Στρατηγικές για τη μείωση της κατανάλωσης ενέργειας κτιρίων κατά τη διάρκεια των ωρών αιχμής

Κατανόηση της Αιχμής της Ενεργειακής Απαίτησης στα Κτίρια

Οι ώρες αιχμής ⁇ συνήθως αργά το πρωί μέχρι νωρίς το βράδυ τις καθημερινές ⁇ είναι όταν το ηλεκτρικό δίκτυο αντιμετωπίζει το υψηλότερο στρες του. Κατά τη διάρκεια αυτών των περιόδων, οι επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας συχνά χρεώνουν υψηλότερα ποσοστά, και το περιβαλλοντικό κόστος της παραγωγής επιπλέον ενέργειας από τα εργοστάσια αιχμής ορυκτών καυσίμων ανεβαίνει. Για εμπορικές, βιομηχανικές, ακόμη και μεγάλες κατοικίες κτίρια, η διαχείριση της χρήσης ενέργειας κατά τη διάρκεια αυτών των παραθύρων μπορεί να αποφέρει σημαντική λειτουργική εξοικονόμηση και να μειώσει τα ίχνη άνθρακα. Αναγνωρίζοντας την ακριβή χρονική στιγμή της ζήτησης αιχμής για την περιοχή και τις εγκαταστάσεις σας είναι το πρώτο βήμα προς μια αποτελεσματική στρατηγική διαχείρισης.

Πολλές επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας παρέχουν το χρόνο χρήσης (TOU) ποσοστά ή κρίσιμη τιμή αιχμής που καθιστά την κατανάλωση κατά τις ώρες αιχμής σημαντικά ακριβότερη.

Βασικές στρατηγικές για την μέγιστη ώρα μείωσης της ενέργειας

1. Βελτιστοποιήστε τα συστήματα HVAC

Τα συστήματα θέρμανσης, εξαερισμού και κλιματισμού (HVAC) αντιπροσωπεύουν το 30 ⁇ 50% της συνολικής χρήσης ενέργειας κτιρίου.

• Προψυχροί ή προθερμασμένοι χώροι κατά τη διάρκεια των ωρών εκτός αιχμής. Χρησιμοποιήστε τη θερμική μάζα κατασκευής για να αποθηκεύσετε ψύξη ή θέρμανση, ώστε το σύστημα HVAC να μπορεί να απενεργοποιηθεί ή να απενεργοποιηθεί κατά τη διάρκεια του παραθύρου αιχμής.
• Εφαρμόζεται αερισμός ελεγχόμενος με τη ζήτηση (DCV) που ρυθμίζει την πρόσληψη καθαρού αέρα με βάση αισθητήρες πληρότητας ή οθόνες CO2, μειώνοντας το φορτίο όταν οι χώροι είναι μερικώς κενοί.
• Αυξάνονται τα σημεία ρύθμισης θερμοστάτη κατά 2 ⁇ 4°F κατά την περίοδο ψύξης και τα χαμηλώνουν ελαφρά κατά την περίοδο θέρμανσης. Ακόμα και η ρύθμιση 1°F μπορεί να μειώσει τη χρήση ενέργειας κατά 3 ⁇ 5%.
• Προγραμματισμός των αποτυχιών του HVAC για να εξασφαλιστεί η μείωση των ⁇ μπες εξοπλισμού πριν από τις ώρες έναρξης της αιχμής και να μην λειτουργεί με πλήρη χωρητικότητα κατά τις ακριβότερες ώρες.
• Χρησιμοποιήστε κινητήρες μεταβλητής συχνότητας (VFDs) σε αντλίες και ανεμιστήρες για να ταιριάζουν ακριβώς με την έξοδο στη ζήτηση, αποφεύγοντας τα απόβλητα που είναι εγγενή σε συστήματα σταθερής ταχύτητας.

2. Εφαρμογή προηγμένων ελέγχων φωτισμού

Ο φωτισμός αντιπροσωπεύει το 10-20% της χρήσης ενέργειας από εμπορικές κατασκευές.

• Αισθητήρες κατάληψης σβήνουν αυτόματα τα φώτα σε μη κατειλημμένους χώρους, αποθηκευτικούς χώρους και διαδρόμους.
• Η συγκομιδή του φωτός της ημέρας σβήνει τα ηλεκτρικά φώτα σε απόκριση του διαθέσιμου ηλιακού φωτός. Αυτό μπορεί να μειώσει την ενέργεια φωτισμού κατά 20 ⁇ 60% σε περιμετρικές ζώνες.
• Χρονολόγια και συστήματα προγραμματισμού εξασφαλίζουν ότι τα φώτα είναι σβηστά κατά τη διάρκεια γνωστών περιόδων χαμηλής συχνότητα, όπως διαλείμματα γεύματος ή μετά τον καθαρισμό των πληρωμάτων τερματισμού.
• Επιλεκτική αποκόλληση μη κρίσιμων χώρων (π.χ., αίθουσες διαλείμματος, διάδρομοι, γκαράζ στάθμευσης) κατά τις ώρες αιχμής, διατηρώντας παράλληλα την ασφάλεια και τη βασική ορατότητα.

3. Αναβάθμιση σε ενεργειακά αποδοτικό εξοπλισμό

Η αντικατάσταση των παρωχημένων συσκευών, υπολογιστών και μηχανημάτων με πιστοποιημένα μοντέλα ENERGY STAR® μειώνει την κατανάλωση βάσης και διευκολύνει τη διαχείριση φορτίου αιχμής.

• Εξοπλισμός γραφείου: Ενεργοποιήστε ρυθμίσεις διαχείρισης ισχύος σε υπολογιστές, οθόνες και εκτυπωτές.
• Κουζίνα και συσκευές διαλείμματος: Αντικατάσταση παλαιών ψυγείων, μικροκυμάτων και καφετιέρας με μονάδες υψηλής απόδοσης.
• Βιομηχανικά μηχανοκίνητα συστήματα: Αναβάθμιση σε κινητήρες υψηλής απόδοσης (NEMA Premium®) και διασφάλιση ζωνών, ⁇ λεμάν και κίνησης διατηρούνται κατάλληλα για να αποφευχθούν απώλειες τριβής.

Φάκελος κτιρίων και παθητικά μέτρα

Ο φάκελος του κτιρίου ⁇ τοίχοι, οροφή, παράθυρα και μόνωση ⁇ επηρεάζει άμεσα πόση θέρμανση ή ψύξη απαιτείται.

Μόνωση και σφράγιση αέρα

Προσθέτοντας μόνωση στις σοφίτες, τα τοιχώματα και την αγωγιμότητα μειώνει την αύξηση της θερμότητας το καλοκαίρι και την απώλεια θερμότητας το χειμώνα.

Παράθυρο και Γυαλιστικές Αναβαθμίσεις

Χαμηλή εκρηκτικότητα (χαμηλό ε) επικαλύψεις, ανακλαστικά φιλμ, και εξωτερικές συσκευές σκίασης (ακονίσματα, περσίδες, ή βλάστηση) μπλοκάρουν την ηλιακή θερμότητα χωρίς να θυσιάσουν το φως της ημέρας.

Ψυχρές στέγες και πράσινες στέγες

Τα αντανακλαστικά υλικά στεγών μπορούν να μειώσουν τη θερμοκρασία της επιφάνειας της οροφής μέχρι 50°F, μειώνοντας τη μεταφορά θερμότητας στο κτίριο. Οι πράσινες στέγες (φυτικά στρώματα) παρέχουν μόνωση και μειώνουν την απορροή των νερών της καταιγίδας, ενώ παράλληλα μειώνουν το φαινόμενο της αστικής θερμαινόμενης νησίδας.

Επιχειρησιακές στρατηγικές και δέσμευση των δικαιούχων

Πέρα από την τεχνολογία, το πώς λειτουργεί ένα κτίριο καθημερινά κάνει τη διαφορά.

Προγράμματα ανταπόκρισης στη ζήτηση

Πολλές επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας προσφέρουν οικονομικά κίνητρα για κτίρια που μειώνουν εθελοντικά το φορτίο κατά τη διάρκεια έκτακτων καταστάσεων ή κρίσιμων γεγονότων αιχμής.

• Προ-προγραμματισμός HVAC αναποδιές και φωτισμός αμυδρά που ενεργοποιούνται αυτόματα όταν ένα σήμα DR λαμβάνεται.
• Μετατοπίστε μη βασικές διεργασίες (π.χ. εφεδρικά δεδομένα, αντλίες πισίνας, φόρτιση ηλεκτρικού οχήματος) σε ώρες εκτός αιχμής.
• Χρησιμοποιήστε τις επιτόπιες εφεδρικές γεννήτριες ή την αποθήκευση μπαταριών για να αποσυνδεθείτε προσωρινά από το δίκτυο κατά τη διάρκεια του γεγονότος.

Εξωτερικός σύνδεσμος: Μάθετε περισσότερα από τη σελίδα του Υπουργείου Ενέργειας των ΗΠΑ .

Συμπεριφορά και Επικοινωνία των Κατεχόντων

Η εκπαίδευση των κατοίκων του κτιρίου γύρω από τις ώρες αιχμής και οι απλές ενέργειες που μπορούν να λάβουν ενισχύει τις αποταμιεύσεις.

• Ενθαρρύνετε το προσωπικό να σβήνει τα φώτα, τις οθόνες και τους προσωπικούς οπαδούς όταν αναχωρεί για συναντήσεις ή μεσημεριανό γεύμα.
• ⁇ κωδίκων συρσίματος: Το καλοκαίρι, επιτρέπουν πιο casual ενδυμασία έτσι θερμοστάτη setpoints μπορεί να αυξηθεί χωρίς να θυσιάζεται άνεση.
• Πραγματοποίηση και ανατροφοδότηση:[ Εμφάνιση χρήσης ενέργειας σε πραγματικό χρόνο σε οθόνες λόμπι και τμήματα ανταμοιβής που πληρούν τους στόχους μείωσης.

Παρακολούθηση, Έλεγχοι και Συνεχής Βελτίωση

Χωρίς δεδομένα, είναι αδύνατο να γνωρίζουμε ποιες στρατηγικές είναι αποτελεσματικές και ποιες χρειάζονται βελτίωση.

Ενεργειακοί έλεγχοι

Τακτικές έλεγχοι (διαδρομές, ή περιεκτικό επίπεδο ASHRAE 2/3) προσδιορίζουν συγκεκριμένες ευκαιρίες: διαρροή αγωγών, υπερφωτισμός, αναποτελεσματικός εξοπλισμός, και λάθη προγραμματισμού.

Συστήματα Αυτοματισμού Κτιρίων (BAS)

Σύγχρονες πλατφόρμες BAS επιτρέπουν στους διαχειριστές κτιρίων να βλέπουν προφίλ φορτίου σε πραγματικό χρόνο, να θέτουν προειδοποιήσεις αιχμής ζήτησης και να αυτοματοποιούν ενέργειες περικοπής.

Εξωτερικός σύνδεσμος: Διαβάστε την επισκόπηση συστημάτων αυτοματοποίησης [[LFT:3]] από το Τμήμα Ενέργειας.

Εντοπισμός και παρακολούθηση επιδόσεων

Εργαλεία όπως ο διαχειριστής χαρτοφυλακίου ENERGY STAR επιτρέπουν στους ιδιοκτήτες κτιρίων να συγκρίνουν την χρήση ενέργειας με παρόμοιες εγκαταστάσεις σε εθνικό επίπεδο.

Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας και Ολοκλήρωση Αποθήκευσης

Οι επιτόπιοι ηλιακοί συλλέκτες, οι ανεμογεννήτριες και η αποθήκευση μπαταριών μπορούν να αντισταθμίσουν άμεσα τις αγορές δικτύου αιχμής ωρών.

Συστήματα αποθήκευσης ενέργειας μπαταρίας (BESS)

Οι μπαταρίες μπορούν να φορτίσουν κατά τις χαμηλές ώρες εκτός αιχμής (ή από ηλιακούς συλλέκτες) και να εκφορτίσουν κατά τις ώρες αιχμής όταν η ηλεκτρική ενέργεια είναι πιο ακριβή. Αυτό είναι γνωστό ως «ξύρισμα αιχμής» και μπορεί να μειώσει τα τέλη ζήτησης κατά 20 ⁇ 40%.

Ηλιακή PV μέγεθος για την κορυφή ξύρισμα

Κατά το σχεδιασμό ενός φωτοβολταϊκού συστήματος, ανατολίτικα πάνελ για να μεγιστοποιήσει την παραγωγή κατά τη διάρκεια του παραθύρου φορτίου αιχμής του κτιρίου (συχνά νότια ή δυτικά-προς τον απογευματινό ήλιο).

Εξωτερικός σύνδεσμος: Βλ. την Εθνική έρευνα του Εργαστηρίου Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας για την ηλιακή έρευνα για τεχνική καθοδήγηση σχετικά με το σχεδιασμό συστημάτων.

Οικονομικά κίνητρα και προγράμματα χρησιμότητας

Πολλές κυβερνήσεις και επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας προσφέρουν εκπτώσεις, φορολογικές πιστώσεις, ή χαμηλότοκα δάνεια για μέτρα μείωσης της ζήτησης αιχμής.

• Εμπορικός φωτισμός επαναλαμβάνει: Για την εγκατάσταση LED, αισθητήρων πληρότητας και χειριστήρων φωτισμού.
• Αναβαθμίσεις HVAC: Επαναλαμβάνει για ψύκτες υψηλής απόδοσης, αντλίες θερμότητας και VFDs.
• Κίνητρα απάντησης σε θάνατο: Οι πληρωμές για κάθε κιλοβάτ φορτίου μειώθηκαν κατά τη διάρκεια των γεγονότων.
• Φόρος ενεργειακής απόδοσης Μειώσεις: Το τμήμα 179D των ΗΠΑ επιτρέπει μειώσεις για ενεργειακά αποδοτικά εμπορικά κτίρια.

Εξωτερικός σύνδεσμος: Ελέγξτε τη βάση δεδομένων DSIRE για κρατικά κίνητρα.

Μελέτη περίπτωσης: ένα μεσαίου μεγέθους κτίριο γραφείων

Ένα κτίριο γραφείων 50.000 τ.μ. στις νοτιοανατολικές ΗΠΑ υλοποίησε ένα συνδυασμό των παραπάνω στρατηγικών:

• Εγκαταστάθηκε DCV και υψωμένα σημεία ψύξης κατά 3°F κατά τις ώρες αιχμής.
• Αναδρομικά T8 φώτα φθορισμού με LED πάνελ και αισθητήρες πληρότητας.
• Είσπραξη σε ένα πρόγραμμα απόκρισης ζήτησης που ξύρισε 150 kW κατά τη διάρκεια κρίσιμων γεγονότων.
• Προστέθηκε μια ηλιακή συστοιχία 100 kW οροφής με μια μπαταρία 200 kWh.

Το αποτέλεσμα: η αιχμή της ζήτησης μειώθηκε κατά 28%, το ετήσιο κόστος ηλεκτρικής ενέργειας μειώθηκε κατά 38.000 δολάρια, και το κτίριο κέρδισε μια βαθμολογία ΕΝΕΡΓΕΙΑ STAR 87.

Συμπέρασμα

Η μείωση της κατανάλωσης ενέργειας κτιρίων κατά τις ώρες αιχμής δεν είναι μια προσπάθεια ενός μεγέθους-fits-all, αλλά ένας συνδυασμός βελτιστοποίησης HVAC, ελέγχου φωτισμού, αναβαθμίσεις εξοπλισμού, βελτιώσεις φακέλων, αλλαγές λειτουργίας, και δέσμευση των επιβατών μπορεί να παράγει σημαντικά, διαρκή αποτελέσματα. Το κλειδί είναι να ξεκινήσει με έναν ολοκληρωμένο έλεγχο ενέργειας, προτεραιότητα μέτρα με την ταχύτερη αποπληρωμή, και συνεχώς παρακολουθεί την απόδοση για να βελτιώσετε τις στρατηγικές με την πάροδο του χρόνου. Με τη σωστή προσέγγιση, οι διαχειριστές κτιρίων μπορούν να μειώσουν το κόστος, να υποστηρίξουν τη σταθερότητα του δικτύου, και να συμβάλουν σε ένα καθαρότερο ενεργειακό μέλλον.