Inteligentne rozwiązanie energetyczne rozwiązuje problemy dotyczące elastyczności w nowoczesnych budynkach
Współczesne rozwiązania należące do dziedziny inteligentnych budynków nie są w stanie skutecznie włączać starszych urządzeń do rynku elastyczności energetycznej. Nie są one również w stanie zapewnić nieprzerwanej komunikacji między budynkami a siecią w celu zwiększenia elastyczności energetycznej miast. Co więcej, trwałe i łatwe do wdrożenia rozwiązania często pomijają potrzeby i preferencje użytkowników budynków, co jest nieodzowne dla ich społecznej akceptacji. Aby temu zaradzić, naukowcy skupieni wokół projektu COLLECTiEF(odnośnik otworzy się w nowym oknie) opracowują interoperacyjny, skalowalny system zarządzania energią oparty na zbiorowej inteligencji. Inteligencja zbiorowa to rozproszone podejście do przetwarzania danych, które przenosi rozwiązania obliczeniowe i czujniki na poziom budynku, czyli na brzeg sieci. „Nasze rozwiązanie ułatwia łączenie starszych urządzeń w sieci oparte na współpracy w ramach budynków i miejskich systemów energetycznych. To przekłada się na niższe koszty instalacji, ograniczenie transferu danych i wymogów w zakresie mocy obliczeniowej, zwiększa bezpieczeństwo danych oraz poprawia elastyczność energetyczną, zwiększając przy tym odporność na skutki zmiany klimatu”, zauważa Mohammadreza Aghaei, koordynator projektu.
Zapewnienie sprawności, wygody i odporności
Łącząc algorytmy inteligencji zbiorowej z przystępnymi cenowo rozwiązaniami i informacjami zwrotnymi przekazywanymi przez użytkowników, zespół projektu COLLECTiEF osiągnął istotne rezultaty w ramach pięciu powiązanych ze sobą wymiarów. „Nasz system pomaga zmniejszyć przeciążenie sieci i generować przychody wynikające z reagowania na zapotrzebowanie, umożliwiając zmianę obciążenia w czasie rzeczywistym. Użytkownicy odnoszą korzyści wynikające z obniżenia rachunków za energię, zmniejszając zużycie energii pierwotnej średnio o 16 %, co przekłada się na roczne oszczędności w wysokości 0,2-3 euro na m2 powierzchni”, zauważa Mohammadreza. „Użytkownicy cieszą się również większą wygodą dzięki dostosowanej do ich potrzeb kontroli nad warunkami, która zwiększa ich zadowolenie o 15 %”. System zwiększa również odporność na skutki zmiany klimatu, umożliwiając budynkom autonomiczne dostosowanie się do ekstremalnych upałów lub zimna, przy utrzymaniu stabilnych warunków wewnętrznych i zapobieganiu awariom. Ponadto umożliwia podejmowanie decyzji na szczeblu lokalnym bez konieczności intensywnej wymiany danych.
Jak węzły COLLECTiEF umożliwiają inteligentniejsze wykorzystanie energii?
W skład rozwiązania COLLECTiEF wchodzą dwa inteligentne węzły. Węzeł klastra stanowi swoisty pomost między dostawcami energii a budynkami. Gromadzi dane z węzłów brzegowych na temat reagowania na zapotrzebowanie na energię oraz analizują wzorce dostaw energii, na które wpływają pogoda, ceny, a także dynamika popytu i podaży. Korzystając z tych danych, węzeł klastra opracowuje modele predykcyjne, aby wysyłać na czas sygnały dotyczące elastyczności do właściwych użytkowników, zapewniając zaspokojenie potrzeb dostawców energii. Węzeł brzegowy działa wewnątrz budynków i jest kompatybilny zarówno z bezprzewodowymi protokołami Internetu rzeczy, jak i konwencjonalnymi protokołami kablowymi. Przekazuje żądania dotyczące elastyczności do elementów budynku i poszczególnych urządzeń, umożliwiając użytkownikom decydowanie o tym, jak i kiedy dostosować ustawienia w oparciu o ich preferencje dotyczące temperatury, prędkości wentylatora lub ładowania pojazdu elektrycznego. Z biegiem czasu system wykorzystuje algorytmy uczenia maszynowego w celu zrozumienia preferencji użytkowników, uwzględniając parametry takie jak pogoda i zachęty, aby sugerować zoptymalizowane harmonogramy zużycia energii.
Przygotowanie systemu do wdrożenia w rzeczywistych warunkach
Zdaniem badaczy rozwiązanie COLLECTiEF osiągnie 8. poziom gotowości technologicznej, co oznacza kompletność systemu i jego certyfikację. Aby osiągnąć ten kamień milowy, rozwiązanie przechodzi obecnie rygorystyczną weryfikację w rzeczywistych i symulowanych środowiskach. Analizy obejmują demonstrację na małą skalę we Francji oraz demonstracje na dużą skalę w 13 lokalizacjach we Włoszech, Norwegii i na Cyprze - państwach wybranych ze względu na zróżnicowane warunki klimatyczne. Jednocześnie zespół opracowuje szereg szkoleń e-learningowych(odnośnik otworzy się w nowym oknie), aby pomóc użytkownikom końcowym, interesariuszom samorządowym i specjalistom w zakresie budownictwa w zrozumieniu oraz skutecznym wdrożeniu technologii COLLECTiEF w praktyce.
