Zarządzanie energią w inteligentnym domu

Coraz bardziej dotykają nas w praktyce kwestie optymalizacji zużycia energii. To już nie tylko kwestia światopoglądu, dbania o środowisko, chęcią bycia eko. Teraz już to będzie istotne dla naszych finansów.

Od stycznia wchodzą w życie limity cen na prąd. Pierwszy to zamrożenie cen z 2022r na limit 2-3MWh rocznie, drugi to limit 90% zużycia rocznego z ceną gwarantowaną (ok 50% drożej, niż obecne). Możliwe, że ten mechanizm pozostanie na dłużej, czyli w 2024r pierwszy limit będzie miał cenę z 2023r, drugi cenę wyższą o kolejne 50%, ale też limit zużycia o kolejne 10% niższy.

To oznacza, że w 2024 powinniśmy zużywać 20% mniej energii niż obecnie, a w 2025r już 30% mniej. Wymiana żarówek na led, czy lodówki na energooszczędną już nie wystarczy. Dodatkowo od 2024r planowane są elastyczne taryfy (tania to już nie nocna, jak obecnie, ale kształtowana dynamicznie przez zapotrzebowanie na energię w całym kraju (a później lokalnie w mieście, czy na osiedlu).

Warto już się przymierzyć do systemu zarządzania energią – zarówno tą zużywaną, jak i produkowaną z paneli, czy mini elektrowni wiatrowych. Takie zarządzanie to:

• monitoring zużycia i produkcji
• optymalizacja eksportu energii wyprodukowanej przez panele, aby jak najwięcej z niej skonsumować
• optymalizacja zużycia, aby jak najwięcej energii konsumować w taniej taryfie
• zarządzanie mocą i czasem ładowania elektrycznych aut/rowerów itp.
• zarządzanie energią zgromadzoną w elektrycznym aucie na potrzeby jej zużycia w domu (czyli traktujemy samochód jako magazyn energii)

Przykład – budynek z apartamentami na wynajem

W ostatnich latach wykonaliśmy instalację elektryczną w budynku z apartamentami na wynajem i nadal ją rozbudowujemy o kolejne elementy.

Wstępne zarządzanie energią wdrożyliśmy w poprzednim roku (pierwsza część opisu jest dostępna tu https://www.smartech.pl/inteligentny-dom-z-apartamentami-na-wynajem), ostatnio rozbudowaliśmy to o zaawansowaną analitykę z dynamicznymi wykresami.

Kluczowa informacja to poziom konsumpcji własnej, czyli ile energii na bieżąco zużywamy w instalacji budynku. Zainstalowane tu panele o mocy szczytowej 37kWp miały w pełni pokrywać roczne zapotrzebowanie budynku, więc w ciągu dnia produkują jej zdecydowanie za dużo.

Nadmiar (56% produkcji) jest zatem przekazywany do magazynu wirtualnego w sieci elektrycznej, skąd w nocy będzie odebrany (mimo opłaty w postaci 30%, nazywanej mylnie „opustem” jest to obecnie tańsze, niż własne magazyny energii oparte o akumulatory).

Kluczowa informacja na powyższym wykresie to procent zużycia energii pokrywany z własnej produkcji. W listopadzie w pochmurny dzień jest to bardzo mało, stąd wynik tylko 9%. W całym roku ma to być ok 40%, zobaczymy latem…

Analiza finansowa danych

Powyższe wykresy powstały dzięki zastosowaniu liczników energii zużytej i wyprodukowanej, modułu zbierającego te dane, oraz rozbudowanego wzoru obliczającego bilans energii pobranej i oddanej do sieci w każdej godzinie (sumując to w dodatku dla faz), gdyż dla rozliczeń z zakładem energetycznym oddanie do sieci 1kWh energii w pierwszym i drugim kwadransie i pobranie też 1kWh w trzecim i czwartym kwadransie godziny liczy się na zero (zwykłe liczniki i wykresy pokażą wtedy 2kWh pobrane i 2kWh oddane, co błędnie zawyży szacunki analizy finansowej).

Magazynowanie energii

Prostym i najtańszym (bo obecnym w prawie każdym domu) magazynem energii jest magazyn ciepła w postaci buforów ciepłej wody użytkowej oraz wody centralnego ogrzewania. Gdy jest nadwyżka prądu z paneli fotowoltaicznych warto przegrzać te zbiorniki o kilka stopni wymuszając to w pracy pompy ciepła, aby w kolejnych godzinach mogła ona raczej odpoczywać, czyli nie pobierać energii z sieci.

Drugim magazynem jest kilka akumulatorów gromadzących energię potrzebną na 5-8 godzin pracy układu wentylacji i ogrzewania (aby pompki mogły przekazać ciepło zgromadzone w buforach do grzejników i pętli ogrzewania podłogowego). Są one też niezależnie zasilane z paneli fotowoltaicznych, więc w razie braku prądu w sieci podstawowe funkcje budynku będą aktywne.

Powyżej opisane funkcje to tylko fragment (i początek) możliwości wskazanych na początku tekstu. Instalacja będzie rozbudowywana o magazyny energii oraz ładowarkę aut elektrycznych.