شهر KNX – راهکارها

شهر KNX – راهکارها مرسوم است که مقدار برق تولیدشده توسط شبکۀ برق مطابق با تقاضای واقعی انرژی باشد. در ساعات مختلف روز و بسته به میزان مصرف، انواع نیروگاه‌های برق – بر اساس مصرف پایه، مصرف متوسط و مصرف اوج – تولید می‌کنند تا همواره همان میزان که مورد نیاز است برق تولید شود. از سوی دیگر کم و زیاد‌شدن منابع انرژی تجدیدپذیر نقطه‌ ضعفی برای آن‌ها محسوب می‌شود؛ زیرا نمی‌توانند متناسب با تقاضا برق تولید کنند. اگر ناگهان نیاز به برق بیشتری وجود داشته باشد نمی‌توان به‌سرعت آن را تولید کرد. مدل کنترل مبتنی بر تقاضا برای انرژی تجدیدپذیر قابل استفاده نیست. این مسئله به‌خصوص با افزایش استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر و تعطیل‌شدن نیروگاه‌های فسیلی می‌تواند مشکلاتی در رابطه با ضریب اطمینان عرضۀ انرژی به‌وجود بیاورد. یک راهکار محتمل برای این مشکل استفاده از «شبکۀ هوشمند» است که با استفاده از فناوری اطلاعات و ارتباطات بار مصرف برق را با بالا پایین‌شدن تولید انرژی تطبیق می‌دهد. مسئله بر سر ایجاد سیستم مدیریت مصرفی است که بار مصرف برق ساختمان را مطابق با میزان برق تولیدشده در محل، یا مطابق قیمت‌های متغیر انرژی در شبانه‌روز تنظیم کند.

یک الگوریتم ذخیره‌شده در KNX PLC همواره در تلاش است تا با کنترل وضعیت بارها و لوازم خانگی همسو با سیستم فتوولتائیک ساختمان باشد. این اقدام، در صورت لزوم،، مدیریت منابع انرژی الکتریسیته یا سنجش هم‌زمان مصرف از طریق یک ماژول عملگر انرژی KNX انجام خواهد شد.

راهکار

برای تنظیم مؤثر بار مصرف باید از حسگرهایی بهره برد که بتوانند هم میزان انرژی مصرف‌شده و هم میزان برق تولیدشده توسط سیستم فتوولتائیک را اندازه بگیرند. انرژی‌سنج‌های تابلویی[1] KNX یا انرژی‌سنج‌های هوشمند لوازم خانگی هوشمند متصل به KNX می‌توانند این کار را انجام دهند. علاوه‌بر‌این حسگرها، به عملگر‌هایی نیز احتیاج داریم تا برق دستگاه‌ها را قطع یا وصل کنند. برای بارهای مصرفی استاندارد می‌توان از عملگر‌های KNX استفاده کرد، اما برای روشن و خاموش‌کردن دستگاه‌های پیچیده‌تر مثل یخچال و ماشین‌لباسشویی و سیستم‌های تهویه مطبوع (HAVC) باید از ماژول‌های KNX ویژۀ آن‌ها بهبره برد تا روشن یا خاموش‌شدن آن‌ها به‌صورت الکترونیکی انجام شود.

اجرای عملی

حسگرها:[1] اندازه‌گیری سراسری انرژی با انرژی‌سنج‌های هوشمند برق (تقاضا‌سنج‌های برق خانگی) انجام می‌شود. علاوه‌بر‌آن‌ها انرژی‌سنج‌های تابلویی KNX اطلاعات مصرف را از منابع مختلف جمع‌آوری می‌کنند.

عملگر‌ها:[2] مصارف برقی سنتی را عملگر‌ها کنترل می‌کنند. عملگر‌های انرژی (برای مثال عملگر‌های ABB یا زیمنس) برای این کار مناسب هستند؛ زیرا نه‌تنها می‌توانند دستگاه‌ها را روشن و خاموش کنند، بلکه مصرف آن‌ها را نیز اندازه می‌گیرند. در‌نتیجه عملاً یک واحد به تنهایی کار حسگر و عملگر را با هم انجام می‌دهد. وسایل برقی خانگی با سیم‌کشی برق به صفحۀ کنترل KNX (مثلاً صفحه کنترل ساخت BJE) متصل می‌شوند. دستگاه‌های تهویۀ هوا از طریق واسط‌های مناسب KNX به سیستم KNX متصل می‌شوند.

کارکردها

• تطبیق بار مصرف با مقدار برق تولیدشده در محل
• تطبیق بار مصرف با قیمت برق در ساعات مختلف

مزایا

• وسایل برقی خانگی را می‌توان از طریق سیم برق به KNX متصل کرد. این راهکار بسیار بهتر از قطع کردن برق آن‌ها است.
• حداکثر مکانیزه‌سازی
• تنظیم مصرف در ساعاتی از روز که تعرفۀ برق کم است باعث صرفه‌جویی در هزینه‌ها می‌شود.

مدیریت مبتنی بر تعرفه‌ها

در آینده انرژی‌سنج‌های سنتی که تأمین‌کنندگان انرژی از آن‌ها استفاده می‌کنند با انرژی‌سنج‌های هوشمند تعویض خواهند شد. این کار برای محاسبۀ مبلغ قابل‌پرداخت مشتریان بر اساس تعرفه‌های متغیر انرژی (که به میزان انرژی تجدیدپذیر تولیدشده در

بخشی مشخص از شبکه بستگی دارد) ضروری است، زیرا این انرژی‌سنج‌ها باید نه‌تنها مقدار کیلووات ساعت انرژی تولیدشده و مصرف‌شده، بلکه تولید و مصرف انرژی در هر ثانیه را اندازه‌گیری کنند. این انرژی‌سنج‌های هوشمند از طریق واسط[1]‌هایی با مشتریان در ارتباط هستند. برای بهره‌بردن از سیستم مدیریت مصرف KNX باید تعرفه‌های برق را به KNX داد.

راهکار

برای ادغام انرژی‌سنج‌های هوشمند در سیستم KNX گزینه‌های مختلفی وجود دارد :

انرژی‌سنج‌های هوشمند لوازم منزل برای سیستم‌های فتوولتائیک و سیستم‌های مربوطه.