Архитектура на систем за управување со енергија во домот за паметни домови и комунални услуги

Вовед: Зошто системите за управување со енергија во домот стануваат неопходни

Зголемените трошоци за електрична енергија, дистрибуираното производство на обновлива енергија и електрификацијата на греењето и транспортот го преобликуваат начинот на кој се троши и управува со енергијата во домаќинствата. Традиционалните самостојни паметни уреди - како што се термостати, паметни приклучоци или основни броила за електрична енергија - немаат координација потребна за постигнување значајна оптимизација на енергијата.

A Систем за управување со енергија во домот (HEMS)Обезбедува унифицирана архитектура што овозможува следење, контрола и оптимизација на потрошувачката на енергија во домаќинствата низ HVAC системите, производството на сончева енергија, полначите за електрични возила и електричните оптоварувања. Наместо да работат изолирано, уредите во рамките на HEMS работат заедно врз основа на податоци за енергија во реално време, системска логика и правила дефинирани од корисникот.

Во OWON, ние дизајнираме и произведуваме поврзани енергетски и HVAC уреди кои служат како основни градежни блокови заскалабилни, базирани на портал системи за управување со енергија во домотОваа статија објаснува како функционираат модерните HEMS архитектури, предизвиците со кои се справуваат и зошто интеграцијата на ниво на уред е клучна за долгорочно распоредување.

Што е систем за управување со енергија во домот?

A Систем за управување со енергија во домоте дистрибуирана платформа за контрола која ги интегрира мониторингот на енергијата, контролата на оптоварувањето и логиката за автоматизација во еден координиран систем. Нејзината примарна цел е да ги намали трошоците за енергија, да ја подобри ефикасноста и да ја одржи удобноста на корисниците, а воедно да ја поддржи сигурноста на системот.

Типичен систем за управување со енергија во домот поврзува:

• Уреди за мерење на енергија (еднофазни и трифазни броила за моќност)

• HVAC опрема (бојлери, топлински пумпи, клима уреди, вентилаторски конвектори)

• Дистрибуирани енергетски ресурси (сончеви фотоволтаични системи и складирање на енергија)

• Флексибилни електрични оптоварувања (полначи за електрични возила, паметни приклучоци и релеи)

Прекуцентрална портаи локална или логика базирана на облак, HEMS координира кога и како енергијата се троши, генерира или складира.

Клучни предизвици во управувањето со енергијата во станбените објекти

Пред да воспостават систем за управување со енергија во домот, домаќинствата, комуналните претпријатија и системските интегратори најчесто се соочуваат со следниве предизвици:

• Ограничена видливост на потрошувачката на енергија во реално време и историјата

• Паметни уреди кои работат независно без координирана контрола

• Неефикасно работење на HVAC, особено во мешани средини за греење и ладење

• Слаба интеракција помеѓу сончевата енергија, полнењето на електричните возила и товарот во домаќинствата

• Преголема зависност од контрола само во облак, што доведува до ризици од латентност и сигурност

Правилно дизајнираниот систем за управување со енергијата во домот ги решава овие проблеми наниво на системска архитектура, наместо да се потпираат на изолирани паметни уреди.

Основна архитектура на систем за управување со енергија во домот

Архитектурата на модерниот систем за управување со енергија во домот обично е составена од четири основни слоја.

1. Слој за следење на енергијата

Слојот за следење на енергијата обезбедува увид во реално време и историски податоци за потрошувачката и производството на електрична енергија во домаќинството.

Типични уреди вклучуваат:

• Еднофазни и трифазни мерачи на моќност

• Сензори за струја базирани на стегач

• DIN-шински броила за енергија за дистрибутивни панели

Овие уреди мерат напон, струја, активна моќност, фактор на моќност и вкупна потрошувачка на енергија од мрежата, соларните системи и поврзаните оптоварувања. Точните податоци за енергијата ја формираат основата на секој систем за управување со енергијата во домот.

2. Контролен слој на HVAC

Системите за греење и ладење претставуваат едно од најголемите енергетски оптоварувања во станбените средини. ИнтегрирањеHVAC контролаво систем за управување со енергијата во домот овозможува оптимизација на енергијата без да се загрози удобноста.

Овој слој обично вклучува:

• Паметни термостатиза котли, топлински пумпи и подно греење

• IR контролери за сплит и мини-сплит системи за климатизација

• Распоред и оптимизација на температурата врз основа на зафатеноста или достапноста на енергија

Со координирање на работата на HVAC системот со енергетските податоци, системот за управување со енергијата во домот може да ја намали врвната побарувачка и да ја подобри целокупната ефикасност.

3. Слој за контрола на оптоварувањето и автоматизација

Освен HVAC, системот за управување со енергија во домот управува со флексибилни електрични оптоварувања како што се:

• Паметни приклучоци и DIN-шини релеи

• Полначи за електрични возила

• Помошни грејачи и апарати

Правилата за автоматизација овозможуваат интеракција помеѓу системските компоненти. Примерите вклучуваат:

• Исклучување на клима уредот кога ќе се отвори прозорец

• Прилагодување на моќноста на полнење на електрични возила врз основа на достапното производство на сончева енергија

• Распоредување на електрични оптоварувања за време на периоди со тарифа надвор од шпицот

Оваа координирана контрола на оптоварувањето е клучна разлика помеѓу вистински систем за управување со енергија во домот и изолирани паметни уреди.

4. Слој на портал и интеграција

Во центарот на архитектурата на системот за управување со енергија во домот елокална портаГејтвејот поврзува уреди, извршува логика за автоматизација и ги изложува интерфејсите за интеграција на надворешни платформи.

Дизајнот центриран на портал овозможува:

• Интеракција на локални уреди со ниска латентност

• Продолжено функционирање на системот за време на прекини во облакот

• Безбедна интеграција со комунални платформи, телекомуникациски бекенди и мобилни апликации

OWON паметни порталисе дизајнирани со силни можности за локално вмрежување иAPI-ја на ниво на уредза поддршка на сигурни и скалабилни имплементации на управување со енергијата во домот.

Распоредување на систем за управување со енергија во домот во реалниот свет

Практичен пример за распоредување на систем за управување со енергија во домовите во големи размери доаѓа од европски телекомуникациски оператор кој планира да воведе платформа за управување со енергија управувана од комунални услуги за милиони домаќинства.

Барања за проектот

Системот бараше способност за:

• Следење и контрола на вкупната потрошувачка на енергија во домаќинството

• Интегрирајте го производството на сончева енергија и полнењето на електрични возила

• Контролирајте ја HVAC опремата, вклучувајќи гасни котли, топлински пумпи и клима уреди

• Овозможете функционална интеракција помеѓу уредите (на пр., однесувањето на HVAC поврзано со статусот на прозорецот или сончевата енергија)

• Обезбедете локални API-ја на ниво на уред за директна интеграција во бекенд

OWON решение

OWON испорача екосистем на уреди за управување со енергијата во домот базиран на ZigBee, вклучувајќи:

• Енергетски уреди:мерачи на моќност со стегач, DIN-шински релеи и паметни приклучоци

• HVAC уреди: ZigBee термостати и IR контролери

• Паметна порта: овозможува локално вмрежување и координирана контрола на уредите

• Локални API интерфејси: овозможување на системска логика без зависност од облак

Оваа архитектура овозможи брзо распоредување, а воедно ја намали комплексноста на развојот и долгорочниот оперативен ризик.

Зошто API-јата на ниво на уред се важни во системите за управување со енергија во домот

За големи, комунални или телекомуникациски системи за управување со енергија во домот,локални API-ја на ниво на уредсе критични. Тие им овозможуваат на системските оператори да:

• Одржување на сопственоста врз податоците и системската логика

• Намалете ја зависноста од облак платформи од трети страни

• Прилагодете ги работните процеси за автоматизација и интеграција

• Подобрете ја сигурноста на системот и времето на одговор

OWON дизајнира портали и уреди со документирани локални API-ја за да поддржи долгорочна еволуција на системот и флексибилност на интеграција.

Типични примени на системите за управување со енергија во домот

Системите за управување со енергија во домот сè повеќе се применуваат во:

• Паметни станбени заедници

• Програми за енергетска ефикасност на комуналните услуги

• Платформи за паметни домови предводени од телекомуникации

• Домаќинства интегрирани со соларна енергија и електрични апарати

• Згради со повеќе станови со централизирано следење на енергијата

Во секој сценарио, вредноста на системот за управување со енергија во домот доаѓа одкоординирана контрола низ уредите, а не изолирана автоматизација.

Често поставувани прашања (ЧПП)

Која е главната придобивка од системот за управување со енергија во домот?
Системот за управување со енергијата во домот обезбедува унифицирана видливост и координирана контрола на потрошувачката на енергија во домаќинствата, овозможувајќи намалување на трошоците, оптимизација на енергијата и подобрена удобност.

Може ли системот за управување со енергија во домот да интегрира соларни панели и полначи за електрични возила?
Да. Правилно дизајнираниот систем за управување со енергијата во домот го следи производството на сончева енергија и динамички ги прилагодува полнењето на електричните возила и оптоварувањето на домаќинствата.

Дали е потребна облачна поврзаност за систем за управување со енергија во домот?
Поврзувањето со облак е опционално. Системите за управување со енергија во домот базирани на портал можат да работат локално и да се синхронизираат со облак платформите кога е потребно.

Заклучок: Градење скалабилни системи за управување со енергијата во домот

Системите за управување со енергијата во домот повеќе не се концептуални - тие се суштинска инфраструктура водена од енергетската транзиција, електрификацијата и дигитализацијата. Со комбинирање на мониторингот на енергијата, контролата на греење, вентилацијата и климатизацијата, автоматизацијата на оптоварувањето и интелигенцијата на порталот, системот за управување со енергијата во домот овозможува попаметни и поотпорни енергетски средини во домот.

Во OWON, се фокусираме на испорака на производливи, интеграбилни и скалабилни IoT уреди кои ја формираат основата на сигурни системи за управување со енергија во домот. За организации кои градат платформи за енергија во станбени објекти од следната генерација,системски ориентирана, архитектура базирана на портале клучен за долгорочен успех.