Ақылды үйлер мен коммуналдық қызметтерге арналған үй энергиясын басқару жүйесінің архитектурасы

Кіріспе: Неліктен үйдегі энергияны басқару жүйелері маңызды болып келеді

Электр энергиясы бағасының өсуі, таратылған жаңартылатын энергия көздерін өндіру және жылыту мен көлікті электрлендіру тұрғын үй энергиясын тұтыну және басқару тәсілдерін қайта құруда. Термостаттар, ақылды ашалар немесе негізгі қуат өлшегіштері сияқты дәстүрлі автономды ақылды құрылғыларда энергияны тиімді оңтайландыруға қол жеткізу үшін қажетті үйлестіру жетіспейді.

A Үй энергиясын басқару жүйесі (HEMS)HVAC жүйелерінде, күн энергиясын өндіруде, электромобиль зарядтағыштарында және электр жүктемелерінде тұрмыстық энергияны пайдалануды бақылауға, басқаруға және оңтайландыруға мүмкіндік беретін бірыңғай архитектураны ұсынады. HEMS ішіндегі құрылғылар оқшауланған жұмыс істеудің орнына нақты уақыт режиміндегі энергия деректеріне, жүйелік логикаға және пайдаланушы анықтаған ережелерге негізделіп бірге жұмыс істейді.

OWON компаниясында біз негізгі құрылыс блоктары ретінде қызмет ететін қосылған энергия және HVAC құрылғыларын жобалаймыз және шығарамызмасштабталатын, шлюзге негізделген үй энергиясын басқару жүйелеріБұл мақалада заманауи HEMS архитектураларының қалай жұмыс істейтіні, олар шешетін қиындықтар және құрылғы деңгейіндегі интеграцияның ұзақ мерзімді орналастыру үшін неліктен маңызды екендігі түсіндіріледі.

Үйдегі энергияны басқару жүйесі дегеніміз не?

A Үй энергиясын басқару жүйесіэнергия мониторингін, жүктемені басқаруды және автоматтандыру логикасын бірыңғай үйлестірілген жүйеге біріктіретін таратылған басқару платформасы. Оның негізгі мақсаты - энергия шығындарын азайту, тиімділікті арттыру және жүйенің сенімділігін қолдай отырып, жолаушылардың жайлылығын сақтау.

Үйдегі энергияны басқарудың типтік жүйесі мыналарды қамтиды:

• Энергияны өлшеу құралдары (бір фазалы және үш фазалы қуат өлшегіштер)

• HVAC жабдықтары (қазандықтар, жылу сорғылары, кондиционерлер, желдеткіш катушкалар)

• Таратылған энергия ресурстары (күн фотоэлектрлік жүйелері және энергия сақтау)

• Икемді электр жүктемелері (электрлік зарядтағыштар, ақылды ашалар және релелер)

Арқылыорталық қақпажәне жергілікті немесе бұлтқа негізделген логика бойынша, HEMS энергияның қашан және қалай тұтынылатынын, өндірілетінін немесе сақталатынын үйлестіреді.

Тұрғын үй энергиясын басқарудағы негізгі қиындықтар

Үй энергиясын басқару жүйесін орнатпас бұрын, үй шаруашылықтары, коммуналдық қызметтер және жүйелік интеграторлар әдетте келесі қиындықтарға тап болады:

• Нақты уақыт режимінде және тарихи энергия тұтынуын шектеулі көру мүмкіндігі

• Ақылды құрылғылар үйлестірілген басқарусыз тәуелсіз жұмыс істейді

• Әсіресе аралас жылыту және салқындату орталарында HVAC тиімсіз жұмысы

• Күн энергиясын өндіру, электромобильдерді зарядтау және тұрмыстық жүктемелер арасындағы нашар өзара әрекеттесу

• Тек бұлтты басқаруға шамадан тыс тәуелділік, бұл кідіріс пен сенімділік тәуекелдеріне әкеледі

Дұрыс жобаланған үй энергиясын басқару жүйесі осы мәселелерді шешедіжүйелік архитектура деңгейіоқшауланған ақылды құрылғыларға сүйенудің орнына.

Үй энергиясын басқару жүйесінің негізгі архитектурасы

Қазіргі заманғы үй энергиясын басқару жүйесінің архитектурасы әдетте төрт негізгі қабаттан тұрады.

1. Энергияны бақылау қабаты

Энергияны бақылау қабаты үй шаруашылығында электр энергиясын пайдалану және өндіру туралы нақты уақыт режимінде және тарихи мәліметтерді ұсынады.

Типтік құрылғыларға мыналар жатады:

• Бір фазалы және үш фазалы қуат өлшегіштері

• Қысқыш негізіндегі ток сенсорлары

• Тарату панельдеріне арналған DIN-рельсті энергия есептегіштері

Бұл құрылғылар кернеуді, ток күшін, белсенді қуатты, қуат коэффициентін және электр желісінен, күн жүйелерінен және қосылған жүктемелерден жалпы энергия тұтынуды өлшейді. Дәл энергия деректері кез келген үй энергиясын басқару жүйесінің негізін құрайды.

2. HVAC басқару қабаты

Жылыту және салқындату жүйелері тұрғын үй ортасындағы ең үлкен энергия жүктемелерінің бірін білдіреді. ИнтеграциялауЖылыту, желдету және ауа баптау жүйесін басқаруҮйдегі энергияны басқару жүйесіне кіру жайлылыққа нұқсан келтірмей энергияны оңтайландыруға мүмкіндік береді.

Бұл қабат әдетте мыналарды қамтиды:

• Ақылды термостаттарқазандықтар, жылу сорғылары және еден асты жылыту үшін

• Бөлінген және мини-сплиттік ауа баптау жүйелеріне арналған инфрақызыл контроллерлер

• Тұрғындардың санына немесе энергияның қолжетімділігіне негізделген кесте құру және температураны оңтайландыру

Жылыту, желдету және ауа баптау (HVAC) жұмысын энергия деректерімен үйлестіру арқылы үйдегі энергияны басқару жүйесі ең жоғары сұранысты азайтып, жалпы тиімділікті арттыра алады.

3. Жүктемені басқару және автоматтандыру қабаты

Жылыту, желдету және ауа баптау жүйелерінен басқа, үйдегі энергияны басқару жүйесі келесідей икемді электр жүктемелерін басқарады:

• Ақылды ашалар және DIN-рельс релелері

• Электр көліктерінің зарядтағыштары

• Көмекші жылытқыштар мен тұрмыстық техника

Автоматтандыру ережелері жүйе компоненттері арасындағы өзара әрекеттесуді қамтамасыз етеді. Мысалдарға мыналар жатады:

• Терезе ашылған кезде кондиционерді өшіру

• Қолжетімді күн энергиясына негізделген электромобильдердің зарядтау қуатын реттеу

• Шыңнан тыс тарифтік кезеңдерде электр жүктемелерін жоспарлау

Бұл үйлесімді жүктемені басқару шынайы үй энергиясын басқару жүйесі мен оқшауланған ақылды құрылғылар арасындағы негізгі айырмашылық болып табылады.

4. Шлюз және интеграциялық деңгей

Үй энергиясын басқару жүйесінің архитектурасының орталығында мыналар орналасқанжергілікті шлюзШлюз құрылғыларды қосады, автоматтандыру логикасын орындайды және интеграция интерфейстерін сыртқы платформаларға шығарады.

Шлюзге бағытталған дизайн мыналарға мүмкіндік береді:

• Төмен кідіріспен жергілікті құрылғының өзара әрекеттесуі

• Бұлттық үзілістер кезінде жүйенің жұмысын жалғастыру

• Коммуналдық платформалармен, телекоммуникациялық серверлермен және мобильді қосымшалармен қауіпсіз интеграция

OWON ақылды шлюздеріжергілікті желілік мүмкіндіктердің күштілігімен жасалған жәнеқұрылғы деңгейіндегі API интерфейстерісенімді және масштабталатын үй энергиясын басқаруды енгізуді қолдау үшін.

Нақты әлемдегі үй энергиясын басқару жүйесін орналастыру

Үй энергиясын басқару жүйесін кең ауқымды енгізудің практикалық мысалы ретінде миллиондаған үй шаруашылықтарына коммуналдық қызметтерге негізделген энергияны басқару платформасын енгізуді жоспарлап отырған еуропалық телекоммуникация операторынан алуға болады.

Жоба талаптары

Жүйе келесі мүмкіндіктерді талап етті:

• Тұрмыстық энергия тұтынудың жалпы көлемін бақылау және бақылау

• Күн энергиясын өндіруді және электромобильдерді зарядтауды біріктіру

• Газ қазандықтарын, жылу сорғыларын және кондиционерлерді қоса алғанда, HVAC жабдықтарын басқару

• Құрылғылар арасындағы функционалдық өзара әрекеттесуді қосу (мысалы, терезе күйіне немесе күн шығысына байланысты HVAC әрекеті)

• Тікелей серверлік интеграция үшін құрылғы деңгейіндегі жергілікті API интерфейстерін қамтамасыз етіңіз

OWON шешімі

OWON ZigBee негізіндегі үй энергиясын басқару құрылғысының экожүйесін жеткізді, оның ішінде:

• Энергетикалық құрылғылар:қысқыш қуат өлшегіштері, DIN-рельстік релелер және ақылды ашалар

• HVAC құрылғылары: ZigBee термостаттары және инфрақызыл контроллерлер

• Ақылды шлюз: жергілікті желіні және үйлесімді құрылғыны басқаруды қамтамасыз ету

• Жергілікті API интерфейстері: бұлтқа тәуелділіксіз жүйелік логикаға мүмкіндік береді

Бұл архитектура әзірлеудің күрделілігі мен ұзақ мерзімді операциялық тәуекелді азайта отырып, жылдам орналастыруға мүмкіндік берді.

Неліктен құрылғы деңгейіндегі API үй энергиясын басқару жүйелерінде маңызды

Ірі көлемді, коммуналдық қызметтерге негізделген немесе телекоммуникациялық үй энергиясын басқару жүйелері үшін,құрылғы деңгейіндегі жергілікті API интерфейстеріөте маңызды. Олар жүйелік операторларға мыналарға мүмкіндік береді:

• Деректер мен жүйелік логикаға меншік құқығын сақтаңыз

• Үшінші тарап бұлттық платформаларына тәуелділікті азайтыңыз

• Автоматтандыру және интеграция жұмыс процестерін теңшеу

• Жүйенің сенімділігін және жауап беру уақытын жақсарту

OWON ұзақ мерзімді жүйенің эволюциясы мен интеграциясының икемділігін қолдау үшін құжатталған жергілікті API интерфейстері бар шлюздер мен құрылғыларды жобалайды.

Үй энергиясын басқару жүйелерінің типтік қолданылуы

Үй энергиясын басқару жүйелері келесі салаларда кеңінен қолданылады:

• Ақылды тұрғын үй қауымдастықтары

• Коммуналдық шаруашылықтың энергия тиімділігі бағдарламалары

• Телекоммуникациялық технологияларға негізделген ақылды үй платформалары

• Күн энергиясымен және электромобильмен біріктірілген үй шаруашылықтары

• Орталықтандырылған энергия мониторингі бар көпқабатты үйлер

Әрбір жағдайда үй энергиясын басқару жүйесінің құндылығы мынадан туындайдықұрылғылар арасында үйлесімді басқару, оқшауланған автоматизация емес.

Жиі қойылатын сұрақтар (ЖҚС)

Үй энергиясын басқару жүйесінің негізгі артықшылығы неде?
Үйдегі энергияны басқару жүйесі үй шаруашылығындағы энергияны пайдалануды бірыңғай көрінуді және үйлестірілген бақылауды қамтамасыз етеді, бұл шығындарды азайтуға, энергияны оңтайландыруға және жайлылықты жақсартуға мүмкіндік береді.

Үй энергиясын басқару жүйесі күн батареялары мен электр көліктерінің зарядтағыштарын біріктіре ала ма?
Иә. Дұрыс жобаланған үй энергиясын басқару жүйесі күн энергиясын өндіруді бақылайды және электр көліктерін зарядтауды және үй жүктемелерін динамикалық түрде реттейді.

Үй энергиясын басқару жүйесі үшін бұлттық байланыс қажет пе?
Бұлттық байланыс міндетті емес. Шлюзге негізделген үй энергиясын басқару жүйелері жергілікті түрде жұмыс істей алады және қажет болған жағдайда бұлттық платформалармен синхрондала алады.

Қорытынды: Масштабталатын үй энергиясын басқару жүйелерін құру

Үй энергиясын басқару жүйелері енді тұжырымдамалық емес - олар энергияны көшіру, электрлендіру және цифрландыру арқылы басқарылатын маңызды инфрақұрылым. Энергияны бақылауды, жылыту, желдету және кондиционерлеуді басқаруды, жүктемені автоматтандыруды және шлюз интеллектін біріктіру арқылы үй энергиясын басқару жүйесі тұрғын үй энергия ортасын ақылды және тұрақты етеді.

OWON компаниясында біз сенімді үй энергиясын басқару жүйелерінің негізін құрайтын өндірілетін, интеграцияланатын және масштабталатын IoT құрылғыларын жеткізуге баса назар аударамыз. Келесі буын тұрғын үй энергия платформаларын құратын ұйымдар үшінжүйеге бағытталған, шлюзге негізделген архитектураұзақ мерзімді табыстың кілті болып табылады.