Návrh efektivního řízení spotřeby energií

Systém hospodaření s energií v podobě energetického managementu je soubor opatření, jejichž cílem je efektivní řízení snižování spotřeby energie. Podle normy ČSN EN ISO 50001:2012 je energetický management založen na principu neustálého zlepšování, což lze vystihnout hesly: Plánuj – Dělej – Kontroluj – Jednej. Plánuj Provádění přezkoumání spotřeby energie a stanovování výchozího stavu, ukazatelů energetické náročnosti, cílů, cílových hodnot a akčních plánů, nezbytných pro dosahování výsledků, které snižují energetickou náročnost. Dělej Zavádění akčních plánů systému hospodaření s energií. Kontroluj Procesy monitorování a měření a klíčové charakteristiky činností, které determinují energetickou náročnost vzhledem k energetické politice, cílům a zprávám o výsledcích. Jednej Provádění opatření k neustálému snižování energetické náročnosti a zlepšování systému hospodaření s energií.

Pro efektivní řízení spotřeby energie je ideální nejprve provést důkladnou analýzu. Zaznamenat si současnou spotřebu, definovat procesy s vysokou energetickou náročností a identifikovat slabá místa v síti. Najít možnosti úspor a optimalizovat využití energie pomůže energetický audit. Pro zvládnutí zvýšeného zatížení je nutné modernizovat rozvody a transformátory. Nové technologie umožňují efektivnější distribuci energie ve velkých podnicích a snižují riziko přetížení. Technologie smart grid umožňují inteligentní řízení distribučních sítí a optimalizaci toku energie v reálném čase. Instalace fotovoltaických panelů nebo jiných obnovitelných zdrojů, jako například vlastní bioplynová stanice, umožní snížit závislost na externích dodavatelích a zároveň chránit životní prostředí. Mikrosítě propojují lokální zdroje energie a umožňují efektivní řízení spotřeby v rámci firemního areálu. Klíčovým řešením mohou být systémy bateriového ukládání energie. Umožňují uchovávat přebytečnou energii a využívat ji během energetických špiček. Akumulace energie pomáhá vyrovnávat výkyvy v síti, stabilizovat energetickou bilanci a snižovat náklady na energie. Chytrá baterie umí ovládat i další externí zařízení. Využívat moderní technologie pro řízení špičkového zatížení (peak shaving) a optimalizaci spotřeby umožní sledovat a řídit spotřebu energie v reálném čase. Identifikovat a eliminovat ztráty, optimalizovat nastavení zařízení a minimalizovat energetické nároky. V kancelářských budovách představuje zhruba 40 % spotřebované energie vytápění, klimatizace a také vzduchotechnika. Pravidelně měnit filtry podle doporučení výrobce. Nepřetápět v kancelářích a dalších prostorách firmy. Ideální teplota v místnosti se pohybuje okolo 21 stupňů Celsia, každý stupeň dolů přitom dokáže ušetřit 5 až 10 % nákladů za energie. Instalace programovatelného termostatu může ušetřit peníze a zvýšit efektivitu automatickým vypnutím topných a chladicích spotřebičů v době, kdy není nikdo na pracovišti. Regulace jednotlivých místností IRC (Individual Room Control) zajišťuje na individuální bázi optimální teplotní podmínky a komfort prostředí. Investovat do inteligentních nabíjecích stanic s řízením výkonu, které umožňují optimalizovat nabíjení a minimalizovat zatížení sítě. Agregace bateriových úložišť do větších celků představuje klíčovou technologii pro moderní a udržitelnou energetiku. Umožní sdružit a využít velké množství malých zdrojů či spotřeb do stabilnějšího a předvídatelnějšího celku. Pomůže řídit rovnováhu v síti a omezit tak do jisté míry potřebu nových regulačních zdrojů.

Chytré řízení je systém, který průběžně sleduje výrobu i spotřebu energie a podle aktuální situace automaticky ovládá provoz domácnosti. Rozhoduje, kdy spustit spotřebiče, kdy využít přebytky energie nebo kdy naopak omezit spotřebu tak, aby se s vyrobenou elektřinou zacházelo co nejefektivněji. Ve chvíli, kdy panely vyrábějí, systém například rozhodne, že je ideální čas ohřát vodu nebo nabít baterii. Pokud je energie málo, některé spotřebiče odloží. Pokud vznikne přetok, systém pro něj najde smysluplné využití. Všechno probíhá automaticky a bez potřeby zásahu z vaší strany. Hned ráno systém zkontroluje, kolik energie zůstalo uložené z předchozího dne, a podle toho rozhodne, jestli ji využít třeba na ohřev vody nebo provoz spotřebičů. Jakmile začne svítit slunce, sleduje, kolik elektřiny panely vyrábějí a současně kolik energie domácnost právě potřebuje. Na základě těchto údajů systém rozhodne, jak s vyrobenou elektřinou naložit. Nejprve ji využije na to, co doma právě běží, například spotřebiče v kuchyni nebo pračku. Pokud elektřiny zbývá více, než kolik domácnost potřebuje, začne dobíjet baterii. Když je baterie plná, přesměruje přebytečnou energii například na ohřev vody nebo k nabíjení elektromobilu. Večer, když už panely nevyrábějí, systém přepne domácnost na baterii. Po celou dobu sleduje počasí, aktuální spotřebu i zvyklosti v domácnosti. Rozhoduje o tom, co má běžet hned, co počká, a kam elektřinu poslat tak, aby se využila co nejlépe. Nemusíte nic nastavovat, spínat ani hlídat. To vše probíhá automaticky.

Predikce spotřeby energie je klíčová pro efektivní řízení a optimalizaci energetických systémů. Předpovědi spotřeby energie hrají klíčovou roli při plánování výroby, distribuce a integrace obnovitelných zdrojů do elektrické sítě. Strojové učení nabízí širokou škálu algoritmů vhodných pro predikci spotřeby energie. Lineární regrese, Ridge, Lasso a další varianty se používají k identifikaci vztahů mezi závislými a nezávislými proměnnými v datech o spotřebě energie. Multilayer perceptrony (MLP), rekurentní neurální sítě (RNN) a dlouhodobě krátkodobé paměťové sítě (LSTM) dokáží modelovat komplexní a nelineární vztahy v časových řadách dat. Stroj náhodných lesů (Random Forest) je efektivní při zpracování velkých datových souborů a identifikaci důležitých prediktorů pro spotřebu energie. Support Vector Machines (SVM) jsou užitečné pro klasifikaci a regresi v případech s vysokou dimenzionalitou dat. Gradient Boosting Machines (GBM) jako XGBoost a LightGBM poskytují vysokou přesnost a efektivitu při predikci spotřeby energie prostřednictvím sekvenčního učení. Předpovědi na denní či hodinové bázi umožňují operátorům energetických sítí efektivně řídit generaci a distribuci energie, minimalizovat ztráty a předcházet přetížení sítě. Analýzy trendů v dlouhodobější perspektivě podporují strategické rozhodování o investicích do infrastruktury. Přesné predikce energetické spotřeby jsou klíčové pro optimalizaci integrace solárních a větrných elektráren. Identifikace vzorců vysoké spotřeby umožňuje zavést cílená opatření pro snižování energetické náročnosti a zvyšování efektivity spotřeby v průmyslových i domácnostech. AI a strojové učení umožňují dynamické řízení distribučních sítí, predikovat potřebu údržby a optimalizovat tok energie v reálném čase. Moderní algoritmy poskytují přesnější předpovědi než tradiční, což vede k lepšímu plánování a optimalizaci energetických systémů. Modely strojového učení se dají snadno aktualizovat a přizpůsobovat novým datům a změnám v energetickém profilu. Přesnější predikce umožňují efektivnější využití zdrojů a snižování provozních nákladů.

Inteligentní řízení technologií pomůže v řízení spotřeby, aniž bychom se museli omezovat na komfortu, dokáže predikovat, kdy a jak jsme schopni energii ze sluníčka vyrobit. Budoucnost vidíme v inteligentním řízení spotřeby a skladování elektrické energie v budovách. Dokážeme provést měření spotřeby elektřiny, vyhodnotit odběrový profil a navrhnout optimální řešení. Umíme veškeré technologie spolu propojit, aby komunikovali, a dokážeme je efektivně řídit. Chytré řízení má největší přínos tam, kde domácnost kromě fotovoltaiky využívá i další technologie, například baterii, wallbox, tepelné čerpadlo nebo chytrý bojler. Čím komplexnější je celý systém, tím větší je prostor pro úsporu a efektivní využití vyrobené energie. Systém se přizpůsobí vašemu rytmu a v reálném čase rozhoduje, jak s elektřinou naložit podle aktuálních podmínek i zaběhlých zvyklostí vaší domácnosti. Infigy je chytré řešení od české společnosti, které propojuje výrobu i spotřebu energie a inteligentně ji řídí ve vaší domácnosti. Umí řídit fotovoltaiku, baterii, bojler, tepelné čerpadlo i wallbox, a to automaticky, bez potřeby ručního zásahu. Díky propojení s předpovědí počasí i sledování vaší reálné spotřeby ví, kdy nabít baterii, kdy využít přetok na ohřev vody nebo kdy raději počkat. Vše se přizpůsobuje chodu domácnosti. Cílem zavedení energetického managementu je řízení spotřeby energie za účelem dlouhodobého snižování dopadů na životní prostředí, jehož významným vedlejším efektem je snižování provozních nákladů. Měření a zaznamenávání spotřeby energie - data o spotřebě energie (a vody) minimálně v měsíční podrobnosti. Stanovení potenciálu úspor energie - stanovení výchozího stavu (přezkum spotřeby). Realizace opatření. Vyhodnocování spotřeby energie a účinnosti realizovaných opatření. Porovnávání velikosti úspor předpokládaných a skutečně dosažených. Tvorba a aktualizace energetických koncepcí, energetických (akčních) plánů. Data o spotřebě energie jsou sledována, vyhodnocována a reportována v minimálně měsíčním intervalu. Data o spotřebě energie jsou sledována a vyhodnocována minimálně 1x za rok.