Sistem za upravljanje z energijo doma za pametne domove in porazdeljeno krmiljenje energije

Uvod: Zakaj postaja upravljanje z energijo v domu bistvenega pomena

Naraščajoči stroški energije, porazdeljena proizvodnja energije iz obnovljivih virov ter elektrifikacija ogrevanja in mobilnosti bistveno spreminjajo način, kako gospodinjstva porabljajo in upravljajo energijo. Tradicionalne samostojne naprave – termostati, pametne vtičnice ali števci električne energije – niso več zadostne za zagotavljanje znatnih prihrankov energije ali nadzora na ravni sistema.

A Sistem za upravljanje z energijo v domu (HEMS)zagotavlja enoten okvir zaspremljajte, nadzorujte in optimizirajte porabo energije v gospodinjstvuv opremi za ogrevanje, prezračevanje in klimatizacijo, sončni elektrarni, polnilnicah za električna vozila in električnih obremenitvah. Namesto odzivanja na izolirane podatkovne točke HEMS omogoča usklajeno odločanje na podlagi razpoložljivosti energije, povpraševanja in vedenja uporabnikov v realnem času.

V podjetju OWON načrtujemo in izdelujemo naprave za povezano energijo in HVAC, ki služijo kot gradniki skalabilnih sistemov za upravljanje energije v domu. Ta članek pojasnjuje, kako delujejo sodobne arhitekture HEMS, katere težave rešujejo in kako pristop, osredotočen na naprave, omogoča zanesljivo uvajanje v velikem obsegu.

Kaj je sistem za upravljanje z energijo v domu?

Sistem za upravljanje z energijo v domu jeporazdeljena krmilna platformaki združuje spremljanje energije, nadzor obremenitve in logiko avtomatizacije v en sam sistem. Njegov glavni cilj jeoptimizirajte porabo energije ob hkratnem ohranjanju udobja in zanesljivosti sistema.

Tipičen HEMS povezuje:

• Naprave za merjenje energije (enofazni in trifazni števci)

• Oprema za ogrevanje, prezračevanje in klimatizacijo (kotli, toplotne črpalke, klimatske naprave)

• Razpršeni viri energije (sončne celice, shranjevanje energije)

• Prilagodljive obremenitve (polnilniki za električna vozila, pametne vtičnice)

Sistem prek centralnega prehoda in lokalne ali oblačne logike usklajuje, kako in kdaj se energija porablja.

Ključni izzivi pri upravljanju energije v stanovanjskih objektih

Pred uvedbo sistema HEMS se večina gospodinjstev in sistemskih operaterjev sooča s pogostimi izzivi:

• Pomanjkanje vidljivostiv porabo energije v realnem času in zgodovini

• Neusklajene napravedeluje neodvisno

• Neučinkovito krmiljenje HVAC, zlasti pri mešanih sistemih ogrevanja in hlajenja

• Slaba integracijamed proizvodnjo sončne energije, polnjenjem električnih vozil in gospodinjskimi obremenitvami

• Odvisnost od nadzora samo v oblaku, kar povzroča pomisleke glede zakasnitve in zanesljivosti

Dobro zasnovan sistem za upravljanje z energijo v domu rešuje te izzive nasistemska raven, ne le na ravni naprave.

Osnovna arhitektura sistema za upravljanje energije v domu

Sodobne arhitekture HEMS so običajno zgrajene okoli štirih osnovnih plasti:

1. Plast za spremljanje energije

Ta plast zagotavlja vpogled v porabo in proizvodnjo električne energije v realnem času in zgodovinske podatke.

Tipične naprave vključujejo:

• Enofazni in trifazni števci električne energije

• Tokovni senzorji na osnovi klešč

• Merilniki na DIN-letev za razdelilne omarice

Te naprave merijo napetost, tok, moč in pretok energije iz omrežja, sončnih panelov in priključenih porabnikov.

2. Krmilna plast HVAC

Ogrevanje in hlajenje predstavljata znaten delež porabe energije v gospodinjstvih. Integracija krmiljenja HVAC v sistem HEMS omogoča optimizacijo energije brez žrtvovanja udobja.

Ta plast običajno vključuje:

• Pametni termostatiza kotle, toplotne črpalke in ventilatorske konvektorje

• IR krmilniki za split in mini split klimatske naprave

• Optimizacija urnika in temperature glede na zasedenost ali razpoložljivost energije

Z usklajevanjem delovanja HVAC sistema s podatki o energiji lahko sistem zmanjša največjo porabo in izboljša učinkovitost.

3. Plast za nadzor obremenitve in avtomatizacijo

Poleg HVAC sistem HEMS upravlja tudi prilagodljive električne obremenitve, kot so:

• Pametne vtičnicein releji

• Polnilnice za električna vozila

• Grelniki prostorov ali pomožne naprave

Pravila avtomatizacije omogočajo interakcijo med sistemskimi komponentami. Na primer:

• Izklop klimatske naprave ob odprtju okna

• Prilagajanje moči polnjenja električnih vozil glede na sončno energijo

• Načrtovanje obremenitev v obdobjih izven konic

4. Prehod in integracijski sloj

V središču sistema jelokalni prehod, ki povezuje naprave, izvaja logiko avtomatizacije in izpostavlja API-je zunanjim platformam.

Zasnova, osredotočena na prehod, omogoča:

• Lokalna interakcija naprav z nizko zakasnitvijo

• Nadaljnje delovanje med izpadi v oblaku

• Varna integracija z nadzornimi ploščami, uporabniškimi platformami ali mobilnimi aplikacijami drugih ponudnikov

OWONpametni prehodiso zasnovani z močnimi lokalnimi omrežnimi zmogljivostmi in popolnimi API-ji na ravni naprave za podporo tej arhitekturi.

Uvajanje upravljanja z energijo v domu v resničnem svetu

Praktičen primer obsežne uvedbe HEMS izhaja izEvropsko telekomunikacijsko podjetjeki je načrtovala uvedbo sistema za upravljanje energije v gospodinjstvih, ki ga poganja komunalna podjetja.

Zahteve projekta

Sistem je moral:

• Spremljajte in nadzorujte skupno porabo energije v gospodinjstvu

• Integrirajte proizvodnjo sončne energije in polnjenje električnih vozil

• Nadzorujte opremo za ogrevanje, prezračevanje in klimatizacijo, vključno s plinskimi kotli, toplotnimi črpalkami in mini split klimatskimi napravami

• Omogočanje funkcionalne interakcije med napravami (npr. delovanje sistema HVAC, povezano s stanjem oken ali sončno močjo)

• Zagotovitelokalni API-ji na ravni napraveza neposredno integracijo z zalednim oblakom telekomunikacijskega podjetja

Rešitev OWON

OWON je zagotovil celoten ekosistem naprav, ki temeljijo na ZigBee, vključno z:

• Naprave za upravljanje z energijo: klešče za merjenje moči, releji za DIN-letev in pametne vtičnice

• Naprave za krmiljenje HVACZigBee termostati in IR krmilniki

• Pametni ZigBee prehod: omogočanje lokalnega omrežja in prilagodljive interakcije naprav

• Lokalni API vmesniki: omogočanje neposrednega dostopa do funkcionalnosti naprave brez odvisnosti od oblaka

Ta arhitektura je telekomunikacijskemu operaterju omogočila zasnovo in uvedbo prilagodljivega sistema HEMS z zmanjšanim časom razvoja in operativno kompleksnostjo.

Zakaj so API-ji na ravni naprav pomembni pri upravljanju energije v domu

Za obsežne ali komunalne uvedbe,lokalni API-ji na ravni napraveso ključnega pomena. Sistemskim operaterjem omogočajo:

• Ohranite nadzor nad podatki in sistemsko logiko

• Zmanjšajte odvisnost od storitev v oblaku tretjih oseb

• Prilagodite pravila avtomatizacije in poteke dela integracije

• Izboljšajte zanesljivost sistema in odzivni čas

OWON oblikuje svoje prehode in naprave z odprtimi, dokumentiranimi lokalnimi API-ji za podporo dolgoročnemu razvoju sistema.

Tipične uporabe sistemov za upravljanje z energijo v domu

Sistemi za upravljanje z energijo v domu se vse pogosteje uporabljajo v:

• Pametne stanovanjske skupnosti

• Programi za varčevanje z energijo v komunalnih podjetjih

• Telekomunikacijske platforme za pametne domove

• Gospodinjstva, integrirana s sončno energijo in električnimi vozili

• Večstanovanjske stavbe s centraliziranim energetskim nadzorom

V vsakem primeru vrednost izhaja izusklajen nadzor, ne pa izoliranih pametnih naprav.

Pogosto zastavljena vprašanja (FAQ)

Kaj je glavna prednost sistema za upravljanje z energijo v domu?

Sistem HEMS zagotavlja enoten pregled in nadzor nad porabo energije v gospodinjstvu, kar omogoča optimizacijo energije, zmanjšanje stroškov in izboljšano udobje.

Ali lahko HEMS deluje tako s sončnimi paneli kot s polnilniki za električna vozila?

Da. Pravilno zasnovan sistem HEMS spremlja proizvodnjo sončne energije in ustrezno prilagaja polnjenje električnih vozil ali obremenitve gospodinjstev.

Ali je za upravljanje energije v domu potrebna povezljivost z oblakom?

Povezljivost z oblakom je uporabna, vendar ni obvezna. Lokalni sistemi, ki temeljijo na prehodih, lahko delujejo neodvisno in se po potrebi sinhronizirajo z oblačnimi platformami.

Premisleki za uvajanje in integracijo sistema

Pri uvajanju sistema za upravljanje energije v domu bi morali načrtovalci in integratorji sistemov oceniti:

• Stabilnost komunikacijskega protokola (npr. ZigBee)

• Razpoložljivost lokalnih API-jev

• Prilagodljivost na tisoče ali milijone naprav

• Dolgoročna razpoložljivost naprav in podpora za vdelano programsko opremo

• Prilagodljivost za integracijo HVAC, energije in prihodnjih naprav

OWON tesno sodeluje s partnerji, da bi zagotovil platforme naprav in sistemsko pripravljene komponente, ki podpirajo te zahteve.

Zaključek: Gradnja prilagodljivih sistemov za upravljanje z energijo v domu

Upravljanje z energijo v domu ni več koncept prihodnosti – je praktična nujnost, ki jo spodbujajo energetski prehod, elektrifikacija in digitalizacija. Z združevanjem spremljanja energije, krmiljenja HVAC, avtomatizacije obremenitve in lokalne inteligence prehodov sistem HEMS omogoča pametnejše in odpornejše stanovanjske energetske sisteme.

Pri OWON-u se osredotočamo na zagotavljanjeizdelovalne, integrabilne in skalabilne naprave interneta stvariki tvorijo temelj zanesljivih sistemov za upravljanje z energijo v domu. Za organizacije, ki gradijo energetske platforme naslednje generacije, je sistemsko usmerjen pristop ključ do dolgoročnega uspeha.