemosŠiame straipsnyje paaiškinama, kaip veikia šiuolaikinės HEMS architektūros, kokius iššūkius jos sprendžia ir kodėl įrenginio lygio integracija yra labai svarbi ilgalaikiam diegimui.

Kas yra namų energijos valdymo sistema?

A Namų energijos valdymo sistemayra paskirstyta valdymo platforma, integruojanti energijos stebėjimą, apkrovos valdymą ir automatizavimo logiką į vieną koordinuotą sistemą. Jos pagrindinis tikslas – sumažinti energijos sąnaudas, pagerinti efektyvumą ir palaikyti gyventojų komfortą, kartu užtikrinant sistemos patikimumą.

Įprasta namų energijos valdymo sistema jungia:

• Energijos matavimo prietaisai (vienfaziai ir trifaziai galios skaitikliai)

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

• Paskirstytieji energijos ištekliai (saulės fotovoltinės sistemos ir energijos kaupimas)

• Lanksčios elektros apkrovos (EV įkrovikliai, išmanieji kištukai ir relės)

Percentriniai vartaiir vietine arba debesijos pagrindu veikiančia logika, HEMS koordinuoja, kada ir kaip energija suvartojama, generuojama arba kaupiama.

Pagrindiniai gyvenamųjų namų energijos valdymo iššūkiai

Prieš diegdami namų energijos valdymo sistemą, namų ūkiai, komunalinių paslaugų įmonės ir sistemų integratoriai dažniausiai susiduria su šiais iššūkiais:

• Ribotas matomumas realiuoju laiku ir istoriniame energijos suvartojime

• Išmanieji įrenginiai, veikiantys nepriklausomai be koordinuoto valdymo

• Neefektyvus ŠVOK veikimas, ypač mišrios šildymo ir vėsinimo aplinkose

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

• Pernelyg didelis pasitikėjimas vien debesijos teikiama kontrole, dėl kurio kyla delsos ir patikimumo rizika

Tinkamai suprojektuota namų energijos valdymo sistema išsprendžia šias problemassistemos architektūros lygis, o ne pasikliauti atskirais išmaniaisiais įrenginiais.

Namų energijos valdymo sistemos pagrindinė architektūra

Šiuolaikinės namų energijos valdymo sistemos architektūra paprastai susideda iš keturių pagrindinių sluoksnių.

1. Energijos stebėjimo sluoksnis

Energijos stebėjimo sluoksnis teikia realaus laiko ir istorines įžvalgas apie elektros energijos suvartojimą ir gamybą namų ūkyje.

Tipiniai įrenginiai apima:

• Vienfaziai ir trifaziai galios skaitikliai

• Srovės jutikliai su spaustukais

• DIN bėgelio energijos skaitikliai skirstomiesiems skydams

Šie prietaisai matuoja įtampą, srovę, aktyviąją galią, galios koeficientą ir bendrą energijos suvartojimą iš tinklo, saulės sistemų ir prijungtų apkrovų. Tikslūs energijos duomenys yra bet kurios namų energijos valdymo sistemos pagrindas.

2. ŠVOK valdymo sluoksnis

Šildymo ir vėsinimo sistemos sudaro vieną didžiausių energijos apkrovų gyvenamosiose aplinkose. IntegravimasŠVOK valdymasĮdiegimas į namų energijos valdymo sistemą leidžia optimizuoti energiją nepakenkiant komfortui.

Šis sluoksnis paprastai apima:

• Išmanieji termostataikatilams, šilumos siurbliams ir grindiniam šildymui

• IR valdikliai, skirti padalintoms ir mini padalintoms oro kondicionavimo sistemoms

• Planavimas ir temperatūros optimizavimas pagal užimtumą arba energijos prieinamumą

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

3. Apkrovos valdymo ir automatizavimo sluoksnis

Be ŠVOK, namų energijos valdymo sistema valdo lanksčias elektros apkrovas, tokias kaip:

• Išmanieji kištukai ir DIN bėgelio relės

• Elektromobilių įkrovikliai

• Pagalbiniai šildytuvai ir prietaisai

Automatizavimo taisyklės įgalina sistemos komponentų sąveiką. Pavyzdžiai:

• Išjungus oro kondicionierių atidarius langą

• Elektromobilio įkrovimo galios reguliavimas pagal turimą saulės energijos gamybą

• Elektros apkrovų planavimas ne piko tarifų laikotarpiais

Šis koordinuotas apkrovos valdymas yra pagrindinis skirtumas tarp tikros namų energijos valdymo sistemos ir izoliuotų išmaniųjų įrenginių.

4. Šliuzas ir integracijos sluoksnis

Namų energijos valdymo sistemos architektūros centre yravietinis šliuzasŠliuzas jungia įrenginius, vykdo automatizavimo logiką ir atveria integravimo sąsajas išorinėms platformoms.

Vartų centrą naudojantis dizainas leidžia:

• Mažo delsos vietinio įrenginio sąveika

• Nuolatinis sistemos veikimas debesijos sutrikimų metu

• Saugi integracija su komunalinių paslaugų platformomis, telekomunikacijų serveriais ir mobiliosiomis programomis

OWON išmanieji vartaiyra sukurti su stipriomis vietinio tinklo galimybėmis irįrenginio lygio APIremti patikimus ir keičiamo dydžio namų energijos valdymo diegimus.

Realaus pasaulio namų energijos valdymo sistemos diegimas

Praktinis didelio masto namų energijos valdymo sistemos diegimo pavyzdys yra Europos telekomunikacijų operatorius, planuojantis įdiegti komunalinių paslaugų pagrindu veikiančią energijos valdymo platformą milijonams namų ūkių.

Projekto reikalavimai

Sistemai reikėjo gebėjimo:

• Stebėkite ir kontroliuokite bendrą namų ūkio energijos suvartojimą

• Integruoti saulės energijos gamybą ir elektromobilių įkrovimą

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

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

• Pateikite įrenginio lygio vietines API sąsajas tiesioginei integracijai su serveriu

OWON sprendimas

„OWON“ pristatė „ZigBee“ pagrindu veikiančią namų energijos valdymo įrenginių ekosistemą, įskaitant:

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

• ŠVOK įrenginiai: „ZigBee“ termostatai ir IR valdikliai

• Išmanusis šliuzas: vietinio tinklo ir koordinuoto įrenginių valdymo įgalinimas

• Vietinės API sąsajos: sistemos logika be priklausomybės nuo debesies

Ši architektūra leido greitai diegti, tuo pačiu sumažinant kūrimo sudėtingumą ir ilgalaikę operacinę riziką.

Kodėl įrenginio lygio API yra svarbios namų energijos valdymo sistemose

Didelės apimties, komunalinių paslaugų arba telekomunikacijų valdomoms namų energijos valdymo sistemoms,įrenginio lygio vietinės APIyra labai svarbūs. Jie leidžia sistemos operatoriams:

• Išlaikyti duomenų ir sistemos logikos nuosavybę

• Sumažinkite priklausomybę nuo trečiųjų šalių debesijos platformų

• Automatizavimo ir integravimo darbo eigų pritaikymas

• Pagerinkite sistemos patikimumą ir reagavimo laiką

„OWON“ projektuoja šliuzus ir įrenginius su dokumentuotomis vietinėmis API, kad palaikytų ilgalaikę sistemos evoliuciją ir integracijos lankstumą.

Tipiniai namų energijos valdymo sistemų taikymai

Namų energijos valdymo sistemos vis dažniau taikomos:

• Išmaniosios gyvenamosios bendruomenės

• Komunalinių paslaugų energijos vartojimo efektyvumo programos

• Telekomunikacijų valdomos išmaniųjų namų platformos

• Saulės ir elektromobilių integruoti namų ūkiai

• Daugiabučiai pastatai su centralizuotu energijos stebėjimu

Kiekvienu atveju namų energijos valdymo sistemos vertė kyla iš to,koordinuotas valdymas visuose įrenginiuose, o ne izoliuota automatizacija.

Dažnai užduodami klausimai (DUK)

Koks yra pagrindinis namų energijos valdymo sistemos privalumas?
Namų energijos valdymo sistema užtikrina vieningą namų ūkio energijos suvartojimo matomumą ir koordinuotą kontrolę, taip sumažindama išlaidas, optimizuodama energijos suvartojimą ir pagerindama komfortą.

Ar namų energijos valdymo sistema gali integruoti saulės baterijas ir elektromobilių įkroviklius?
Taip. Tinkamai suprojektuota namų energijos valdymo sistema stebi saulės energijos gamybą ir dinamiškai reguliuoja elektromobilių įkrovimą bei namų ūkių apkrovas.

Ar namų energijos valdymo sistemai reikalingas debesijos ryšys?
Ryšys su debesijos paslaugomis yra neprivalomas. Šliuzo pagrindu veikiančios namų energijos valdymo sistemos gali veikti lokaliai ir prireikus sinchronizuotis su debesijos platformomis.

Išvada: Keičiamų namų energijos valdymo sistemų kūrimas

Namų energijos valdymo sistemos nebėra konceptualios – jos yra esminė infrastruktūra, kurią skatina energetikos pertvarka, elektrifikacija ir skaitmeninimas. Sujungdama energijos stebėjimą, ŠVOK valdymą, apkrovos automatizavimą ir šliuzų išmanumą, namų energijos valdymo sistema sukuria išmanesnę ir atsparesnę gyvenamųjų namų energijos aplinką.

„OWON“ daugiausia dėmesio skiria gaminamų, integruojamų ir keičiamo dydžio daiktų interneto įrenginių, kurie sudaro patikimų namų energijos valdymo sistemų pagrindą, kūrimui. Organizacijoms, kuriančioms naujos kartos gyvenamųjų namų energijos platformas,Sisteminė, šliuzų pagrindu sukurta architektūrayra raktas į ilgalaikę sėkmę.