Digitalizacja, smart city, inteligentne budynki, IoT – to słowa, które na dobre zagościły w naszym słowniku. Jesteśmy świadkami cyfrowej rewolucji. Nowoczesne, wydawałoby się „futurystyczne” technologie są już teraz dostępne na rynku i zmieniają rzeczywistość wokół nas. Ułatwiają wzajemny kontakt, poprawiają komfort i wygodę. Ale wpływają także na system energetyczny, czy realizację międzynarodowych zobowiązań w zakresie ochrony środowiska i klimatu.
Spójrzmy na budynki, które odgrywają w naszym życiu niebagatelną rolę. W domach, biurach, szkołach, przedszkolach spędzamy 90% czasu. Aby czuć się w nich komfortowo ogrzewamy je lub ochładzamy, w zależności od naszego położenia geograficznego czy pory roku. Wykorzystujemy w ten sposób 30% całkowitego zużycia energii w Unii Europejskiej, a tym samym odpowiadamy za 36% całkowitej emisji dwutlenku węgla. Nie ma też wątpliwości, że żucie energii w budynkach generuje olbrzymie koszty – w Polsce stanowią one około 4% rocznego PKB! Możliwe oszczędności w tym zakresie są więc warte zachodu. Pytanie tylko, w jaki sposób je osiągnąć?
Zgodnie z raportem Międzynarodowej Agencji Energetycznej (IEA) „Digitalization and Energy 2017”, który zakłada podwojenie zużycia energii w sektorze budownictwa do 2040 roku, rozwój technologii cyfrowych w budynkach przyczyniłby się do ok. 10% oszczędności w tej perspektywie czasowej. Oznacza to, że dzięki digitalizacji obejmującej urządzenia elektryczne, oświetlenie oraz systemy odpowiedzialne za klimat wewnątrz pomieszczeń możemy zaoszczędzić aż 65 PWh. To równowartość całkowitego zużycia energii w 2015 roku przez wszystkie kraje nie będące członkami OECD.
Ponad 60% tych oszczędności jest uzależnionych od systemów ogrzewania, chłodzenia i ciepłej wody użytkowej. Jak możemy uzyskać poprawę w tym zakresie? Najprościej – chociażby dzięki zastosowaniu nowoczesnych elektronicznych głowic termostatycznych. Myśląc o termostatach widzimy wielkie pokrętło przy grzejniku, które możemy ustawiać na pozycjach od 1 do 5 i w ten sposób regulować temperaturą w pomieszczeniu. I takiej technologii też nie powinniśmy bagatelizować, ponieważ prosta zamiana zaworu manualnego (w którym mamy jedynie opcję włącz/wyłącz) na zawór termostatyczny to już oszczędność dochodząca nawet do 23%. Na rynku są jednak dostępne dużo bardziej zaawansowane urządzenia, które potrafią poznać nasz dom czy mieszkanie i nauczyć się z nim współpracować. Które po okresie „nauki” same potrafią wybrać odpowiedni moment, w którym warto zwiększyć temperaturę grzejnika, tak abyśmy po powrocie do domu zastali oczekiwany przez nas komfort. Takie inteligentne głowice termostatyczne potrafią również dynamicznie reagować na to co dzieje się w pomieszczeniu. Same wyczują otwarte przez nas okno i automatycznie zamykają dopływ medium grzewczego.
Dodatkowo, dzięki zamontowaniu we wnętrzach pomieszczeń szeregu czujników połączonych z systemem zarządzania budynkiem (Building Management System, BMS) np. przy pomocy sieci Wi‑Fi, można monitorować środowisko w pomieszczeniach i dzięki temu w czasie rzeczywistym dostosowywać pracę systemów ogrzewania, klimatyzacji czy oświetlenia do aktualnych potrzeb. Co więcej – systemy, które analizują dane na potrzeby sterowania ogrzewaniem, wentylacją czy chłodzeniem mogą pobierać dane dotyczące prognoz pogody, na tej podstawie przewidywać przyszłe zapotrzebowanie na energię, a następnie z wyprzedzeniem dostosowywać parametry w pomieszczeniu.
Tego typu technologie możemy zastosować zarówno indywidualnie, w naszych domach i mieszkaniach, jak również w dużo większej skali – w biurowcach czy hotelach. Niezależnie od kubatury budynku sterowanie urządzeniami odbywa się w sposób zdalny z poziomu komputera, czy smartfona.
Ale inteligentne budynki nie mogą być niezależnymi „smart wyspami” w mieście. Prawdziwie inteligentny budynek potrafi dodatkowo współpracować z sąsiednimi oraz z otaczającą go infrastrukturą.
Najlepszym przykładem mogą tu być supermarkety, które idealnie obrazują ideę budynków połączonych w prawdziwym smart city wyposażonym w inteligentną infrastrukturę. Łącząc w sobie różne technologie stają się integralną częścią miasta pełniącą o wiele bardziej istotną funkcję niż jedynie centrum handlowo‑usługowego. To nowoczesne stacje ładowania pojazdów elektrycznych za pomocą baterii wykorzystujących energię produkowaną w innych systemach budynku. To system paneli fotowoltaicznych zapewniających zasilanie w energię elektryczną. To wykorzystanie nadmiaru ciepła (tzw. ciepła odpadowego produkowanego przez znajdujące się w obiekcie wielkie chłodziarki) do zasilenia pobliskiej sieci ciepłowniczej. I co najważniejsze – to wirtualna elektrownia, która w elastyczny sposób może reagować na nadmiar lub braki energii w sieci elektroenergetycznej. W przypadku nagłych nadwyżek może pobrać nadmiar energii z sieci, a w okresach niedoboru energii w sieci – oddawać. Tego typu obiekty są niezbędne w zmieniającym się systemie energetycznym, w którym stabilne źródła będą w coraz większym stopniu zastępowane przez mniej stabilne odnawialne źródła energii. Elastyczny system energetyczny wymaga magazynowania energii, a to mogą zapewnić nam włączone w sieć wirtualne elektrownie takie jak supermarkety.
Więcej o inteligentnych czujących budynkach i najnowszych technologiach, nie tylko wspomnianych w niniejszym artykule będzie można usłyszeć podczas #ETtalks - inspirującego wydarzenia, które już 17 kwietnia odbędzie się w Warszawie. Więcej informacji na www.ettalks.hbrp.pl.