Czym są systemy zarządzania energią HEMS/EMS?

Czym są systemy zarządzania energią HEMS/EMS?

Czym są systemy zarządzania energią HEMS/EMS?

17 marca 2023

W kwietniu 2022 roku Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej opublikował wytyczne do czwartego naboru w programie Mój Prąd. Na liście wspieranych inwestycji znalazły się te związane z utworzeniem systemów zarządzania energią HEMS/EMS. Wiele osób zadało sobie wtedy pytanie czym są systemy zarządzania energią, jakie korzyści mogą dać użytkownikowi i jaki jest ich koszt. Między innymi te kwestie chcemy poruszyć w niniejszym artykule.

Czym są systemy zarządzania energią?

Systemy zarządzania energią (ang. Energy Management Systems – EMS) to narzędzia i strategie, które pozwalają na optymalizację wykorzystania energii w danym gospodarstwie domowym, zakładzie przemysłowym, sieci energetycznej lub urządzeniu. Celem EMS jest zmniejszenie zużycia prądu, zwiększenie wydajności energetycznej, poprawa bezpieczeństwa i ograniczenie emisji gazów cieplarnianych. Z uwagi na rozwój mikroinstalacji rozproszonych, powstały także dedykowane im systemy przeznaczone dla domów (ang. Home Energy Management System – HEMS).

Z czego składa się system zarządzania energią HEMS/EMS?

System zarządzania energią HEMS/EMS może składać się z różnych elementów. Ich układ i funkcjonalności są dostosowane do indywidualnych potrzeb i preferencji. Przykładowy zestaw prezentuje się następująco:

  • Jednostka sterująca – pozwala na monitoring energii pobieranej i dostarczanej, a także zarządzanie nią.
  • Czujniki, przełączniki i sterowniki – pełnią funkcje pośredniczące między modułem sterującym, a odbiornikami.
  • Platforma sterująca – za pomocą tego urządzenia użytkownik może wydawać polecenia modułowi sterującemu.

W typowym, podstawowym wariancie (dom jednorodzinny z mikroinstalacją fotowoltaiczną) liczba komponentów systemu będzie niewielka. Do zwiększenia jakości bilansowania energii może wystarczyć dobrej jakości falownik z inteligentnym licznikiem energii.

Jak działa system zarządzania energią HEMS/EMS?

Modelowe funkcje systemów zarządzania energią obejmują:

  • monitoring zużycia energii,
  • kontrolę zużycia,
  • obliczenie prognozowanego zapotrzebowania na energię,
  • optymalizowanie kosztów energii,
  • planowanie i harmonogramowanie prac konserwacyjnych,
  • usprawnianie procesów produkcyjnych.

Monitoring jest powiązany z pracą konkretnych urządzeń działających w obiekcie. System zarządzania energią bada zużycie, rozkłada je w jednostce czasu, analizuje też uzyski z mikroinstalacji fotowoltaicznej. Zestawiając te trzy elementy programuje aktywności urządzeń elektrycznych w ten sposób, by osiągnięte zostały określone cele.

Fotowoltaika, a systemy zarządzania energią HEMS/EMS

Fotowoltaika pozwala pozyskiwać zieloną energię elektryczną z promieniowania słonecznego. Jej produkcja nie jest stabilna. Największe uzyski generowane są w okresie wiosennym i letnim. W tych miesiącach efekty przekraczają zapotrzebowanie typowego gospodarstwa domowego. Z kolei w godzinach nocnych, a także podczas jesieni i zimy, użytkownicy borykają się z niedoborami zielonej energii z paneli słonecznych. Potrzebny do normalnego funkcjonowania prąd, zmuszeni są pobrać z sieci.

Od kwietnia 2022 roku wdrożono w Polsce nowy system rozliczania fotowoltaiki. Net-billing pozwala zarabiać na sprzedaży prądu, gdy produkcja przekracza zapotrzebowanie, oraz wymaga uiszczania opłat, gdy zasilanie urządzeń odbywa się z wykorzystaniem sieci elektroenergetycznej. W związku z wahaniami cen zakupu-sprzedaży na Towarowej Giełdzie Energii, a także dodatkowymi obciążeniami (VAT, stawki dystrybucyjne), opłacalność wykonywania tych operacji jest różna w czasie. Między innymi dlatego warto dążyć do maksymalizacji poziomu autokonsumpcji, czyli zużywania prądu wyprodukowanego przez naszą instalację. Ewentualna sprzedaż nadwyżek powinna następować, gdy cena godzinowa energii będzie najwyższa (rozliczenia godzinowe wejdą w życie w połowie 2024 roku).

Zwiększenie autokonsumpcji a systemy zarządzania energią

Aby zwiększyć poziom autokonsumpcji, należy tak sterować urządzeniami elektrycznymi, żeby działały w momencie największej produkcji. Przykładowymi praktykami w tym zakresie jest:

  • ustawienie pracy pralki i zmywarki w ciągu dnia,
  • założenie stacji ładowania pojazdów elektrycznych pracujących w godzinach południowych,
  • zmiana zasilania kuchenki na elektryczne.

Innym pomysłem jest montaż magazynu energii, który kumuluje nieskonsumowaną energię w akumulatorach.

Systemy zarządzania energią HEMS/EMS pozwalają zautomatyzować cały proces. Dzięki nim nie ma konieczności fizycznego włączania urządzeń o określonych porach. Zaprogramowana instalacja uruchomi oraz wyłączy sprzęty za nas.

Jakie są korzyści z systemu zarządzania energię HEMS/EMS?

Właściciele fotowoltaiki, niezależnie czy ich instalacja pracuje w net-meteringu czy net-bilingu, powinni rozważyć montaż systemu zarządzania energię HEMS/EMS. Zapewnia on szereg korzyści, do których należą:

  • Oszczędność energii i pieniędzy – system automatycznie wyłącza niepotrzebne urządzenia, a także programuje pracę innych w godzinach największej produkcji z zestawu PV.
  • Wygodne zarządzanie energią – dzięki urządzeniom istnieje możliwość efektywnego i komfortowego sterowania pracą oświetlenia, klimatyzacji czy ogrzewania, z dowolnego miejsca na świecie.
  • Bezpieczeństwo – system HEMS/EMS może pomóc w wykrywaniu niebezpiecznych sytuacji, takich jak przeciążenie obwodów elektrycznych, zwarcia czy przecieki gazu.
  • Ekologia – zwiększenie efektywności energetycznej ma pozytywny wpływ na środowisko naturalne (dzięki oszczędności energii zmniejsza się ilość emitowanych gazów cieplarnianych).
  • Szerokie możliwości zastosowania – EMS sprawdzi się w gospodarstwach domowych, ale także w różnych sektorach, takich jak przemysł, budownictwo, transport czy podmioty publiczne.

Koszty systemu zarządzania energią HEMS/EMS

Wysokość wydatku związanego z zakupem systemu zarządzania energią HEMS/EMS będzie uzależniona od stopnia zaawansowania rozwiązania. Jeśli zależy nam na kompleksowej organizacji zużycia prądu w obiekcie, może być konieczne zastosowanie dodatkowych czujników czy bramek sieciowych. Im więcej sprzętu ma zostać wpięte w nowy system, tym więcej materiału będzie potrzebne. Zwiększą się także koszty zaprogramowania i konfiguracji.

Zgodnie z wycenami wiodącym polskich producentów, najtańsze systemy zarządzania energią HEMS/EMS kosztują około 1000 złotych brutto. Pozwalają one optymalizować bilansowanie energii z fotowoltaiki. Podłączenie dodatkowych urządzeń, chęć sterowania z poziomu smartfona czy dodanie kolejnych funkcji, może podnieść inwestycję nawet o kolejne 5000 złotych.

Dofinansowanie do systemu zarządzania energią HEMS/EMS

Wspomnieliśmy już, że na zakup systemu zarządzania energią HEMS/EMS przysługuje dofinansowanie z programu Mój Prąd. Wysokość refundacji wynosi do 50% kosztów kwalifikowanych, jednak nie więcej niż 3000 złotych. Aby otrzymać wsparcie należy zamontować w domu instalację fotowoltaiczną, a także zakupić dodatkowy magazyn ciepła lub magazyn energii. Tak wyprofilowana inwestycja pozwala kompleksowo zmaksymalizować poziom autokonsumpcji, a jednocześnie ogranicza rozrachunki z zakładem energetycznym nawet o 90%!

W przypadku zainteresowania zakupem instalacji PV wraz z dodatkowymi urządzeniami, zapraszamy do kontaktu z firmą fotowoltaika.plus. Swoje działania prowadzimy wszechstronnie: od darmowego audytu, przez dobór komponentów, montaż, aż na formalnościach kończąc. Pomagamy na każdym etapie inwestycji i korzystamy wyłącznie ze sprawdzonych urządzeń renomowanych producentów!