ІНФОРМАЦІЙНО-ВИМІРЮВАЛЬНА СИСТЕМА МОНІТОРИНГУ СПОЖИВАННЯ ЕНЕРГОРЕСУРСІВ ДЛЯ БУДІВЛІ УНІВЕРСИТЕТУ
DOI:
https://doi.org/10.31471/1993-9981-2022-2(49)-46-57Ключові слова:
структурна схема, енергетичний моніторинг, кафедра університету, показники мікроклімату, споживання енергії.Анотація
В статті наведена та обґрунтована надзвичайно важлива проблема сьогодення, яка полягає в нестачі електричної енергії для забезпечення потреб споживачів, а також неможливості чіткого детального обліку використання енергетичних ресурсів окремими будівлями за потрібний період – місяць, тиждень, добу чи годину. Описані недоліки існуючих підходів до обліку споживання, які полягають в помісячному зборі інформації без прив’язки як до зовнішньої температури, так і до внутрішніх параметрів мікроклімату. Сформульована актуальність публікації, яка пов’язана із необхідністю розроблення автоматизованої інформаційно-вимірювальної системи моніторингу та управління енергозабезпеченням, яка дозволятиме реалізувати визначення, збір та зберігання, а також можливість аналізу годинних та добових показників енергоспоживання різними об’єктами чи обладнанням за видами ресурсів, фіксацію параметрів внутрішнього мікроклімату в приміщеннях, а також здійснювати оперативне управління функціонуванням системи енергозабезпечення. Обрано основні складові та запропоновано структурну схему такої інформаційно-вимірювальної системи, яка в результаті була реалізована в частині будівлі університету та яка охоплює сумарно 10 навчальних аудиторій. Реалізована система дозволяє отримати інформацію щодо споживання теплової, електричної енергії, води в конкретних приміщеннях, а також отримати онлайн-інформацію щодо параметрів мікроклімату в них, а саме – температура, вологість та вміст вуглекислого газу в повітрі. Додатково в системі реалізована метеостанція, яка дозволяє фіксувати параметри зовнішнього середовища: температура, атмосферний тиск, вологість та радіаційний фон. Уся інформація із відповідних давачів через Wi-Fi мережу передається в хмарне сховище, з якого можна отримати як історію даних, так і реальні онлайн-значення із під’єднаних до системи приміщень університету. Розроблена інформаційно-вимірювальна система володіє достатньою точністю за кожним із вимірювальних каналів та в перспективі дозволить реалізувати її в цілому в університеті та отримувати необхідну інформацію щодо енергетичного споживання з метою подальшого впровадження максимально оптимальних енергоефективних заходів.
Завантаження
Посилання
Zakon Ukrayiny «Pro enerhetychnu efektyvnistʹ». Vidomosti Verkhovnoyi Rady Ukrayiny, 2022, №2, st.8. [Elektronnyy resurs], URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/1818-20#Text. [in Ukrainian]
Metodyka monitorynhu enerhoefektyvnosti budivelʹ. USAID. Munitsypalʹna enerhetychna reforma v Ukrayini. Kyyiv, 2015. [Elektronnyy resurs], URL: http://surl.li/evtbm. [in Ukrainian]
P. Nejat, F. Jomehzadeh, M. M. Taheri, M. Gohari and M. Z. A. Majid, “A global review of energy consumption, CO2 emissions and policy in the residential sector (with an overview of the top ten CO2 emitting countries)”. Renewable and sustainable energy reviews, 2015 vol.43, pp. 843-862.
O. M. Shevchenko, M. M. Shovkalyuk, “KPI energy efficient campus: instruments and research methods”, Bulletin of Kyiv National University of Technology and Design. Series: Technical Sciences, 2019 vol. 4, pp. 97-105. [in Ukrainian]
Y. Parfenenko, V. Shendryk, V. Nenja and S. Vashchenko, “Information system for monitoring and forecast of building heat consumption” in Int. Conf. Information and Software Technologies, Oct, 2014, PP. 1-11.
Zhao, L., Zhang, J. L., & Liang, R. B. Development of an energy monitoring system for large public buildings. Energy and Buildings,2013 66, PP 41-48.
Baranyai, B., & Kistelegdi, I. Energy management monitoring and control of public buildings. Pollack Periodica, 2014 9(2), 77-88.
Ibaseta, D., García, A., Álvarez, M., Garzón, B., Díez, F., Coca, P., ... & Molleda, J. Monitoring and control of energy consumption in buildings using WoT: A novel approach for smart retrofit. Sustainable Cities and Society, 2021 65, PP. 102-637.
Mataloto, B., Calé, D., Carimo, K., Ferreira, J. C., & Resende, R. 3D IoT System for Environmental and Energy Consumption Monitoring System. Sustainability,2021 13(3), PP. 14-95.
Nguyen, V. K., Zhang, W. E., & Mahmood, A. Semi-supervised Intrusive Appliance Load Monitoring in Smart Energy Monitoring System. ACM Transactions on Multimedia Computing, Communications, and Applications (TOMM),2021 17(3), 1-20.
Shovkalyuk YU.V. Instrumenty i metody dlya pidvyshchennya enerhoefektyvnosti budivelʹnoho fondu. Molodyy vchenyy. 2021 №1 (53), 2018. S. 573-577. [in Ukrainian]
Deshko V.I., Shevchenko O.M., Shovkalyuk M.M., Sukhodub I.O., Sotnyk M.I., Sokolova N.P. Dosvid stvorennya ta funktsionuvannya systemy enerhomenedzhmentu u VNZ Enerhetyka: ekonomika, tekhnolohiyi, ekolohiya. 2016 №2. S. 34-45. [in Ukrainian]
Indoor climate and energy monitoring system at educational institutions / Ihor Rybitskyi, Maksym Karpash, Andrii Yavorskyi, Vitalii Tsykh. Building Smart Communities for the Future: SMART solutions for energy. Technical University of Košice, 2021. р. 69-76. ISBN 978-80-553-3840-8. [in Ukrainian]
Smart-MAIC. Smart meters for any kind of consumptions. URL: https://smart-maic.com/en/.
BS EN 60715:2017. Dimensions of low-voltage switchgear and controlgear. Standardized mounting on rails for mechanical support of switchgear, controlgear and accessories.
AM2302 SIP Packaged Temperature and Humidity Sensor. URL: http://www.aosong.com/en/products-22.html.
Давач вуглекислого газу CO2 (діоксид вуглецю), RS485. URL: https://store.smart-maic.com/ua/p964247124-datchik-uglekislogo-gaza.html.
BME280 digital humidity pressure and temperature sensor. URL: https://www.bosch-sensortec.com/products/environmental-sensors/humidity-sensors-bme280/#documents/
.png)
