Систем за управување со домашна енергија за паметни домови и дистрибуирана контрола на енергија

Вовед: Зошто управувањето со енергијата во домот станува неопходно

Зголемените трошоци за енергија, дистрибуираното производство од обновливи извори и електрификацијата на греењето и мобилноста фундаментално го менуваат начинот на кој домаќинствата трошат и управуваат со енергијата. Традиционалните самостојни уреди - термостати, паметни приклучоци или броила за енергија - повеќе не се доволни за да обезбедат значајни заштеди на енергија или контрола на ниво на систем.

A Систем за управување со енергија во домот (HEMS)обезбедува унифицирана рамка заследење, контрола и оптимизирање на потрошувачката на енергија во домаќинстватаниз опремата за греење, вентилација и климатизација, производството на сончева енергија, полначите за електрични возила и електричните оптоварувања. Наместо да реагира на изолирани точки на податоци, HEMS овозможува координирано донесување одлуки врз основа на достапноста на енергија во реално време, побарувачката и однесувањето на корисниците.

Во OWON, ние дизајнираме и произведуваме поврзани енергетски и HVAC уреди кои служат како градежни блокови на скалабилни системи за управување со енергијата во домот. Оваа статија објаснува како функционираат модерните HEMS архитектури, кои проблеми ги решаваат и како пристапот центриран на уреди овозможува сигурно распоредување во голем обем.

Што е систем за управување со енергија во домот?

Систем за управување со енергија во домот едистрибуирана платформа за контролашто ги интегрира мониторингот на енергијата, контролата на оптоварувањето и логиката за автоматизација во еден систем. Неговата примарна цел е даоптимизирајте ја потрошувачката на енергија, а воедно одржувајте ја удобноста и сигурноста на системот.

Типичен HEMS поврзува:

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

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

• Дистрибуирани извори на енергија (соларни панели, складирање)

• Флексибилни товари (полначи за електрични возила, паметни приклучоци)

Преку централен портал и локална или логика базирана на облак, системот координира како и кога се троши енергијата.

Клучни предизвици во управувањето со енергијата во станбените објекти

Пред да имплементираат HEMS, повеќето домаќинства и оператори на системи се соочуваат со вообичаени предизвици:

• Недостаток на видливоство потрошувачката на енергија во реално време и во историјата

• Некоординирани уредиработи независно

• Неефикасна контрола на HVAC, особено со комбинирани системи за греење и ладење

• Слаба интеграцијапомеѓу сончевата енергија, полнењето на електричните возила и товарите во домаќинствата

• Зависност од контрола само во облак, создавајќи проблеми со латентност и сигурност

Добро дизајниран систем за управување со енергијата во домот се справува со овие предизвици насистемско ниво, не само нивото на уредот.

Основна архитектура на систем за управување со енергија во домот

Современите HEMS архитектури обично се градат околу четири основни слоеви:

1. Слој за следење на енергијата

Овој слој обезбедува увид во реално време и историски податоци за потрошувачката и производството на електрична енергија.

Типични уреди вклучуваат:

• Еднофазни и трифазни мерачи на моќност

• Сензори за струја базирани на стегач

• DIN шински мерачи за дистрибутивни панели

Овие уреди мерат напон, струја, моќност и проток на енергија од мрежата, соларните панели и поврзаните оптоварувања.

2. Контролен слој на HVAC

Греењето и ладењето сочинуваат значителен дел од потрошувачката на енергија во домаќинствата. Интегрирањето на контролата на HVAC во HEMS овозможува оптимизација на енергијата без жртвување на удобноста.

Овој слој обично вклучува:

• Паметни термостатиза котли, топлински пумпи и вентилаторски единици

• IR контролери за сплит и мини-сплит клима уреди

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

Со координирање на работата на HVAC системот со енергетските податоци, системот може да ја намали врвната побарувачка и да ја подобри ефикасноста.

3. Слој за контрола на оптоварувањето и автоматизација

Освен HVAC, HEMS управува со флексибилни електрични оптоварувања како што се:

• Паметни приклучоции релеи

• Полначи за електрични возила

• Греалки или помошни уреди

Правилата за автоматизација овозможуваат интеракција помеѓу системските компоненти. На пример:

• Исклучување на клима уредот кога ќе се отвори прозорец

• Прилагодување на моќноста на полнење на електрични возила врз основа на сончевата енергија

• Распоредување на товари во периоди надвор од шпицот

4. Слој на портал и интеграција

Во центарот на системот елокална порта, кој поврзува уреди, извршува логика за автоматизација и ги изложува API-јата на надворешни платформи.

Дизајнот центриран на портал овозможува:

• Интеракција на локален уред со ниска латентност

• Продолжено работење за време на прекини во облакот

• Безбедна интеграција со контролни табли од трети страни, платформи за комунални услуги или мобилни апликации

ОВОНпаметни порталисе дизајнирани со силни можности за локално вмрежување и комплетни API-ја на ниво на уред за поддршка на оваа архитектура.

Реално имплементирање на управување со енергија во домот

Практичен пример за распоредување на HEMS во големи размери доаѓа одЕвропска телекомуникациска компанијакоја планираше да воведе систем за управување со енергијата во домот управуван од комуналните претпријатија во милиони домаќинства.

Барања за проектот

Системот требаше да:

• 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 мини-сплит клима уреди

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

• Обезбедилокални API-ја на ниво на уредза директна интеграција со backend cloud-от на телекомуникациската компанија

OWON решение

OWON обезбеди комплетен екосистем на уреди базиран на ZigBee, вклучувајќи:

• Уреди за управување со енергија: мерачи на моќност со стегач, DIN релеи за шина и паметни приклучоци

• Уреди за контрола на HVACZigBee термостати и IR контролери

• Паметна ZigBee порта: овозможување на локално вмрежување и флексибилна интеракција со уреди

• Локални API интерфејси: овозможување директен пристап до функционалноста на уредот без зависност од облак

Оваа архитектура му овозможи на телекомуникацискиот оператор да дизајнира и распореди скалабилен HEMS со намалено време на развој и оперативна сложеност.

Зошто API-јата на ниво на уред се важни во управувањето со енергијата во домот

За распоредувања во голем обем или водени од комунални услуги,локални API-ја на ниво на уредсе критични. Тие им овозможуваат на системските оператори да:

• Одржувајте контрола врз податоците и системската логика

• Намалете ја зависноста од услуги во облак од трети страни

• Прилагодете ги правилата за автоматизација и работните процеси за интеграција

• Подобрете ја сигурноста на системот и времето на одговор

OWON ги дизајнира своите портали и уреди со отворени, документирани локални API-ја за да поддржи долгорочна еволуција на системот.

Типични примени на системите за управување со енергија во домот

Системите за управување со енергија во домот се повеќе се користат во:

• Паметни станбени заедници

• Програми за заштеда на енергија во комуналните услуги

• Платформи за паметни домови предводени од телекомуникации

• Домаќинства интегрирани со соларна енергија и електрични инсталации

• Згради со повеќе станови со централизирано следење на енергијата

Во секој случај, вредноста доаѓа одкоординирана контрола, а не изолирани паметни уреди.

Често поставувани прашања (ЧПП)

Која е главната придобивка од системот за управување со енергија во домот?

HEMS обезбедува унифицирана видливост и контрола врз потрошувачката на енергија во домаќинствата, овозможувајќи оптимизација на енергијата, намалување на трошоците и подобрена удобност.

Може ли HEMS да работи и со соларни панели и со полначи за електрични возила?

Да. Правилно дизајнираниот HEMS го следи генерирањето на сончева енергија и соодветно го прилагодува полнењето на електричните возила или оптоварувањето на домаќинствата.

Дали е потребна облачна поврзаност за управување со енергијата во домот?

Поврзувањето со облак е корисно, но не е задолжително. Локалните системи базирани на портали можат да работат независно и да се синхронизираат со облак платформите кога е потребно.

Размислувања за распоредување и интеграција на системот

При имплементација на систем за управување со енергија во домот, дизајнерите на системи и интеграторите треба да проценат:

• Стабилност на комуникацискиот протокол (на пр., ZigBee)

• Достапност на локални API-ја

• Скалабилност низ илјадници или милиони уреди

• Долгорочна достапност на уредот и поддршка за фирмвер

• Флексибилност за интегрирање на HVAC, енергија и идни уреди

OWON тесно соработува со партнерите за да обезбеди платформи за уреди и компоненти подготвени за системот што ги поддржуваат овие барања.

Заклучок: Градење скалабилни системи за управување со енергијата во домот

Управувањето со енергијата во домот повеќе не е концепт на иднината - тоа е практична неопходност водена од енергетската транзиција, електрификацијата и дигитализацијата. Со комбинирање на мониторингот на енергијата, контролата на HVAC, автоматизацијата на оптоварувањето и локалната интелигенција на портата, HEMS овозможува попаметни, поотпорни станбени енергетски системи.

Во OWON, ние се фокусираме на испоракапроизводливи, интеграбилни и скалабилни IoT уредикои ја формираат основата на сигурни системи за управување со енергијата во домот. За организациите што градат енергетски платформи од следната генерација, пристапот ориентиран кон системот е клучен за долгорочен успех.