גישות חדשניות להפחתה של בניית אנרגיה תוך שעות ללא תשלום

צמצום צריכת האנרגיה בשעות ה- off-peak הפך אבן הפינה של אסטרטגיות ניהול מבנים מודרניים. כמו חשבונות בנייני מסחר ודירות עבור נתח משמעותי של שימוש באנרגיה גלובלית, שינוי פעולות אינטנסיביות אנרגיה עד פעמים כאשר הביקוש נמוך לא רק חתכים, אלא גם מפחית את הלחץ על רשת החשמל.התקדמות בטכנולוגיה חכמה, ניתוח נתונים ושילוב אנרגיה מתחדשת עכשיו מאפשר ליישם גישות אחסון חדשניות המספקות תוצאות סבירות ביותר עבור שיטות הפעלה יעילות של שעות של שימוש אוטומציה, תוך שימוש יעיל ביותר.

מערכות אוטומציה של בניין חכם

מערכות אוטומציה של בניין חכם (BAS) יוצרות את עמוד השדרה של ניהול אנרגיה אינטליגנטית.פלטפורמות אלה משתמשות ברשת של חיישנים, בקרים, ומבצעים לפקח ולתאם תאורה, HVAC, עיוורים, וטעימים בזמן אמת. על ידי תזמון פעולות כבדות - כגון טרום-ריצה או חללים טרום-חום - תוך כדי תקופות מחוספס, מבנים יכולים לזרז את הביקוש שלהם ללא נוחות של הדיירים.

חיישנים-Driven Occupancy הסתגלות

(המודרני BAS מסתמכ על חיישני הדיקור, COFLT:0rea2FLT:1 חיישנים, ואפילו אנשים מבוססי Wi-Fi ספירה כדי להתאים נקודות כאשר חללים ריקים.במשך שעות מחוץ ל-peak, המערכת יכולה להפחית את שיעורי האוורור, דיאם או לכבות את האורות, ולהגדיל את ההתאמות מתות מתות הטמפרטורה הללו מניבות בדרך כלל 20-30% חיסכון באנרגיה תוך שמירה על תבניות זמן פנויות להורדת זמן של שימוש נוסף:

בקרת ענן ממוקדת

פלטפורמות אוטומציה מבוססות ענן מאפשרות למנהלי מתקנים לפקח ולבקר מבנים מרובים ממערך אחד של אסטרטגיות Off-peak ניתן לפרוס על פני תיק, מינוף תחזיות מזג אוויר וסימנים לייעל את זמני ההתחלה-stop.לדוגמה, מערכת עלולה לעכב את קצב החום של הבוקר עד 15 דקות ביום מתון, חיסכון של מאות שעות בשנה למבנה מובילי קיוואט-שעה.

דרישות תוכניות

תוכניות תגובה לדרוש (DR) מעודדות בעלי בניין להפחית מרצון את השימוש בחשמל במהלך אירועי שיא, לעתים קרובות בתמורה לתמריצים כספיים.אסטרטגיות חדשניות של DR מרחיבות את הרעיון הזה כדי להוריד שעות על ידי תנאי מראש הבניין או שינוי עומס פעמים כאשר דור מתחדש הוא בשפע.אוטומטי DR (ADR) מאפשר אות בזמן אמת ממכשירים, מההפחתת עומס טרום-מוקצב ללא התערבות ידנית.

טעינה אוטומטית Shifting

באמצעות ADR, בניין יכול להעלות באופן אוטומטי נקודות מים מצמררות, מטפלים במחזור, או להפחית באופן זמני תאורה לא קריטית כאשר אירוע שיא הוא תחזית.התשתית ניתן להשתמש כדי למשוך עומס לתוך חלונות מחוץ ל-peak - כגון טעינה מיכלי אחסון תרמיים בין לילה או טרום-רישום הרצפה בטון לוחות.

בקרת מחירים-תגובה

זמן השימוש (TOU) ותעריפים בזמן אמת על תמחור מסלקים חשמל זול יותר באופן משמעותי. מערכות בניין חכמות שנתוני המחירים הגבוהים ביותר יכולים באופן אוטומטי להדיח עומסים שיקול דעת - ממים, משאבות בריכה, מטען EV - לשעות בעלות נמוכה אלה. עבור מתקנים מסחריים גדולים, החיסכון יכול להיות כמות לעשרות אלפי דולרים בשנה.

« « « « « « « « « « « « « « « « « « ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

אלגוריתמים תזמון מפוכחים הם המוח מאחורי ניהול עומס יעיל.אלגוריתמים אלה מעבדים נתונים היסטוריים, תחזיות מזג אוויר, מגמות דיקור, ושיעורי השירות כדי לייצר זמני התחלה אופטימליים עבור ציוד.מודלים למידת מכונה יכולים לחזות כמה זמן לוקח להחזיר בניין לתנאי נוחות, ומאפשר למערכת למנף את מלוא אורך החלון תוך צמצום פסולת אנרגיה.

בקרת מודל (MPC)

MPC משתמש במודל דינמי של בניין כדי לדמות את ההשפעה של פעולות שליטה שונות.על ידי פתרון בעיית אופטימיזציה על פני 24 שעות אופק, MPC קובע מתי לפני-קול או לפני חימום המבנה כך שציוד HVAC פועל בעיקר במהלך שעות מחוץ ל-peak. Real-world יישום הראו ירידה של 25-40 אחוזים בביקוש קירור גבוה ו -10% חיסכון הכולל.

Reinforcement Learning for Continuous שיפור מתמיד

מערכות מתקדמות יותר ליישם את הלמידה חיזוק (RL) כדי להתאים מדיניות בקרה ללא תכנות מפורש.סוכן ה-RL אינטראקציה עם סביבת הבנייה, קבלת תגמולים עבור חיסכון באנרגיה ונוחות הדיירים.לאורך זמן, הוא לומד את לוח הזמנים האופטימלי עבור פעולות מחוץ ל-peak, להסתגל לשינויים עונתיים ואירועים דיקור יוצא דופן. טייסים מוקדמים במבנים משרדים השיגו חיסכון נוסף 15% מעבר ל- BAS.

פתרונות אחסון אנרגיה

אחסון אנרגיה מאפשר מבנים לדור מצריכת.על ידי טעינה סוללות או אחסון תרמי במהלך שעות מחוץ ל-peak (כאשר חשמל הוא זול או דור מתחדש הוא גבוה), מתקנים יכולים לשחרר אנרגיה מאוחסנים מאוחר יותר כאשר הביקוש והמחירים עולים. גישה זו באופן ישיר מפחיתה עומס שיא ויכולה לגרום לבניינים יותר גמיש.

סוללות אנרגיה אחסון מערכות (BESS)

מערכות סוללות ליתיום-יון יעילות יותר ויותר עבור מבנים מסחריים.עם חיי מחזור טיפוסי של 10-15 שנים, BESS יכול לאחסן את אנרגיית השמש או הרשת של Pak ופריצתו במהלך תקופות על-פני-פאק. בשילוב עם בקרה חכמה, המערכת יכולה להשתתף בביקוש יעיל ושווקים של רגולציה תדירות. A 100 קילוואט בבניין משרדים עשוי לעבור 20-30 קילוואט של עומס יומי, חיסכון של $5,000 $-1 $ בשנה.

אחסון אנרגיה תרמית (TES)

אחסון תרמי – לעתים קרובות בצורת מיכלי מים או קרח מצמררים – הוא הוכחה לאסטרטגיה של קופאק לקמפוסים גדולים ובתי חולים.קרח נעשה בלילה כאשר דחוסים פועלים ביעילות רבה יותר; במהלך היום, התכת הקרח לספק קירור.זה יכול להפחית את יכולת הצמרר ב-30-50% ובאופן משמעותי נמוך יותר הביקוש החשמלי.

שילוב מקורות אנרגיה מתחדשת

על-ידי מערכות מתחדשות באתר, במיוחד מערכות פוטו-וולטאיות סולאריות (PV), מייצרות את הכוח הרב ביותר בשעות היום – אשר לעתים קרובות חופפות עם הביקוש לפסגה. עם זאת, הצמד האסטרטגי עם אחסון ובקרה חכמים יכול להתאים את התפוקה המתחדשת עם תנאי רשת מחוץ ל-peak.לדוגמה, בניין המופעל על-שמש יכול לייצא אנרגיה עודף לרשת במהלך ימי הביניים (ערך נקי-מטר) ולאחר מכן כוח מאוחסן מאוחר יותר.

זרים חכמים ואינטראקציה גריידית

מעכבי שמש מודרניים יכולים להגיב אותות תועלת כדי לצמצם או להגביר את התפוקה. במהלך תקופות מחוץ ל-peak עם חדירה מתחדשת גבוהה, מופנים יכולים להיות מוגדרים כדי לטעון סוללות או תנורי מים חמים.זה "grid-interactive" מסייע לייצב את רשת ההפצה תוך כדי למקסם את השימוש באנרגיה נקייה.

Wind and Joint Heat & Power (CHP)

עבור מתקנים גדולים יותר, טורבינות רוח באתר או מערכות CHP יכול לייצר כוח ברציפות, אבל הפלט שלהם ניתן לשנות על ידי הפיכה עם אחסון חשמלי או תרמי. במהלך שעות מחוץ ל-peak, עודף חום CHP יכול להיות מאוחסן במיכלים חמים לשימוש מאוחר יותר במים חמים או חמים.זה מפחית את ריצה מהירה יותר במהלך תקופות שיא ומשפר את יעילות המערכת הכוללת.

המונחים: Optimization אסטרטגיות

תאורה בדרך כלל מהווה 15%-20% מהשימוש החשמלי של בניין מסחרי. Off-peak יכול לכלול dimming, shutoff אוטומטי, וקצירת אור יום.עם זאת, גישות חדשניות להמשיך על ידי שילוב עם לוח הזמנים של דיקור ואפילו באמצעות נורמות LED כמו בלוטות תקשורת עבור אותות שליטה.

תאורה LED

מערכות LED מחוברות מצוידות חיישנים מאפשרות שליטה גרינרית של כל luminaire. במהלך שעות מחוץ ל-peak (אפילוינגס, סופי שבוע), המערכת יכולה להפחית את רמות התאורה למינימום חירום או לכבות לחלוטין אזורים לא מאוכלסים. חלק מהמערכות משתמשות "כוונון אישי" שבו עובדים יכולים להתאים את התאורה שלהם באמצעות יישומים, אבל לוח הזמנים של הבניין מבטיח כי כל תאורה לא-רגישה הוא במהלך תקופות נמוכות של חיסכון 60 אחוזים של אזורים שאינם מיושבים.

יום איסוף ומסך הסתגלות

באזורי היקפי, עיוורים אוטומטיים או בוהק אלקטרו-כרומי יכול לנהל רווח חום סולארי וכניסת אור יום. במהלך שעות מחוץ ל-peak, מערכות אלה יכולות להיות מוגדרות כדי למקסם את אור היום בעוד minimizing בוהק, המאפשר מערכות תאורה להתמקח עוד. בוהק חכם יכול אפילו לפני-cool או טרום-warm משטח הזכוכית כדי להפחית את חימום / עומס, צריכת אנרגיה כדי להוריד את קצב ה- off- off-upshpe.

מערכת HVAC Optimization

היסוס, אוורור ומיזוג אוויר (HVAC) הוא הצרכן האנרגיה הגדול ביותר ברוב המבנים - לעתים קרובות מעל 40% מכלל השימוש.אסטרטגיות Off-peak עבור HVAC להתמקד על ventilation מבוקרת מראש, ו תחזוקה אקטיבית.

Pre-Cooling and Pre-Heating

על ידי ריצה צמרמורות או רותחים בקיבולת מלאה בשעות מחוץ ל-peak, המסה התרמית של הבניין ניתן לטעון כמו סוללה.תתתקרה בטון אקספוזי, דבורים קרירות, או רצפות לפעול כמו כיור תרמיים. במהלך תפוסת שיא, מערכת HVAC יכול לעלות לאחור, ומאפשרת לאנרגיה מאוחסן לשמור על נוחות.

מסלולי תדירות משתנים (VFDs) ו-FDs AdSense הסתגלות

VFDs על משאבות ומעריצים מאפשרים למערכת להתאים את התפוקה בדיוק לביקוש. במהלך תקופות מחוץ ל-peak, מהירויות המעריצים ניתן להפחית את שיעורי האוורור המינימלי (per ASHRAE 62.1), ומהירויות המשאבה יכולות לרדת כדי לשמור רק על מחזור מינימלי. פקדים חכמים לפקח על איכות האוויר הפנימית יכול עוד להפחית את צריכת האוויר בחוץ כאשר הבניין אינו עסוק, לחסוך הן חימום ואנרגיה קירור.

שינויים התנהגותיים ומבצעיים

טכנולוגיה לבדה לא יכולה למקסם את החיסכון הפשפשפש; התנהגות אנושית ממלאת תפקיד מכריע.Engaging Tenants and Maintenance צוות באמצעות מחוונים משוב, התראות אוטומטיות, ו gamification יכול להוביל לירידה נוספת.

פלטפורמות מעורבות

יישומים ניידים או תצוגות שולחן יכולים להציג שימוש באנרגיה בזמן אמת ולעודד פעולות כמו הפעלת צגים, סגירת עיוור, או התאמת תנורי חום אישיים. כאשר בשילוב עם בקרה אוטומטית אשר לאכוף נקודות קצה, פלטפורמות אלה עוזר ליצור תרבות מודע אנרגיה. חלק מהתוכניות מציעות תגמולים כספיים להפחתת עומסים במהלך שעות הערב.

המונחים: compense Management

עומסי חשמל חכמים (מחשבים, מדפסת, מכונות אוטומטיות) לעתים קרובות לרוץ 24/7. רצועות חשמל חכמות עם דיקור או דיקור sensing יכול לסגור ציוד לא קריטי במהלך שעות מחוץ ל-peak.עבור בנייני משרדים, זה יכול להפחית עומס בסיס על ידי 10-20%.מערכות בקרה מרכזי יכול גם לשדר אותות "shutdown" בזמנים שנקבעו, על הגדרות המשתמש כאשר הבניין הוא בעיקר ריק.

צמיחה פיננסית וחזרה על השקעות

יישום אסטרטגיות של Fak דורש השקעה מקדימה, אבל המקרה הפיננסי הוא משכנע.שירות ריבאטים, תמריצים מס, ועלויות הביקוש מופחתות לעתים קרובות לייצר תקופות של 2-4 שנים.

דרישות תשלום

חשבונות חשמל מסחריים כוללים תביעות ביקוש על בסיס גובה כוח של 15 דקות בחודש.העומס על שעות מחוץ ל-peak יכול לקרוע את ההאשמות הללו ב-20-50%.עבור משרד בגודל של 15 דקות, זה יכול להיות 10,000 $-30,000 בחיסכון שנתי.כלי רכב רבים מציעים גם ריבאוטים עבור התקנת DR אוטומטיים או אחסון תרמי, המכסה 30-50% של עלויות.

הלוואות מס ותוכניות ריכוזיות

אשראי מס פדרלי ומדינתי לאחסון אנרגיה, סולרי ויעיל ציוד HVAC יכול לשפר עוד יותר את ROI.FLT:0ENERGY STAR Building Program, LT:1 מספק כלים למדידה כדי לעקוב אחר חיסכון. חלק מהתחומים מציעים תמריצים מבוססי ביצועים שבו מבנים משלמים עבור הפחתה בפועל.

מחקרים אמיתיים

כמה ארגונים הוכיחו את יעילות אסטרטגיות הפחתת ה-peak בקנה מידה.

קמפוס האוניברסיטה:Rirmal Storage

אוניברסיטה גדולה של מיד-מערבית התקינה מערכת של 4 מגה-ו-ה קרח המשרתת את המפעל המרכזי שלה.על ידי הכנת קרח בלילה ושימוש בה למקרר בשעות היום, הקמפוס קיצץ את הביקוש החשמלי ב-3MW והצלת 400,000 דולר בשנה בתביעות תביעה.

בניין משרדים עם בקרת חיזוי

בניין משרדים של 50,000 מ"ר בקליפורניה ארגן BAS מבוסס MPC כי לפני השימוש בבניין באמצעות כוח מחוץ ל-peak.המערכת הפחיתה את העומס HVAC על ידי 28 אחוזים וצריכת אנרגיה כוללת עד 18 אחוזים, תוך שמירה על נוחות מקורה.הפרויקט מוסמך עבור תמריצים המכסים 40% של עלות השיפור.

המונחים: chain Adaptive

שרשרת קמעונאית לאומית נסוגה מ-200 חנויות עם תאורה LED המחוברת לרשת ובקרות מבוססות דיקור.חנויות מלוטשות באופן אוטומטי אורות מ"מ עד 10 אחוזים בשעות ה-peak (לאחר סגירה ולפני פתיחת), חיסכון ממוצע של 1,200 דולר בשנה. בשילוב עם לוח הזמנים HVAC, השרשרת הפחיתה את השימוש באנרגיה הכולל ב- 22 אחוזים מעבר לתיקפוליו.

מסקנה

גישות חדשניות להפחתת צריכת האנרגיה של בנייה בשעות ה-peak כבר לא ניסיוניות - הם מוכחים, עלות-יעילות, חיוני לעתיד אנרגיה בר-קיימא.מאוטומציה חכמה ותזמון חיזוי לאחסון תרמי ומעורבות הדיירים, תיבת הכלים הזמינים למנהלים של המתקן עשירה יותר מאי-פעם.המפתח הוא לשלב טכנולוגיות אלה לתוך אסטרטגיה קוהרנטית שמתאימה למבני קצב, מטרות אקלים, וספקיות, על ידי כך שצריכה להיות יעילה, ככל הנראה, כדי להפחית את הביצועים התפעוליים של פחמן, כך, כך, כך, כך, כך שמפתחים מתקדמים, כדי להשיג את רמת האבטחה התפעוליים של פחמן-ה, כדי להשיג את רמת האבטחה של פחמן-ה, כדי להשיג את רמת האבטחה של פחמן-ה, כדי להשיג את רמת התקני פחמן-ה, כדי להשיג את רמת האופטימיים, כדי להשיג את רמת האופטימיים של טכנולוגיות מתקדמות, כדי להשיג, כדי להשיג את רמת הגמישות משמעותית של פחמן-ה, כדי להשיג את רמת האופטימיזציה יעילה, כדי להשיג את רמת הגמישות גבוהה של פחמן-ה, כדי להשיג את רמת האופטימיזציה גבוהה של טכנולוגיות מתקדמות, כדי להשיג, כדי להשיג, כדי להשיג את רמת הגמישות, כדי להשיג את רמת הגמישות, כדי להשיג את רמת הגמישות, כדי