Inteligentne zarządzanie energią elektryczną z własnej produkcji w Twoim domu

Transformacja energetyczna w sektorze budowlanym

Od roku 2030 emisja CO2 w sektorze budowlanym nie może przekraczać 72 mln ton rocznie. To o około 40 procent mniej niż w 2014 roku. Przejście na odnawialne źródła energii jest istotnym krokiem w kierunku długoterminowej redukcji emisji CO2. Energie odnawialne są jednak nowym wyzwaniem dla eksploatacji instalacji – nie tylko ze względu na ich zmienną dostępność, ale także ze względu na ich rosnący wpływ na sieci energetyczne i wynikającą z tego potrzebę mechanizmów stabilizacji. Głównymi wyzwaniami w gospodarstwach domowych są wahania dostępności wytwarzanej samodzielnie energii solarnej. W przypadku zachmurzenia instalacja fotowoltaiczna produkuje mniej energii elektrycznej. Jeżeli w tym czasie w gospodarstwie domowym potrzebna jest energia elektryczna, na przykład do zasilania pompy ciepła, pozostaje wówczas opcja korzystania z sieci energetycznej. I odwrotnie, niewykorzystana zielona energia elektryczna wytwarzana w ciągu dnia jest wprowadzana do sieci publicznej. Bosch Energy Manager to aplikacja inteligentnego domu, która działa jak inteligentny dystrybutor energii. Optymalizuje przepływy energii w domu, a tym samym zmniejsza koszty energii elektrycznej.

Warunki zrównoważonego zarządzania energią

W ramach systemu inteligentnego domu, Energy Manager przejmuje rolę energetycznego asystenta. Oprogramowanie steruje przepływem energii wytworzonej we własnym zakresie a także jej wykorzystaniem. Oprócz samego oprogramowania potrzebna jest instalacja fotowoltaiczna, która generuje niezbędną energię elektryczną. W dalszej kolejności wymagany jest falownik i opcjonalny system magazynu energii (akumulatora) do przetwarzania i przechowywania energii. Energy Manager jest kompatybilny z falownikami marki Fronius i innymi, dostępnymi na rynku. Istotne jest także zastosowanie nowoczesnej pompy ciepła, np. Bosch Compress 7000i AW. Po uzupełnieniu systemu o inteligentne urządzenia gospodarstwa domowego rozwiązanie świadomego zużycia energii jeszcze bardziej zwiększa efektywność systemu.

Inteligentny energetyczny asystent

Zarządzanie energią jest interesującą perspektywą nie tylko dla nowych budynków. Rosnące koszty energii i konieczność odejścia od technologii szkodliwych dla klimatu sprawiają, że to rozwiązanie jest również interesujące w przypadku modernizacji istniejących budynków. Niezależnie od tego, czy w nowym, czy w zmodernizowanym starym budownictwie, sposób działania pozostaje taki sam. Energy Manager rejestruje dostępną energię z instalacji fotowoltaicznej i magazynu energii (akumulatora). Równocześnie sprawdza zużycie prądu w gospodarstwie domowym i to, czy w danej chwili pobierana jest sieciowa energia elektryczna. W przypadku wystarczającej nadwyżki z instalacji fotowoltaicznej lub akumulatora, Energy Manager włącza odbiorniki, aby wykorzystać dostępną energię solarną i uniknąć późniejszego pobierania z sieci. Następnie określa wymagania termiczne pompy ciepła. Jeżeli Energy Manager nadal wykrywa nadmiar zielonej energii elektrycznej, pozwala pompie ciepła (najlepiej w połączeniu z inteligentnym sterowaniem poszczególnych pomieszczeń) pobierać moc a temperatura budynku i wody wzrasta do maksymalnej temperatury ustawionej wcześniej przez użytkownika. W efekcie Energy Manager przesuwa wytwarzanie ciepła na czas, w którym dostępna jest nadwyżka energii elektrycznej z instalacji fotowoltaicznej. Wreszcie, jeśli nadal występuje nadwyżka, ładowany jest akumulator. Oprogramowanie Energy Managera jest zlokalizowane w sterowniku inteligentnego domu, który jest połączony ze wszystkimi urządzeniami za pośrednictwem sieci lokalnej.

Komfortowe rozwiązanie

Komfort zaczyna się w momencie instalacji: oprogramowanie do zarządzania energią jest dostępne jako aplikacja na smartfony i tablety. Towarzyszy użytkownikowi ze szczegółowymi objaśnieniami podczas całej instalacji Energy Managera, aby jak najłatwiej zintegrować wszystkie komponenty w sieci. W tym celu najpierw nawiązywane jest połączenie z istniejącym systemem inteligentnego domu. Aplikacja do zarządzania energią automatycznie łączy się ze wszystkimi komponentami. W kolejnym kroku określane są użyteczne parametry standardowe dla pompy ciepła, które użytkownik może później dostosować w sposób indywidualny, w zależności od tego, czy priorytetem jest wygoda, czy efektywność energetyczna. W związku z tym, że dzięki zastosowaniu inteligentnego menedżera energii, nadmiar energii elektrycznej jest magazynowany w postaci ciepła, rośnie temperatura w budynku. Użytkownik może w każdej chwili zmienić dopuszczalne temperatury. Jeśli coś nie zadziała od razu, menedżer energii natychmiast pokazuje możliwe źródła błędów i odpowiadające im możliwe rozwiązania.

Kolejna ważna kwestia: sterowanie modulacyjne pompy ciepła, tj. praca sprężarki ze zmienną prędkością może mieć bezpośredni wpływ na Energy Managera. W przeciwieństwie do konwencjonalnego interfejsu Smart Grid Ready (SG Ready), który umożliwia jedynie włączanie i wyłączanie, tutaj przez cały czas zapewnione jest, że podczas pracy nie zostanie użyte żadne zasilanie sieciowe przekraczające dostępną energię solarną – w przypadku nadmiaru mocy z instalacji fotowoltaicznej można jednak przyjąć dodatkową energię elektryczną.

Monitoring zużycia energii

Energy Manager został zaprojektowany tak, aby jego obsługa była jak najbardziej łatwa i intuicyjna. W związku z tym instalatorzy i użytkownicy mają takie same możliwości monitorowania systemu. Skoncentrowano się na systemie elektrycznym, a konkretnie na energii wytwarzanej przez instalację fotowoltaiczną i ogólnym zużyciu w gospodarstwie domowym. W ten sposób zarówno użytkownicy, jak i specjaliści mają zawsze przegląd aktualnego zaopatrzenia w energię w obiekcie i dzięki menedżerowi energii mogą w czytelny i zrozumiały sposób zidentyfikować potencjalne oszczędności. Codziennie można pobierać dane dotyczące zasilania i zużycia energii. Statystyki tygodniowe, miesięczne i roczne umożliwiają również użytkownikowi dokładny przegląd bilansu energetycznego. Monitoring zużycia energii się opłaca. Badania pokazują, że użytkownicy oszczędzają do 10 procent swoich kosztów energii dzięki podnoszeniu świadomości poprzez samo monitorowanie. W przyszłości monitoring powinien również dostarczać informacji o odbiornikach podłączonych do menedżera energii, a tym samym dostarczać użytkownikowi jeszcze lepszych danych o zużyciu energii.

Samowystarczalność na wysokim poziomie

Energy Manager oferuje nie tylko możliwość zaprojektowania własnego zasilania w sposób zrównoważony i oszczędzający zasoby, ale jednocześnie chroni portfel. Symulacja dla domu w Stuttgarcie o wskaźniku EP na poziomie 40 wykazała, że można osiągnąć samowystarczalność lub stopień zużycia energii na poziomie ponad 70%. Założenia symulacji: zapotrzebowanie gospodarstwa domowego na energię elektryczną wynosi 3750 kWh, zapotrzebowanie na ogrzewanie 40 kWh/m2 , powierzchnia mieszkalna 150 m2. Należy do tego dodać instalację fotowoltaiczną skierowaną na południe. Wynik symulacji wykazał poprawę samowystarczalności i zużycia własnego, o ile dostępny jest system akumulatora o pojemności od 5 do 6 kWh. Większy akumulator tylko nieznacznie zwiększa poziom samowystarczalności lub zużycia własnego. Wyjaśnienie tego jest proste: główną zaletą magazynu jest przesunięcie dzień-noc. Oznacza to, że nadmiar energii jest magazynowany w ciągu dnia, a akumulatorowy magazyn jest rozładowywany nocą. Jeśli jednak magazyn jest większy niż średnie zużycie w nocy, korzyść prawie nie wzrasta, ponieważ zgromadzona energia nie jest już wykorzystywana. Ponadto instalacja fotowoltaiczna powinna mieć rozmiar od 5 do 7 kWp. Po podłączeniu do odpowiedniego akumulatora można osiągnąć samowystarczalność na poziomie 70 procent. W porównaniu z instalacją bez menedżera energii, instalacji fotowoltaicznej i magazynu, koszty energii elektrycznej są o ponad dwie trzecie niższe. Nie bez znaczenia jest również fakt, że optymalna wielkość magazynu oraz instalacji fotowoltaicznej zmienia się tylko nieznacznie nawet w budynkach o wyższym zapotrzebowaniu na ciepło do 75 kWh/m²a i mieści się w górnej granicy wymienionych zakresów.

Gospodarowanie energią zorientowane na przyszłość

Połączenie instalacji fotowoltaicznej i pompy ciepła już teraz jest atrakcyjną inwestycją dla inwestorów budowlanych i właścicieli domów. Duet oszczędzający zasoby zyskuje dodatkową wydajność dzięki zastosowaniu menedżera energii. Szczególnie z myślą o przyszłych zmianach warto dodać, że ciągła ekspansja sektora energetycznego w równym stopniu napędza zmiany techniczne. Pompa ciepła i pojazd elektryczny będą w przyszłości głównymi odbiornikami energii elektrycznej w gospodarstwie domowym. Dzięki elastycznemu poborowi mocy będą odgrywać kluczową rolę w korzystaniu z menedżera energii. Rozkwit elektromobilności oznacza długoterminowe dostosowania regulacyjne w sieci. Wniosek: Energy Manager stanie się w coraz większym stopniu elementem koordynującym pomiędzy sieciami a odbiornikami energii.