Интелигентно осветление и управление на електроуредите

Домашната автоматизация представлява контрол на основни системи и уреди в дома автоматично - дистанционно, сизползването на таймери или задаване на условия за задействане. Домашната авмоматизация е в основата на т. нар. интелигентен дом, при който вече се очаква устройствата не само да изпълняват команди, но и да подават и обменят данни, да се синхронизират помежду си и спрямо навиците и потребностите на обитателите на дома. Основните цели на интелигентните домове са предоставяне на удобство, сигурност и най-икономично използване на ресурси като електроенергия, газ и вода. В пакетите за автоматизация на дома често са включени системи за развлечение.

Текст: списание Строители

снимка: Schneider Electric

Основните компоненти на добре проектирана система за домашна автоматизация включват контролен модул или компютър със съответното програмиране, различните устройства и системи, които трябва да се контролират, взаимосвързващи кабели или безжични връзки, високоскоростна интернет връзка, преносим или отдалечен потребителски интерфейс и авариен източник на резервно захранване за компютъра, неговите периферни устройства и основните системи за дома. Днес предпочитаната схема за взаимно свързване използва безжични връзки. При първите опити за създаване на интелигентен дом през 70-те години на миналия век автоматизацията се е ограничавала само до подаване на команди за включване и изключване към осветлението и различни уреди в дома.

Осветлението и интелигентни домакински уреди продължават да се разиват, както по отделно, така и възможностите за тяхното свързване и безпроблемно координиране в рамките на една система. Електрическата инсталация, електрическите уреди и осветлението остават както основна ниша, където да се намали потреблението на енергия чрез правилното є управление, така и един от основните инструменти за повишаване на удобството и качеството на живот в дома.

Интелигентно осветление удобство и икономичност

Интелигентното осветление включва всички светлини, които могат да бъдат контролирани от интелигентен асистент в дома или чрез приложение за смартфон.
Собствениците на жилища могат да настроят енергийно ефективни таймери, детектори за движение и димери, за да променят осветлението през зададен период от време. Веднъж свързано с интелигентен асистент, такова осветление може да се включва и изключва и чрез гласови команди. Интелигентните решения за осветление се предлагат в най-разнообразни разновидности, ценови диапазони, степени на яркост и в най-разнообразни стилове стилове, така че може да се намери подходящото решение за всяко домакинство - независимо дали целта е спестяване на енергия, по-голямо удобство или по-голяма естетичност на дома или дори увеличаване на сигурността.

Интелигентното осветление набира популярност и за този нишов пазар свои продукти представят най-големите технологични компании. Пазарът на интелигентни осветителни тела все още е в начален стадий на развитие, но много производители са насочили усилията си към неговото разширяване.Интелигентните системи за осветление пестят енергия, като намаляват ненужната є консумация, без това да нарушава ритъма на живот на обитателите на домовете. Проектирани са също да използват максимално наличната енергия. По този начин потребителите могат да постигнат до 30-40% намаляване на потреблението на електричество. Но все пак процентът зависи и от първоначалната енергийна ефективност на дома, който се модернизира и съответно процентът може да е по-голям именно заради преминаването от изключително остаряла и неефективна електрическа инсталация към най-съвременна интелигентна инсталация.

Съвременните интелигентни осветителни системи предоставят много възможности за контрол на осветителните тела в дома. Те могат да бъдат включвани и изключвани чрез централното устройство на интелигентния дом, чрез дистанционно или чрез приложение за смартфон, когато обитателят е извън дома. Включването и изключването им могат да се настроят за определени часове според ежедневните навици на обитателите. Възможно е също така да бъдат зададени определени условия, според които светлините да се включват, изключват, приглушават или усилват. Някои системи позволяват осветлението да се включва, когато смарфонът на собственика се приближи на определено разстояние.

Има дори такива осветителни тела, които се настройват спрямо наличието на дневна светлина в помещенията. Това може да обхваща автоматично включване и изключване според часа на изгрева и залеза, но също така има и осветителни системи, които отчитат реалната осветеност на помещението. Част от такава по детайлна настройка могат да бъдат не само осветителни тела, но и интелигентни щори. Днес не само е възможно да бъдат инсталирани интелигентни щори, но и в такива да бъдат превърнати вече налични.

Възможно е да бъдат управлявани чрез приложение, гласов асистент или с най-простата настройка да се отварят или вдигат, когато слънцето изгрява, и да се затварят/спускат, когато навън се стъмни. Това е много лесен и практичен начин да се спести енергия за вътрешно осветление през месеците, когато дните са дълги.
Ефективен начин за използване на интелигентни осветителни тела е групирането им заедно според стаята или цяла зона от дома. Например може да бъде планирано всички светлини в мазето да се изключват след полунощ, а всяко осветително тяло на основния етаж да намали яркостта си с до 20%. Повечето от широкоразпространените интелигентни крушки се свързват безжично помежду си, създавайки мрежа, контролирана от хъб, който е включен в рутер. Това позволява комуникация между крушките и свързаните с тях лични асистенти като Amazon Alexa или Google Home.

Интелигентно осветление допълнителни функции

В допълнение към използването на приложения и свързани устройства за контрол на светлините, много системи са съвместими и с If This then That (IFTTT). Тази уеб-базирана услуга се използва за създаване на вериги от условни оператори, известни като аплети.По този начин осветлението може да се използва също да сигнализира за други събития, например LED светлините да мигат в определен цвят при получаване на съобщение. Планирано включване и изключване на осветлението, когато обитателите не са вкъщи може да бъде част от автоматизирана система за сигурност на дома, създавайки впечатлението, че в жилището има хора, с което предотвратява влизане с взлом. Много по-добър възспиращ ефект имат светлините, които се включват и изгасват в произволни моменти, отколкото според предсказуем модел.

В допълнение на това детекторите за движение в частни или обществени пространства осветяват тъмни зони, чрез което може да се предотврати извършването на престъпление, като бъде осветен опитващ се да се промъкне престъпник, задействал детектор за движение. Това средство се използва и извън частни домове - в много държави свързаните със сензори светодиоди заменят традиционните улични лампи. Те позволяват нива на осветление според нуждите, както и да се събират чрез сензори и безжично да се предават данни, които могат да включват времето, температурата, времето на изгрева и залеза - изключително полезна информация, която може да бъде използвана за подобряване на градското планиране.

Интелигентното осветление позволява не само удобство, но може да има и чисто естетическа функция. В различни помещения може да се създаде определена атмосфера, като се изберат подходящите настройки за интензитет и цвят на осветлението.Възможно е това дори да се координира със системата за развлечение, така че осветлението да бъде съчетано с музика или да се адаптира към всякакви дейности като гледане на филми, четене през деня или през нощта, семейни празненства. В рамките на една сцена, която е програмируема чрез интелигентно приложение, могат да се регулират яркостта, цветната температура и различни нюанси на светлината. Тези специфични настройки могат да бъдат запазени под определено име, за да бъдат използвани по-късно.

Подобни настройки могат да се използват и като будилник или за специално празнично осветление, например за Коледа. Изключително подходящи за интелигентно осветление са LED светлените, особено предвид че те сами по себе си са енергоспестяващи. Но свързаното осветление не се свежда само до използването на интелигентни крушки. Осветителните тела, както и други електроуреди, могат да бъдат направени интелигентни и да бъдат включени към системата за интелигентен дом чрез използването на интелигентни контакти или електрически ключове и в някои случаи това е по-добрият вариант. Също така трябва да се има предвид, че комбинирането на интелигентни крушки и интелигентни контакти или електрически ключове не винаги е най-добрият вариант. Интелигентните крушки трябва да бъдат включени по всяко време, за да работят ефективно.

Това може да причини объркване, когато става дума за превключватели на светлината, които винаги трябва да се оставят в положение включено. Проблемът не е в енергопотреблението, тъй като крушките изразходват малко електричество, а в това, че ако ключът е изключен, крушката е изключена и като такава вече не е интелигентна. Интелигентните електрически ключове не работят добре в съчетание с интелигентните крушки. Крушките не са проектирани за многократно включване и изключване чрез превключвател и това може да съкрати живота им. Има спекулации относно крушките, които се включват към и имат достъп до Wi-Fi и са с инфрачервена връзка, че тя може да бъде използвана от хакери за достъп до данни. По тази причина изборът на система, която използва хъб, може да бъде за предпочитане, за да се запазят данните и тяхната сигурност. Понякога тези централни устройства включват и система за съхранение на енергия, която да бъде използвана при авария.

Интелигентно управление на електроуреди

Различни електроуреди, които са изключени, ако физически са включени към мрежата, продължават да консумират енергия. Въпреки че изглеждат изключени, те всъщност са в режим готовност. Когато целта е да се пести енергия, по-добре е устройствата да бъдат изключени напълно, отколкото да бъдат в режим на готовност. Повечето хора не знаят кои електронни устройства в дома им използват най-много енергия. За да може човек да се запознае подробно с консумацията си ан енергия, трябва да превърне наличните си електрически контакти и ключове в интелигентни. За щастие има приложения, които да се погрижат и за това изтичане на неупотребена енергия, която може да бъде спестена, така че домашните електроуреди да бъдат възможно най-ефективни в енергетиката. въпреки.

През интелигентните домашни приложения потребителите могат дори когато са в движение да виждат, ако устройствата, които трябва да бъдат изключени, наистина са изключени и не изразходват енергия в режим готовност. Обитателите на дома могат да изключат тези уреди дори дистанционно, ако е необходимо. Или да деактивират всички ненужни електрически уреди с един бутон, когато напускат дома си. Цяла група домакински уреди може да се контролира чрез едно приложение. Тези уреди се свързват към контролера на приложението чрез релета. Потребителския интерфейс дава възможност на потребителят да включва и изключва уреди, например електрическа крушка, печка, нагревател и телевизор.

Някои системи са проектирани по такъв начин, че изображение, представящо текущото състояние на уреда, се актуализира в потребителския интерфейс. Снабдяването с интелигентни асистенти като Google Assistant или Alexa позволява на собствениците да създават ежедневни процедури за интелигентен дом и да планират, когато уредите се включват и изключват. Например интелигенти домакински уреди като пералня и съдомиялна могат да бъдат настроени да работят, докато докато собствениците са извън дома, или може кафемашината да бъде настроена да се включва и изключва по едно и също време всяка сутрин. Подобни процедури предоставят повече спокойствие на обитателите на един интелигентен дом, защото така те не се притесняват, че може да са забравили да изключат уредите, когато те не се използват, и да подобрят енергийната ефективност на интелигентния дом.

Собствениците на жилища могат да намалят потреблението на енергия чрез създаване на интелигентни процедури, така е определени уреди да работят в моменти от деня, когато потреблението на енергия е малко и съответно цената на електрическата енергия е по-ниска. Това също помага да се намали натоварването в пиковите периоди от деня и така да се постигне по-добър баланс на електрическата мрежа. Малко собственици на жилища могат да си позволят да се снабдят наведнъж или в кратък срок с всички устройства, които са необходими за превръщането на едно обикновено жилище в обикновен дом. Подобно начинание не е препоръчително и от гледна точка на това, че е възможно да бъдат закупени устройства, които в крайна сметка няма да бъдат използвани или от употребата им няма да има особен ефект.

Интелигентните електрически контакти са добро начало на поетапното модернизиране на един дом. Чрез тях обикновени електрически уреди се превръщат в интелигентни, които могат да се контролират чрез смарфон или домашен асистент.
Веднъж инсталирани, най-добрите интелигентни контакти могат не само да включват и изключват устройства, но същевременно и да наблюдават консумацията на енергия на всяко от тях.

Отвъд обикновената автоматизация

С развиване на технологиите не само отделните електрически уреди в дома се превръщат в система от взаимодействащи си елементи - електрическата инсталация на интелигентния дом може да взаимодейства по по-сложен начин с интелигентната електрическа мрежа, което е стъпка към развиването на интелигентни квартали и интелигентни градове. Свързването с интелигентна мрежа прави използването на енергия по-гъвкава, по-надеждна и екологична. Новите възможности за ценообразуване, достъпни например чрез мобилни приложения, осигуряват допълнителен контрол върху това как потребителите консумират енергия и плащат за нея.

При съчетание на енергийно ефективното осветление и отопление с интелигентни уредите, които изместват работата си в часове извън периодите на пиково потребление часове, се постига за по-ползотворно приспособяване към електрическата мрежа и преминаване към по-ефикасна консумация на енергия.
Интелигентна енергия (Smart Energy) е термин, използван в областта на комуналните услуги, за да опише електроенергия, произведена и доставена чрез интелигента мрежа, която се възползва от съвременните цифрови електронни системи за спестяване на ресурси за производство на електроенергия чрез ограничаване на максималното търсене и увеличаване на общото количество доставена енергия.

Доставката до крайната точка се следи от новото поколение електромери, наричани още интелигентни измервателни уреди. Наблюдава се сближаване на две основни тенденции - интелигентно електроснабдяване и интелигенти домове.
автоматизация. Причината е общата цел за максимална ефикасност на потреблението и намаляване на рисковете от претоварване на мрежата и други аварии. Голямо значени за тази развиваща се симбиоза имат интелигентните електромери. Тези измервателни уреди предоставят ключови данни, позволяващи по-добро функциониране на интелигентните домове.

Ефективната интеграция на полезния интелигентен измервателен уред към системата от домашните устройства се осигурява чрез безжична връзка. Подобно на тези интелигентни електромери, новите измервателни уреди за газ и вода поддържат дистанционно отчитане и могат да бъдат интегрирани в интелигентния дом, за се контролира изразходването на тези ресурси. Както водоснабдяването, така и индустрията за природен газ започват да използват термините „интелигентна вода“ и „интелигентен газ“ Това предполага създаването на нови инструменти, чрез които на клиентите да се предоставя информация за цените и потреблението. Разработват се различни възможности за управление на технологиите, осигуряване на функционалност за потребителите и лицензиране на ключови патенти, обхващащи тази интеграция.

Проектират се различни измервателни устройства, които да следят за потреблението на енергия, да съхраняват тези трупащи се данни и да ги предоставят на собствениците, които да решат как да подходящ с цел намаляване на консумацията на енергия. Има и такива, които измерват мощността, например уред, измерващ мощност до 30kW. Интерфейсът означава в зелено консумацията на енергия под 10kW, жълтият показва потребление в границите на 10-20kW, което е индикация, че потребителят трябва да обърне внимание на високата консумация на енергия. Червеният цвят представлява мощността над 20kW. В този случай потребителите би трябвало да са наясно, че изключително високата консумация на енергия може да причини сериозни прекъсвания и трябва незабавно да изключат всички несъществени уреди или натоварвания с висока мощност.

За да бъдат аспектите на енергийния контрол на системата за автоматизация най-ефективни по отношение на намаляване на потреблението на енергия, системата на интелигентния дом трябва да има достъп в реално време до ключови данни текущите тарифи, време на използване, максимални цени при търсенето, тарифи за подаване на енергия към мрежата, динамични данни за ценообразуването в реално време, общото потребление на енергия, актуализирано поне на всеки 10 секунди, общо натрупана консумация на енергия, актуализирана в реално време от началото на платежния цикъл, консумация на енергия от отделни уреди в реално време.

Предпочитанията на клиентите по отношение на параметрите за комфорт и ограничаване на разходите изискват данни от три източника - доставчикът на електроенергия и неговите системи за фактуриране, интелигентният измервателен уред на собственика на жилището, който предоставя данни в реално време включително и за натрупана консумация на енергия, а в някои случаи и допълнителна информация, като качество на мощността. Успешното свързване на интелигентната мрежа и интелигентните домове зависи от контролния модул или компютъра за автоматизация на системата, който има достъп до тези данни в реално време. Интелигентните домашни устройства дават чудесна възможност на енергийните компании да се развиват чрез разработване на нови услуги, например да помагат на клиентите да управляват потреблението си, съответно да имат контрол над сметките си за електричество. Електрическите компании трябва да установят партньорства с трети компании, предоставящи домашна автоматизация, да се възползват и приспособят към този нарастващ пазар.

Някои интелигентни измервателни устройства се инсталират директно в вашия електрическото табло ит отчитат електричеството, преминаващо и употребявано от жилището. Тези измервателни устройства откриват и идентифицират отделните електроуреди и да събират данни отделно за всеки от тях, а ако разполагат и с данни за цените на електроенергията, да изчислят колко точно струва функционирането на всеки електроуред. Тези измервателни устройства са в състояние да различат уредите чрез идентифициране на техните уникални електрически сигнали. Чрез приложенията за смартфон, с които се използват измервателните устройства, потребителите могат да наблюдават тенденциите в потреблението си на енергия и дори данни в реално време.

Отлично допълнение към ефикасността на интелигентния дом със съответните измервателни устройства, свързан към интелигентна енергийна мрежа, е добавянето на фотоволтаични панели. Поставянето на соларни панели на покрива и свързването им към интелигентен дом помага за постигане на възможно най-добро и надеждно електроснабдяване на жилището. Интелигентните домове различават енергията, която произвежда домът, и енергията, предоставяна от мрежата, съответно електрическата инсталация и уредите, включени към нея, могат да бъдат програмирани да предпочитат да използват собствено произведената енергия и само ако такава не е налична в конкретния момент да използват предоставяната от енергиен доставчик.

Стойността на интелигентната енергия както за потребителите, така и за компанията, отговаряща за електроснабдяването, е максимална, когато клиентът на комунални услуги свързва към цифровите информационни устройства за интелигентна енергия интелигентната система за контрол на енергията в дома. Така се изгражда оптимизирана система, която по електронен път свързва интелигентната мрежа и интелигентния дом.