гараж на автостраді

Швейцарія: мальовничі села, вражаючі гірські пейзажі, казкові озера та вражаючі льодовики. Принаймні щодо останніх, виникає питання: як довго ще? Швейцарія особливо сильно постраждала від зміни клімату. Зі зростанням температури на 2,5°C потепління значно вище, ніж середній світовий показник у 1,1°C. Це мало руйнівний вплив на прекрасний природний ландшафт. Дивно для багатьох, але 26% викидів парникових газів у Швейцарії походять від будівель.

Цілісна система управління енергією може зменшити значну частину цих викидів. У Loxone ми розробили просту триетапну модель, призначену для кращого розуміння, управління та оптимізації енергетичних потреб проекту.

Приклад автозаправної станції Zwahlen & Wieser AG ілюструє, як цілісне управління енергією може виглядати на практиці. Систему управління енергією було введено в експлуатацію у квітні 2023 року після комплексної модернізації об'єкта. Особливу увагу було приділено управлінню енергією різноманітної комерційної нерухомості, яка включає офіси, автомийку, майстерню, фарбувальний цех, виставкові зали тощо.



Використовувалися такі компоненти:

Фотоелектрична система: Понад 900 фотоелектричних модулів забезпечують потужність 380 кВт. Система є центральним постачальником енергії для проекту.



Акумулятор теплової енергії: Швейцарський сонячний резервуар вагою майже 5 тонн, заввишки 15 метрів, діаметром 2 метри та місткістю понад 45 000 літрів є ключовим елементом енергетичної концепції. Система акумулювання тепла в основному забезпечує гарячою водою дуже енергоємний фарбувальний цех.



Акумуляторний резервуар: Як тимчасове рішення спочатку використовувався мобільний акумуляторний контейнер з акумуляторами другого терміну служби ємністю 40 кВт або 90 кВт⋅год. У майбутньому буде впроваджено екологічно чисту альтернативу, таку як сольовий акумулятор.




(Двонаправлені) зарядні станції: Автостанція має одну двонаправлену та 24 однонаправлені зарядні станції.



Відхідне тепло від повітряного компресора: Компресор стисненого повітря генерує значну кількість відхідного тепла. 5 кВт енергії, або температура води 45°C, використовується для приготування гарячої води.

Однією з найважливіших цілей цього проекту є збільшення власного споживання, тобто оптимальне використання енергії, що виробляється великою фотоелектричною системою потужністю 380 кВтпік. В ідеалі ця енергія не повинна подаватись у мережу. Для забезпечення цього Loxone Miniserver керує всіма відповідними потоками енергії.

Як ключовий компонент системи управління енергією, Swiss Solartank діє як масивний буферний бак-накопичувач. Коли є надлишок сонячної енергії, система спочатку нагріває 45 000-літровий резервуар-накопичувач тепла до 90 °C. Це відповідає приблизно 1800 кВт·год теплової енергії. Основною функцією резервуара-накопичувача є задоволення високих потреб фарбувального цеху в теплі. При повному навантаженні цех потребує близько 630 кВт·год та температури 70-80 °C – потреби, які не може задовольнити існуюча система опалення. Оскільки фарбувальний цех є найбільшим споживачем енергії, автоматизована система управління енергією надає пріоритет сонячному баку.

Влітку швейцарський сонячний бак зазвичай заряджений на 80–100%. Протягом перехідних сезонів, з березня по травень і з вересня по листопад, енергії, що заряджається у вихідні, достатньо для покриття тижневих потреб в енергії. Лише в зимові місяці, коли в будівлі майже немає потреби в опаленні, сонячний бак додатково заряджається вночі за допомогою існуючої системи опалення будівлі. Про це повідомляє Маркус Штрайт.

Сонячний бак також отримує підтримку з неочікуваного джерела. Повітряний компресор на автостраді генерує велику кількість відпрацьованого тепла під час роботи. Воно використовується для попереднього підігріву гарячої води в будівлі. Вихідна температура становить від 40 до 50°C. Це також контролюється Loxone Miniserver.




Ще одним важливим компонентом інтелектуальної системи управління енергією є система акумуляторного накопичення на 90 кВт⋅год. Вона служить в першу чергу для зменшення пікового навантаження. Вона розроблена для запобігання перевантаженню недостатньо потужного підключення до мережі, коли одночасно працюють більші споживачі. Прикладами є два автопідйомники, кожен потужністю 60 кВт, фарбувальний цех потужністю 80 кВт та зарядна інфраструктура потужністю 42 кВт. Система акумуляторних батарей заряджається сонячною енергією, а також подолає короткочасні піки напруги. Тому її потужність відносно невелика порівняно з вихідною потужністю. **Двонаправлена зарядна станція постійного струму** також служить для зменшення пікових навантажень та доповнює систему акумуляторних батарей додатковими 10 кВт. Вона підключена до системи управління енергією Loxone через інтерфейс Modbus TCP. 25 зарядних станцій для електромобілів відіграють центральну роль в управлінні навантаженням. Щоб уникнути пікових навантажень та заряджати електромобілі переважно надлишковою сонячною енергією, було визначено чотири режими заряджання від 25% до 100% потужності. Залежно від поточної ситуації, режими заряджання автоматично встановлюються Miniserver. Потужність заряджання зарядних станцій вночі знижується до 40%. Вдень зазвичай доступна 100% потужності, за винятком пікового навантаження – у цьому випадку менеджер навантаження Loxone поступово зменшує потужність.

Вся система опалення також контролюється Loxone, використовуючи стельові обігрівачі, радіатори, повітряні обігрівачі та підлогове опалення. Інтелектуальне керування окремими кімнатами системи дозволяє підтримувати різні цільові температури в різних зонах будівлі, а інтегрована нечітка логіка Miniserver гарантує, що бажані температури досягаються максимально енергоефективно. Однак досягнення справді енергоефективного клімат-контролю в проекті передбачає набагато більше, ніж просто систему опалення. Тому опалення приміщення підтримується інтелектуальним затіненням. Якщо температура в кімнаті нижча за бажану встановлену і є сонячний приріст, затінення пропускає це тепло в будівлю, а не просто затінює через яскравість. «Влітку, звичайно, це працює навпаки. Ми також впровадили нічне охолодження за допомогою моторизованих мансардних вікон», — каже Стрейт.

Система керування опаленням, освітленням та аудіосистемою на основі присутності забезпечує — окрім приємного середовища для співробітників та клієнтів — те, що базове навантаження залишається якомога нижчим і що енергія не витрачається даремно. Точний вплив модернізації на споживання енергії автозаправною станцією Zwahlen & Wieser AG на автомагістралі поки що неможливо визначити, оскільки систему нещодавно ввели в експлуатацію та наразі оптимізують. «Однак початкові цифри дуже обнадійливі, і намічається значне зниження витрат до 50%», — каже член правління Фред Цвален.