Розвинений інтелект для будівель

25 лютого 2018 р.

Siemens City в Вене: открывшееся в 2010 году здание построено в соответствии с принципами устойчивого строительства и использованием самых современных и высокоэффективных строительных технологий.

Система електропостачання міста вкрай нестабільна - перепади може викликати навіть зміна погоди. В майбутньому енергосистеми і навіть окремі будівлі навчаться передбачати і згладжувати подібні перебої.

У місті майбутнього кожна будівля матиме власний «мозковий центр». Цей центр буде координувати роботу всіх систем, дипломатично дотримуючись при цьому баланс інтересів: економити електроенергію, підтримувати комфортні умови життя та роботи людей, виконувати вимоги мережевого оператора із забезпечення стабільності мережі.

Siemens вже розробив такий «мозковий центр», «центральну нервову систему» для будівель. Це Desigo CC - перша станція управління, що дозволяє об'єднати всі системи будівлі на базі єдиної інтуїтивної платформи. «Протипожежний захист, опалення, вентиляція і кондиціювання повітря, освітлення та відеоспостереження - сьогодні управління кожної з цих систем здійснюється автономно, - пояснює Наоуфель Аячі з підрозділу Siemens Building Technologies. - Desigo CC дозволяє здійснювати управління всіма системами від однієї станції, яка відображає статус кожної системи в режимі реального часу. Зручно, що персонал достатньо навчити роботі тільки з однією системою. Станцію Desigo CC вже використовують в багатьох офісних комплексах, школах, лікарнях, торгових центрах, а також в деяких аеропортах».

Сьогоднішній успіх технології Desigo - це тільки початок. Вона є ключовим елементом багатьох новітніх розробок Siemens, завдяки яким будівлі і навіть цілі квартали в майбутньому значно «порозумнішають».

Городская библиотека Штуттгарта: Siemens поставил комплексные, эффективные и надежные решения для систем противопожарной защиты, безопасности, распределения электроэнергии и освещения.

Електромобілі та управління будівлями

Розглянемо оригінальні рішення в сфері енергоспоживання будівель на прикладі електромобіля. Зростаюча кількість електромобілів, як споживачів, енергії створює додаткове навантаження на енергомережі, особливо в містах. В рамках дослідницького проекту ЄС Artemis - Internet of Energy фахівці Siemens показали, як на базі платформи Desigo парк електромобілів можна інтегрувати в систему управління будівлею. «Ми розглядали електромобілі не тільки як споживачів енергії, а й як пристрої для її тимчасового зберігання, - пояснює Рендольф Мок з підрозділу корпоративних технологій Siemens. - Ставши частиною системи управління будівлею, вони можуть функціонувати як батареї. Вранці електрокари під'їжджають до офісної будівлі, підключаються до зарядних станцій, щоб зарядитися до вечора, коли співробітники їдуть додому. Протягом дня електромобілі виконують функцію буферних накопичувачів, які в умовах, наприклад, сильної хмарності можуть подавати електроенергію в систему, компенсуючи тим самим низьку продуктивну потужність фотоелектричних установок на даху».

Такое решение стало возможным благодаря так называемому Интернету энергии, в котором транспортные средства могут коммуницировать с зарядными станциями. Система управления запрашивает у станций потребность электромобилей в подзарядке и, сопоставив эту цифру с  данными, полученными от систем отопления, климат-контроля и других потребителей энергии, составляет прогноз потребления на следующий день. «Эта информация поступает сетевому оператору, который предлагает фиксированную цену за гарантированный объем приобретаемой электроэнергии. Если на следующий день здание не впишется в согласованный диапазон потребления, то есть, использует слишком много или слишком мало электроэнергии, придется заплатить штраф. Чтобы этого избежать, Desigo использует электромобили на зарядных станциях в качестве устройств подачи или приема электроэнергии и таким образом обеспечивает стабильность энергопотребления всего здания», – поясняет Мок.

Siemens City в Вене: открывшееся в 2010 году здание построено в соответствии с принципами устойчивого строительства и использованием самых современных и высокоэффективных строительных технологий.

Универсальные решения для смарт-зданий

Система Desigo – не единственное решение для смарт-зданий, над которым работает Siemens. Разработки наших специалистов позволят не только интегрировать электромобили в систему энергоснабжения, но и стабилизировать сети, а также снизить энергопотребление. В этом можно убедиться на примере проекта, который реализуется на другой стороне земного шара. «В США есть довольно много так называемых пиковых электростанций (Peaker Power Plants), которые генерируют энергию всего несколько часов в году – при пиковых нагрузках, когда необходимо предотвратить перегрузку сети, – рассказывает Томас Грюневальд из подразделения корпоративных технологий Siemens в Принстоне.Эксплуатация этих пиковых электростанций обходится очень дорого, необходимы более экономичные решения. Несколько лет назад в Калифорнийском университете в Беркли мы разработали первую альтернативную концепцию». Команда Грюневальда установила в одном из зданий интеллектуальный энергетический блок (Smart Energy Box). Эта система позволяет целенаправленно снижать потребление энергии в фазе пиковой нагрузки и, следовательно, разгружать сеть и экономить средства. «Smart Energy Box может отключать отдельные системы, например, систему освещения или кондиционирования воздуха, – объясняет Грюневальд.Для того чтобы обеспечить экономию энергии и денег без ущерба для комфорта и производительности сотрудников, устройство учитывает ожидаемую цену на электроэнергию, прогноз погоды и рекомендации по обеспечению благоприятного климату в помещении. Потребление энергии можно существенно снизить и в непиковые периоды, в случае Беркли – до 30%».

«В проекте, реализованном в Колорадо-Спрингс, специалисты Siemens пошли еще на шаг вперед. Целый комплекс зданий военно-воздушной академии США был объединен в микросеть, в которой, как и в Беркли, энергопотреблением управляет один «дирижер», учитывая прогноз погоды и ориентируясь на оптимальную цену. В данном случае потенциал экономии может быть распределен между несколькими зданиями академии. Такие микрогриды, управляющие энергопотреблением нескольких объектов, – следующий по размеру элемент сети после «мозговых центров» отдельных здания. В будущем целые городские районы смогут функционировать в рамках такой интеллектуальной сети и коммуницировать друг с другом», – считает Грюневальд.


Уже сегодня в проектах Siemens прослеживаются основные достижения в области «смарт-зданий». В будущем интеллектуальные здания смогут управлять своим энергопотреблением более гибко и объединяться с другими зданиями в микрогриды. Это позволит стабилизировать всю сеть, компенсировать колебания и снизить общее потребление энергии.

«Умные здания будущего будут использовать большое число промежуточных накопителей, таких как вышеупомянутые электромобили. Это могут быть и термические накопители, такие как резервуары для воды, а также механические накопители, такие как маховые колеса. Desigo дает первое представление о том, как в будущем можно будет организовать интеллектуальное энергопотребление и управлять им“, – объясняет Рандольф Мок.

«В сфере интеллектуального управления зданием будет возрастать роль цифровых технологий. В будущем вместо локальной инфраструктуры будут использоваться облачные решения. Расходы значительно сократятся, отпадет потребность в техническом обслуживании систем и постоянном персонале для поддержания их в рабочем состоянии, в зависимости от потребностей такие системы можно будет «бронировать» на длительный или ограниченный промежуток времени, – добавляет Наоуфел Аячи. – Все необходимые настройки клиенты смогут самостоятельно выполнять со своих смартфонов».

Это мнение разделяет и Томас Грюнвальд: «В будущем пользователь сможет общаться со зданием при помощи смартфона и, например, задавать свои собственные параметры комфорта. В свою очередь система управления зданием, учитывая график работы, сможет соответствующим образом подготовить рабочее место перед приходом сотрудника, а во время его отсутствия сэкономить электроэнергию». Вывод: в будущем «мозговой центр» здания сможет учитывать потребности и желания своих жителей.