Efektywne zarządzanie energią w budynkach stanowi dzisiaj aktualny temat biorąc pod uwagę między innymi rozwój technologii energii odnawialnych. Zwiększone zapotrzebowanie energetyczne oraz chęć optymalizacji kosztów skłania do implementacji aplikacji bazujących na nowoczesnych rozwiązaniach w zakresie automatyki oraz inteligentnej gospodarki energetycznej. W publikacji „Dynamic Energy Management System based on the Multi-Criteria Control Strategy” przedstawiono system realizujący dynamiczne zarządzanie energią, który bazuje na wielokryterialnej strategii sterowania i może być zaimplementowany w różnych obiektach zarówno przemysłowych jak i handlowych. W niektórych przypadkach opracowana metoda pozwala na zmniejszenie zużycia energii nawet o 20%.
Ograniczone zasoby paliw kopalnych wraz z ciągle powiększającym się zużyciem energii powodują wzrost cen energii elektrycznej. To z kolei prowadzi do bardziej dokładnego rozważenia możliwości poprawy efektywności energetycznej. W celu zaoszczędzenia pierwotnych źródeł energii, zmniejszenia emisji CO2 i zmniejszenia kosztów energii elektrycznej, niezbędne jest bardziej efektywne wykorzystanie energii. Jest to szczególnie ważne dla odbiorców przemysłowych i handlowych, gdzie nawet niewielka poprawa efektywności energetycznej może prowadzić do oszczędności kosztów. W celu zapewnienia poprawy efektywności energetycznej, a także zapewnienia optymalnego funkcjonowania nowych elementów systemu, jak zdecentralizowane źródła energii (np. turbiny wiatrowe i fotowoltaiczne (PV), elektryczne zasobniki energii (mobilne i stacjonarne) i sterowane urządzenia elektryczne), wymagane jest efektywne zarządzanie energią.
Budynki różnią się między sobą złożonością i funkcjonalnością. Żeby zapewnić efektywną gospodarkę energetyczną, obiekt musi być wyposażony w systemy umożliwiające optymalną kontrolę zużycia energii, a także jej wytwarzania i magazynowania. Odnawialne źródła energii, często stanowiące wsparcie w zasilaniu budynków, znajdują zastosowanie w tego typu aplikacjach. Opracowanie zawiera proponowany system dynamicznego zarządzania energią (Dynamic Energy Management System – DEMS) dla złożonych infrastruktur (np. budynków przemysłowych lub handlowych). Utworzony DEMS oferuje różne tryby pracy i strategie kontroli dla poprawy efektywności energetycznej. Dodatkowo umożliwia poprawę zużycia energii elektrycznej według strategii ekologicznych, gospodarczych i kontroli wielokryterialnej.
Główna idea systemu jest przedstawiona na poniższym rysunku. System odbiera informacje od konsumentów i producentów energii o ich aktualnym stanie. Wykorzystując te dane, aplikacja prognozuje stany lub zachowanie się głównych komponentów systemu, a następnie, na podstawie rzeczywistych pomiarów, analizuje najlepsze harmonogramy pracy dla każdego elementu. Skuteczne zarządzanie energią prowadzi do jej niezawodnych dostaw, poprawy efektywności energetycznej, przedłużenia żywotności komponentów systemu, redukcji kosztów operacyjnych jak również redukcji emisji CO2. Metoda opiera się na wielokryterialnej optymalizacji zużycia energii elektrycznej i jest przedstawiona na przykładzie prawdziwego budynku biurowego. Algorytm wykorzystuje metodę programowania liniowego. Zastosowana metoda pozwala na redukcję zużycia energii do 20% przy dużym udziale energii pochodzącej ze źródeł odnawialnych.
Rys.1. Idea systemu dynamicznego zarządzania energią.
Korzystając z funkcji jakie oferuje system dynamicznego zarządzania energią, istnieje możliwość prognozowania zużycia energii oraz wyznaczania trendów na jej zapotrzebowanie. Pozwala to użytkownikowi na optymalne zaplanowanie budżetu oraz zmniejszenie kosztów energii elektrycznej. Systemy dynamicznego zarządzania energią znajdują coraz więcej zastosowań, a ich ewolucja dąży w kierunku autonomicznych systemów automatyki w budynkach. Dodatkowo wybór trybu pracy taki jak ekonomiczny czy ekologiczny, pozwoli na adaptację zachowania istniejącego systemu do aktualnych wymagań.
