Як модернізація наявних будівель з використанням технології штучного інтелекту (AI), «розумного» дому (SH) та інтернету речей (IoT) може допомогти зменшенню загальних витрат на кондиціонування?
Інженери та науковці шукають шляхи модернізації давно побудованих будівель, які складають переважну більшість міського ландшафту, та зробити їх відповідними новим розумним стандартам завдяки розвитку та розповсюдженню «розумних» будівель, але не працюють над їх розробкою з нуля, тобто вони намагаються застосувати відомі принципи до наявної інфраструктури, використовуючи датчики, пристрої для перетворення сонячної енергії та інші технології.
Створення «розумних» будівель, що прогресує у світі на повну силу, є важливою частиною більш масштабного тренду – такі висновки експертів з IDC (International Data Corporation – міжнародна дослідницька та консалтингова компанія, США). Згідно з недавнім звітом IDC «FutureScape: Worldwide Smart Cities and Communities 2021 Predictions», інвестиції в «розумні» міста досягнуть $203 млрд до 2024 р. та створять додаткову ринкову вартість $2,46 трлн до 2025 року.
«Розумні» будівлі стануть основою «розумних» міст наступного покоління. Це може мати як життєво важливі екологічні переваги, наближаючи всіх містян до інфраструктури з нульовими викидами CO2, так й позитивні фінансові наслідки, допомагаючи економити гроші насамперед на кондиціонуванні, опаленні та марному споживанні електроенергії. Різні дослідження показують, що будівлі у великих містах відповідають приблизно за 70% споживання енергії та за 30% викидів парникових газів.
Проблема неузгодженості
Наявні багатоповерхові та багатоквартирні будівлі створюють певні виклики, оскільки вони належать та експлуатуються багатьма особами, що приймають рішення. Проблемою є те, що економічне регулювання споживання енергії зустрічається з різними запитами від різних власників будівель та їх мешканців.
Навіть якщо температура будівлі буде в середньому правильною, різні частини конструкції дому можуть одночасно нагріватися та охолоджуватися, використовуючи принаймні вдвічі більше енергії, ніж насправді потрібно.
Для оптимального керування енергозбереженням у житловому секторі, скажімо, в місті або в районі міста, треба врешті дійти до керування витратами кінцевих споживачів. Наприклад, для оптимізації кондиціонування має бути побудована ієрархічна система керування з зовнішнім центром та з визначеними пріоритетами (політиками або цільовими функціями), яка може скорегувати хибні локальні налаштування шляхом точної оцінки стану в окремих помешканнях, спираючись для цього на дані об'єктивного вимірювання приладами різноманітних показників комфорту. Проте, за традиційних підходів, це вимагає застосування та встановлення нереалістичної кількості приладів обліку, датчиків, комунікаторів та сигнальних ліній від них, блоків живлення тощо, що, здавалося б, унеможливлює розвязання проблеми.
Проте наявні будівлі можуть бути порівняно легко оснащені датчиками на основі інтернету речей (IoT). У проєкті EcoStruxure Building Operation, розробленому відділом цифрової енергетики Schneider Electric, ці можливості закладені в хмарі даних для BMS (системи управління будівлею). По суті, BMS стає розумнішою за допомогою програмного забезпечення, яке «витягує» потрібні дані для наявних BMS із датчиків, якими вже обладнані пристрої за технологією IoT (див. рис. 1). По-іншому обчислюють їх за допомогою AI (штучного інтелекту) та нових алгоритмів, а потім вводять назад «доповнену» інформацію в систему BMS, щоб зробити її кращою.
Рис. 1. Модернізація наявних будівель з використаннямтехнології IoT
Сформувавши таким чином «розумну» екосистему, окремі «розумні» будинки можуть не тільки вдосконалюватися, але й з'єднуватися з більшою мережевою структурою – як частина мікрорайону, а далі – району міста. А переваги також можуть поширюватися й за межі чинної «розумної» мережі, наприклад, перерозподіляти надлишок енергії, що був отриманий від економії завдяки оптимізованому керуванню, в інші ланки, охоплені такою мережею – в інші мікрорайони тощо.
Цей тип хмарних рішень має деякі недоліки: наприклад, для наявних будівель реальна пропускна здатність даних може бути обмеженою. Проте попередні дані свідчать, що на виході можна отри-мати вигоду від зменшення витрат на дві третини.
Що таке самовідновлювана споруда?
Самовідновлюваною спорудою або такою, що самовдосконалюється, є дім з системою керування будинком (BMS), яка отримує додаткові дані для аналізу з метою подальшої оптимізації із потужного зовнішнього центру обробки даних. Прикладом, що пояснює, як все діє, є опалення та охолодження. «Розумні хмарні» будівлі можуть надати глибше розуміння того, що може виявити менеджер об'єкта. Наприклад, виявити налаштування, що примушують окремі прилади працювати неефективно. Скажімо, за зовнішньої температури +30°С локальна система кондиціонування налаштована на +18°С, проте комфортною є температура +22°С. Система охолодження буде працювати з перевитратою енергії в неефективному режимі та безперервно, навіть якщо комфортна температура вже досягнута, та буде витрачати багато енергії намарно.
Подібні проблеми, якщо про них стає відомо аналітичній хмарній системі на базі штучного інтелекту, за допомогою даних від IoT-приладдя можуть бути віддалено скоригованими на 60-70%. Будівля майже «виправляється», «самовдосконалюється», або «самовідновлюється».
Наступний крок – поєднання даних від окремих «розумних» будівель в «розумні» спільноти та обробка даних відповідно політиці для оптимізації на дещо вищому щаблі ієрархічної системи. Забудовники та власники будівель хочуть мати ефективну інфраструктуру. Почавши реалізовувати оптимізацію на рівні будинку за допомогою хмарної технології обробки даних від IoT можна провести «розумну» трансформацію всього фонду чинних будівель.
«Прискорена цифрова трансформація, яку ми наразі спостерігаємо, повинна продовжуватись з оновленою дорожньою картою стратегічних інвестицій у технології та відповідною політикою й культурними змінами», – прокоментувала сучасні тенденції Рутбі Єснер, віце-президент IDC. «Особливо це стосується органів місцевого та регіонального самоврядування, які можуть швидко реагувати, бути гнучкими та швидко приймати нову політику та практику такими способами, яких ми раніше не бачили».
Джерело: TechRepublic
Більше важливих статей і новин в Telegram-каналі та корисні відео на Youtube-каналі та у TikTok. Долучайтесь!
Переглянуто: 3 278
Доволі цікаво (у статті я цого не знайщов) як виглядатиме контур керування? е якийст приклад для розуміння?