Ανάπτυξη Μεθοδολογίας Για Διαχείριση Ενέργειας Με Έξυπνους Θερμοστάτες

Abstract

Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας αποτελεί η ανάπτυξη μεθοδολογίας και η σχεδίαση ενός συστήματος έξυπνων θερμοστατών, το οποίο επιτυγχάνει ελαχιστοποίηση του κόστους θέρμανσης/κλιματισμού ενός κτηρίου. Ο στόχος της βελτιστοποίησης μας είναι ένας συνδυασμός της ενεργειακής κατανάλωσης και της θερμικής δυσαρέσκειας των ανθρώπων στο κτήριο. Για τις προσομοιώσεις της ενεργειακής κατανάλωσης του κτηρίου χρησιμοποιήθηκε το δημοφιλές πρόγραμμα EnergyPlus, που παρέχει μια ολοκληρωμένη λύση προσομοίωσης με περιγραφή των κτηρίων και εξαγωγή αποτελεσμάτων. Για την εκτίμηση της δυσαρέσκειας των ανθρώπων σε κάθε επιλογή της θέρμανσης ή του κλιματισμού έγινε χρήση του γνωστού μοντέλου θερμικής άνεσης Fanger (PMV/PPD). Όσον αφορά την μέτρηση του ενεργειακού κόστους της κάθε επιλογής, χρησιμοποιήσαμε μεθόδους μηχανικής μάθησης και παλινδρόμησης προκειμένου το σύστημα να μπορεί κάνει προβλέψεις. Πιο συγκεκριμένα χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος διανυσμάτων υποστήριξης που είναι δημοφιλής σχεδιαστική προσέγγιση επιτηρούμενης μάθησης τόσο για ταξινόμηση όσο και για παλινδρόμηση. Πιο αναλυτικά, οι συνεισφορές της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι:- Μοντελοποίηση μηχανισμού επιλογής θερμοκρασίας σε κτήρια και υλοποίηση αυτού στο πρόγραμμα EnergyPlus- Ανάπτυξη μηχανισμού επιλογής θερμοκρασιών βασισμένου στη μέθοδο παλινδρόμησης διανυσμάτων υποστήριξης και σε μοντέλα θερμικής άνεσης. Σε αντίθεση με τις υπάρχουσες προσεγγίσεις, η προτεινόμενη λύση είναι ανεξάρτητη από την πρόγνωση καιρού.- Βελτιστοποίηση του μηχανισμού επιλογής θερμοκρασιών για την αποδοτικότερη διαχείριση των δεδομένων εισόδου. Αποτέλεσμα αυτής της βελτιστοποίησης είναι η δυνατότητα εκτέλεσης του συγκεκριμένου μηχανισμού σε ενσωματωμένα συστήματα.- Πειραματική επαλήθευση των αποτελεσμάτων με την χρήση διαδεδομένων τεχνικών ελέγχου (πχ fmincon)