以智慧能源服務降低成本並減少排放量

November 2, 2022

Brandon Lewis

智慧能源

氣候學家擔心，近期發生在北緯的野火和熱浪，代表若是不快速對氣候變遷迅速採取強硬的應對措施，日後就有可能成為新常態。然而，從過去幾十年來的經驗看來，光是靠「環保」還不足以減緩全球暖化的腳步。這件事意味著，激勵能源生產者和消費者現在就有感的地方，也就是他們的錢包。

舉例來說，為佔全球電力消耗量的百分之 10，建立空調系統與風扇。因此，講求成本的能源相關人士，可能會希望著手在出現極端氣候的區域尋找機會。

SES 如何避免百分之 20 以及 1500 萬英里的排放量

建築物營運團隊必須設法降低高昂的能源費用，同時幫助管理階層以更永續發展的方式營運及維護設施。為此，許多團隊紛紛改採低資本支出計畫，例如 DOTS Tech Systems 這家專精於開發連線應用程式物聯網服務供應商的 Smart Energy Service (SES)。

現有的設施系統與設備，無論需求如何，一向都是手動操作。DOTS 團隊透過 SES 進行了詳細的調查，設計出在技術和經濟上最可行的解決方案。主要目標旨在將能源消耗方式最佳化，而且不能干擾營運、必須改善室內環境品質，並且讓居住者更舒適。DOT 採用最新的物聯網感應器、閘道，以及 SaaS 模式的企業級智慧能源服務雲端代管平台。

這套物聯網導向解決方案，是以訂閱服務的方式提供，嘉惠了許多以永續發展為首要訴求的客戶。DOTS 團隊已經在許多公司幾項享有盛譽的旗艦專案中，成功提供及實作了 SES，例如 DP World、Department of Public Works、Empost、HCT，以及中東各地。

以某客戶為例，DOTS 利用最佳的最後一哩連線通訊協定整合建築物系統，並且在設施執行 SES，以即時方式測量建築物的能源概況、記錄活動，並且讓服務訂閱者可取得能源維護與環境的數據。接著，這項資訊會在直覺式儀表板顯示，讓 DOTS 與客戶端的相關人員檢視即時與歷史效能趨勢，診斷效率不彰的原因（圖 1）。

DOTS Smart Energy Services 儀表板展示了某公司的捷徑能源概要。 — 圖 1. DOTS Smart Energy Services (SES) 提供直覺式的使用者儀表板，讓相關人員可以瀏覽即時能源使用資料與歷史趨勢，同時設法儘量降低成本及減少碳排放量。（資料來源：DOTS Tech Systems）

在那個例子當中，罪魁禍首是設施的空調設備，也就是逾 100,000 平方英尺建築物常見的大型蒸發冷卻系統，但如果管理不當，這個系統卻可能同時消耗大量能源，造成浪費。DOTS 團隊揪出問題癥結之後，與建築物營運團隊合作，利用 SES 分析執行各種節能措施（ECM），包括：

執行 SES 自動效能偏差警示
安裝 Chiller Plant Manager，實現以需求為基礎的自動營運方式
淘汰 3 向 CHW 閥門，改用 2 向 CHW 閥門
以指標點 DP 感應器在冷卻水泵安裝 VFD
為照明安裝動作/佔用型感應器
為停車場換氣扇運作安裝 CO 感應器
以適當的設定值，從手動改為全自動作業
各種設備/系統的作業時間表與夜間設定點回調模式
智慧演算法導向的尖峰能源需求因應與作業最佳化
對主要設備與系統進行持續性調適
能源監測與目標鎖定
訓練與認知時間，以及 CSR 調整時間

在執行這些變更之後的報告期，該設施每年節省了 8,415 百萬瓦小時（MWH）的能源，以及 5,470 噸的 CO₂ 排放量。這相當於建築物節省了百分之 20 的成本，以及消除了平均駕駛客車 14,549,329 英里產生的溫室氣體排放量。

在真實使用情境降低成本及減少碳排放量

雖然 SES 節省的成本以及減少的碳排放量很可觀，但透過資料導向條件維護管理支援加強設備正常運作時間的效益，同樣令人印象深刻。

SES 軟體在雲端執行，也在邊緣的 Intel^® Next Unit of Computing (NUC) 10、11 或 12 小巧電腦執行。DOTS 在搭載 Intel^® Core^{™ 的 NUC 部署多重通訊協定邊緣韌體，與設備感應器進行通訊，並且執行邊緣分析。凡是作業順序偏差，就會自動執行控制邏輯。另外，還會在 NUC 邊緣進行進階錯誤偵測與診斷，接著基於回報目的，將處理後的資料傳送至雲端。}

此外，DOTS 有助於以競爭對手智慧能源系統一小部分的成本打造 SES，因為採用的是精簡的智慧設計。

DOTS Tech Systems 執行長 Dheeraj Singh 表示：「我們在邊緣使用的韌體，是一種多重通訊協定資料交換系統，因為我們的作業，不受建築物端找得到的任何系統品牌限制。」「我們在 NUC 部署或下載那個韌體，處理不同種類的驅動程式，以及必要的處理運算能力。」

Singh 繼續表示：「它是多重通訊協定資料交換層，負責將資料正規化。」「它有時是直接使用通訊協定的軟式整合，或者在有各種感應器資料時，它們會輪流與 NUC 通訊。接著，NUC 會與雲端通訊，由進階分析引擎處理這筆資料。」

DOTS 已搜集超過 3000 萬個資料點，會通知迴歸演算法，讓 SES 用於締造能源最佳化的結果。以這項分析為基礎的控制決定，會回傳至邊緣的 NUC，然後將那些命令連同與儲存於邊緣規則相關的任何其他命令，傳遞至終端。這些控制演算法是根據建築物的營運趨勢而自訂。另外，演算法也會從建築物的每個區域使用率擷取資料，為建築物實現需求導向的通風最佳化；這樣一來，建築物便能在尖峰能源需求情景中有效執行。