Inteligentne oprogramowanie dla bardziej zrównoważonego ogrzewania
Systemy DHC są w użyciu od czasów starożytnych Rzymian, jednak ich nowoczesne wersje zwykle dystrybuują ciepło z zakładów energetycznych na potrzeby ogrzewania lub chłodzenia domów, mieszkań i całych budynków mieszkalnych. Systemy te różnią się w zależności od metod, wydajności i skuteczności, nie są też optymalizowane do najlepszej wydajności lub nie spełniają potrzeb użytkowników końcowych. W ramach projektu OPTi prowadzono prace na rzecz zwiększenia wydajności i podniesienia stopnia energooszczędności systemów DHC przy jednoczesnym zmniejszeniu kosztów infrastruktury i wyposażenia. Uczestnicy inicjatywy podeszli do kwestii wydajności od strony korzyści gospodarczych, zmniejszenia obciążeń szczytowych i wygody użytkowników końcowych. „W ramach projektu OPTi chcieliśmy udostępnić energię cieplną tam, gdzie jest potrzebna, we właściwym czasie i w odpowiedniej ilości, unikając jednocześnie dużych inwestycji w nowy sprzęt”, mówi prof. Wolfgang Birk, koordynator projektu OPTi. „Dzięki optymalizacji obecnych systemów za pomocą inteligentnych rozwiązań kontrolnych możemy oszczędzać energię, unikać wykorzystywania niekorzystnych dla środowiska źródeł energii i nieustająco pokrywać zapotrzebowanie użytkowników końcowych na energię”. Budowa i testowanie założeń koncepcyjnych DHC Naukowcy pracujący w projekcie OPTi opracowali założenia koncepcyjne – zbiór narzędzi informatycznych, które umożliwiają osobom zarządzającym systemami DHC i projektantom takich systemów modelowanie, analizę i kontrolę nad istniejącymi obecnie i projektowanymi systemami DHC. Razem narzędzia te umożliwią lepsze projektowanie systemów DHC i lepszą kontrolę nad sieciami istniejącymi obecnie. Inicjatywa ta rozpoczęła się od szczegółowego badania i przeglądu stanu zaawansowania technicznego systemów DHC, a osiem przypadków zastosowań zostało szczegółowo zdefiniowanych. Informacje te umożliwiły pracownikom projektu OPTi zidentyfikowanie pięciu kluczowych wskaźników wydajności, które naukowcy wykorzystali do oceny swoich prac w odniesieniu do pozostałej części projektu. Określono również funkcjonalne i niefunkcjonalne wymogi dla założeń koncepcyjnych. Jednym z głównych elementów przyjętych przez nich założeń koncepcyjnych jest wirtualne środowisko OPTi-Sim, które wykorzystali do testowania i modelowania różnych metod umożliwiających optymalizację systemów DHC. Wykorzystując OPTi-Sim, naukowcy mogli przetestować nowe metody i podejścia bez ponoszenia wysokich kosztów surowcowych lub zaburzania pracy istniejących systemów. To wirtualne środowisko jest również wykorzystywane przez niektóre firmy DHC do testowania nowych metod. „Ważnym narzędziem jest wirtualizacja rzeczywistych systemów ogrzewania i chłodzenia w środowisku symulacji, które umożliwia nam badanie obecnego systemu i ulepszonego systemu w bezpiecznym środowisku”, zauważa prof. Birk. „Udało nam się przetestować bardziej radykalne podejścia, których nie odważylibyśmy się sprawdzać w warunkach rzeczywistych”. Innym aspektem założeń koncepcyjnych projektu OPTi jest narzędzie do prognozowania, które zostało przetestowane przez kilka firm partnerskich. IBM wykorzystuje teraz to podejście do prognozowania w ramach usług oferowanych przedsiębiorstwom komunalnym w Europie. W ramach projektu OPTi opracowano również wirtualny system o nazwie Virtual Knob, umożliwiający użytkownikom kontrolę nad komfortową dla nich temperaturą, który przetestowano w dużym biurowcu w Szwecji. Innym rezultatem prac projektu jest ulepszony system reagowania na zapotrzebowanie. Reakcja na zapotrzebowanie odnosi się do zmian w użytkowaniu energii elektrycznej lub cieplnej przez użytkowników końcowych, którą można zarządzać poprzez systemy reagowania na zapotrzebowanie, takie jak inteligentne mierniki energii elektrycznej lub środki do zmniejszania obciążeń. Przyszłość założeń koncepcyjnych Wyniki i ustalenia projektu OPTi zostały udostępnione przy pomocy materiałów promocyjnych, strony internetowej projektu i działań upowszechniających, w tym rozmów, wizyt, publikacji i imprez branżowych. W ramach projektu zorganizowano również warsztaty w Sydney jako część konferencji IEEE SmartGridComm 2016. Prof. Birk mówi, że wiele narzędzi opracowanych w ramach projektu OPTi wchodzi do użytku komercyjnego poprzez partnerstwa branżowe utworzone jako część projektu. „Nasi partnerzy Luleå Energi AB i Sampol planują teraz wdrożenie niektórych rozwiązań opracowanych w ramach projektu OPTi”, mówi. „Wszyscy nasi partnerzy z branży wykorzystują już wyniki na potrzeby własnej działalności, podczas gdy my prowadzimy rozmowy z zainteresowanymi stronami, aby wprowadzić niektóre rozwiązania na rynek”. Ponadto innowacje opracowane w projekcie i poczynione w jego ramach ustalenia naukowe także zostaną dobrze spożytkowane. „Rozpoczęto już nowe projekty badawcze, które dalej rozwijają osiągnięte wyniki i poprawiają ich możliwości”, mówi profesor, dodając: „Przykładowo, jeden z nowych projektów podjął tematykę pewnych ograniczeń OPTi-Sim”.
Słowa kluczowe
OPTi, DHC, energia, system ciepłowniczy i chłodniczy, OPTi-Sim, termiczne
