Ευφυές Σύστημα Ελέγχου Κτιριακών Αυτοματισμών Για Την Ενεργειακή Και Περιβαλλοντική Διαχείριση

Abstract

Οι έντονα αυξητικές τάσεις που παρατηρούνται τα τελευταία χρόνια στην ενεργειακή κατανάλωση κι οι αλλαγές στο διεθνές ενεργειακό τοπίο γενικότερα, προβάλλουν όλο και πιο έντονη την απαίτηση για μια ουσιαστική παρέμβαση σε όλο και περισσότερες διαδικασίες παραγωγής, μεταφοράς και κατανάλωσης ενέργειας. Οι αυξανόμενες ενεργειακές απαιτήσεις του κτιριακού τομέα τον καθιστούν πλέον υπεύθυνο για το 40% περίπου της συνολικής κατανάλωσης ενέργειας σε εθνικό και ευρωπαϊκό επίπεδο, ενώ ταυτόχρονα η λειτουργία των κτιριακών ενεργειακών συστημάτων συνεισφέρει σημαντικά στην εκπομπή ρύπων CO2 στην ατμόσφαιρα. Η υπάρχουσα κατάσταση στον κτιριακό τομέα επιτάσσει την ανεύρεση νέων μεθόδων και τεχνολογιών με βασικούς άξονες την αποδοτικότερη διαχείριση της ενέργειας, την ενεργειακή εξοικονόμηση και την αντιμετώπιση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων του τομέα. Στα πλαίσια των δράσεων για την αντιμετώπιση του ενεργειακού προβλήματος στον κτιριακό τομέα, η εκτεταμένη χρήση Συστημάτων Ενεργειακής Διαχείρισης Κτιρίων (BEMS) και ιδιαίτερα η εγκατάσταση Συστημάτων Κτιριακού Αυτοματισμού (BAS) κρίνεται πλέον αναγκαία. Παράλληλα η νέα αυτή προοπτική επιβάλλει την ενίσχυση της διαδραστικότητας των συστημάτων κτιριακού αυτοματισμού με στόχο την αποδοτικότερη χρήσης τους.Στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η ανάπτυξη ενός ευφυούς συστήματος ελέγχου μονάδων κτιριακού αυτοματισμού για την εξοικονόμηση ενέργειας και την αποδοτικότερη ενεργειακή και περιβαλλοντική διαχείριση του κτιριακού τομέα στο σύνολο του. Με την χρήση του συγκεκριμένου λογισμικού εργαλείου αναπτύσσεται και βελτιστοποιείται η λειτουργία των συστημάτων κτιριακού αυτοματισμού. Στο πρώτο στάδιο της διπλωματικής εργασίας, γίνεται παρουσίαση της γενικότερης ενεργειακής κατάστασης στην Ευρωπαϊκή Ένωση (ΕΕ) και στην Ελλάδα, με αναφορά στην ενεργειακή κατανάλωση, στους βασικούς ενεργειακούς δείκτες και στις εκπομπές ρύπων CO2. Στη συνέχεια η μελέτη εστιάζεται στον κτιριακό τομέα και παρουσιάζονται τα συστήματα κτιριακών αυτοματισμών σαν λύση στις αυξανόμενες ενεργειακές ανάγκες των κτιρίων. Παράλληλα, εντοπίζεται η ανάγκη για βελτίωση των συστημάτων κτιριακού αυτοματισμού, με πρακτικές και εργαλεία που ενισχύουν την διαδραστικότητας τους. Με βάση την ανάγκη αυτή, πραγματοποιείται η δημιουργία του συστήματος ευφυούς ελέγχου των κτιριακών αυτοματισμών. Περιγράφεται αναλυτικά η λειτουργία του συστήματος, τα σενάρια ελέγχου και όλα τα επιμέρους στάδια δημιουργίας του. Επίσης, παρουσιάζεται η εφαρμογή του συστήματος στην εργαστηριακή μονάδα κτιριακού αυτοματισμού, με στόχο τον έλεγχο της ορθής λειτουργίας του λογισμικού εργαλείου. Σημειώνεται ότι η εργαστηριακή μονάδα προσομοιώνει συνθήκες πραγματικής κτιριακής εγκατάστασης. Τέλος, η παρούσα διπλωματική εργασία καταλήγει σε συγκεκριμένα συμπεράσματα για τη χρησιμότητα της αποδοτικής ενεργειακής διαχείρισης στη σύγχρονη εποχή και την αναγκαιότητα βελτίωσης των συστημάτων κτιριακού αυτοματισμού. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει η προοπτική για περαιτέρω ανάπτυξη του ευφυούς συστήματος ελέγχου καθώς και η εφαρμογή του για τον έλεγχο επιπλέον φορτίων, όπως φωτισμού και θέρμανσης, μέσα από κατάλληλη τροποποίηση των σεναρίων ελέγχου.