HEMS (Home Energy Management System) – Hitachi, Germany, 2016

Izziv:

Nemška vlada si je zastavila za cilj, da bo do leta 2050 zagotovila najmanj 80 odstotkov potreb po energiji iz obnovljivih virov (Vir: poročilo zveznega ministrstva za gospodarstvo in energijo “Die Energie der Zukunft 2014” navaja cilj do leta 2020 najmanj 35 % ter do leta 2050 vsaj 80 %). V ta namen vlagajo sredstva v raziskovalne in demonstracijske projekte. 31. maja 2016 so v dveh stanovanjskih blokih v apartmajskem kompleksu v mestu Speyer v nemški deželi Rheinland-Pfalz začeli izvajati dvoletni demonstracijski projekt, bo po dveh letih pokazal predlagano rešitev celostnega upravljanja z lokalno proizvodnjo in porabo energije v večstanovanjskih stavbah z uporabo HEMS naprav ter z namenso programsko opremo za sledenje parametrom v dejanskem času, analizo podatkov, predikcijami in povratnim krmiljenjem naprav (glej tudi vir NEDO organisation).

Rešitev:

Rešitev v demonstracijskem projektu združuje fotovoltaične panele, akumulatorska skladišča ter toplotne črpalke oz. skladišča toplote v enovit “model energetske samo-oskrbe”. Višek oz. manjko energije izmenjuje z javnim električnim omrežjem. Projekt vodi Hitachi Chemical Co, kot podizvajalca sodelujeta tudi slovenski podjetji Robotina d.o.o. in 3 PORT d.o.o. Prvo s strojno in krmilno opremo sistema za krmiljenje (HEMS), drugo pa z namensko razvito aplikativno programsko opremo na lastni SMIP platformi za obdelavo podatkov ter možnostjo povratnega upravljanje. Namenski program spremlja več kot 600 parametrov v realnem času, podatke integrira z vremenskimi napovedmi ter v povezavi z ekspertnimi sistemi, ki pripravljajo napovedi proizvodnje in potreb, povratno prilagaja krmiljenje HEMSov. Sistem napoveduje proizvodnjo električne energije na osnovi podatkov o količini sončnega sevanja in predvideva porabo energije (električne energije in tople vode iz toplarne) na podlagi vzorcev energetskih obremenitev vsakega gospodinjstva.

Rezultati:

Krmiljenje celotnega sistema je zastavljeno tako, da na podlagi virtualnega modela cen elektrike in vode iz toplovodnega omrežja minimizira stroške porabljene energije s prilagajanjem pretokov med javnim električnim omrežjem, akumulatorskim skladiščem in skladiščem tople vode (toplotne črpalke). Po približno dveh letih (do marca 2018) bo izvajalec podal oceno učinkovitosti, zanesljivost in ekonomske sprejemljivosti takega “modela energetske samo-oskrbe”.

Shematičen prikaz trenutne proizvodnje, porabe in smeri tokov