Jak obniżyć zużycie energii w obiektach sieciowych z wykorzystaniem sensorów IoT?

News

Wzrost cen energii jest wciąż obserwowany, a obecne wydarzenia dodatkowo przyspieszają ten proces, przed którym nie ochroni się również branża retail. Istnieje jednak sposób na znaczne obniżenie kosztów i to bez konieczności przenoszenia ich na klientów – to przemyślane zarządzanie oraz innowacyjne podejście. Co kryje się za tymi pojęciami?

Dariusz Meres, Business Development Manager w Velis Real Estate Tech, omawiał te zagadnienia razem z Grzegorzem Kossakowskim, Head of Facility Department, Empik oraz Radosławem Kurendą, Chief Technology Officer, Spark, podczas rozmowy ekspertów dotyczącej obniżenia zużycia energii w obiektach sieciowych z wykorzystaniem IoT i Smart Metering, której transmisję można obejrzeć na LinkedIn. Doświadczeni praktycy rynku nieruchomości podzielili się swoimi doświadczeniami i wskazali konkretne przykłady jak i gdzie szukać oszczędności oraz w jaki sposób mierzyć, monitorować i raportować zużycie energii w obiektach sieciowych.

  • Jakie oszczędności może wygenerować wdrożenie systemów Smart Metering?
  • Jakie wyzwania można napotkać na etapie instalacji, wdrażania i konfiguracji systemów Smart Metering w obiektach typu retail?
  • Jakie są dobre praktyki w przygotowaniu się do tego typu projektu, inwestycji?
  • Jakie dane powinny być generowane w systemach typu CAFM, powiązanych ze Smart Metering czy BMS?

Po odpowiedzi ekspertów na powyższe pytania oraz wiele innych zapraszamy do dalszej części artykułu.

Jakie oszczędności może wygenerować wdrożenie systemów Smart Metering?

Poszczególne lokale pod kątem wdrożenia Smart Metering, czyli inteligentnego systemu pomiarowego, powinny być rozpatrywane indywidualnie. Każda lokalizacja jest inna i bardzo często występują w niej różne warunki otoczenia, jak np. wejście z ulicy, duża witryna zewnętrzna, połać dachowa nad lokalem bądź dobre wyizolowanie budynku.

Oszczędność, jakiej można się spodziewać po wdrożeniu systemu Smart Metering, jest na poziomie między 5%-10%, co przy dzisiejszych cenach energii elektrycznej stanowi znaczącą wartość. Taki wynik może wystąpić przy założeniu, że lokale mają wcześniej wdrożone wewnętrzne procedury efektywnego korzystania z energii elektrycznej oraz zainstalowanych urządzeń, czyli np. określenie godzin pracy i temperatury urządzeń klimatyzacyjnych i wentylacyjnych oraz oświetlenia lokalu, ponieważ głównie te sprzęty generują większość kosztów. Co istotne, systemy Smart Metering w okresie ostatnich pięciu lat sporo staniały. Wpływa to na znaczny wzrost opłacalności inwestycji.

Jakie wyzwania można napotkać na etapie instalacji, wdrażania i konfiguracji systemów Smart Metering w obiektach typu retail?

Najczęstszym problemem w obiektach już istniejących, które są adaptowane do systemów automatyki czy Smart Meteringu, jest niekompletna dokumentacja, bardzo często również błędna. Natomiast w przypadku nowych budynków, dokumentacja zazwyczaj jest już pełna, łatwo ją uzyskać oraz zapoznać się z nią i przeanalizować.

Kolejnym wyzwaniem w starszych nieruchomościach są aspekty techniczne dotyczące infrastruktury. Zasady, które obowiązywały kiedyś w projektowaniu i montażu, były zupełnie inne niż obecnie. Dostosowanie systemu Smart Metering, który ma mierzyć osobno różne urządzenia, wymaga większej ilości pracy i dodatkowych nakładów finansowych. Problemy pojawiają się przy połączeniach pomiędzy konkretnymi elementami systemu. Przykładem są wdrożone wcześniej w budynku systemy BMS, które odczytują liczniki. Często nie są one dobrze dobrane lub niepoprawnie działają, a użytkownik ma trudności z ich obsługą. Natomiast w nowych obiektach po modernizacji, które tworzone są zgodnie z obecnymi standardami, wdrożenie jest znacznie łatwiejsze. Budynki te wyposażone są w nową infrastrukturę lub zaopatrywane w infrastrukturę bezprzewodową.

Innym wyzwaniem, które zapoczątkowała pandemia, jest dostępność urządzeń, na którą wpływa aktualna sytuacja geopolityczna. Spowodowało to wydłużenie czasu oczekiwania na zamówienie. Ważny jest w tym przypadku elastyczny wybór dostawców sprzętu i posiadanie kilku różnych producentów, którzy zrealizują alternatywną dostawę w razie braków urządzeń albo długich terminów realizacji.

Wyzwanie stanowi również podłączenie systemu pod wewnętrzną sieć IT. Wymaga to wielu działań po stronie zespołu IT, który musi zakwalifikować dany system jako bezpieczny.

Jakie są dobre praktyki w przygotowaniu się do tego typu projektu, inwestycji?

Istotne jest indywidualne podejście do każdego obiektu oraz wykonanie wstępnego audytu. Umożliwia to zbadanie istniejącej infrastruktury, zebranie opinii użytkowników i konsultację z zarządcą nieruchomości. Dzięki temu można zlokalizować problemy oraz dobrać komponenty i infrastrukturę pod konkretnego użytkownika.

W dużych korporacjach, w obiektach bardziej złożonych, dostęp do infrastruktury jest często bardzo utrudniony. W takich sytuacjach dostawca rozwiązania może stworzyć infrastrukturę zewnętrzną, gdzie wykorzystywana jest jego własna magistrala komunikacyjna, struktura sieciowa, jeżeli jest taka możliwość i zgoda użytkownika lub przejść na komunikację bezprzewodową.

Jakie dane powinny być generowane w systemach typu CAFM, powiązanych ze Smart Metering czy BMS?

Bardzo istotną kwestią jest możliwość zbierania danych w jednym miejscu (w aplikacji), aby mieć możliwość generowania raportów, przygotowywania porównań, robienia analiz. Ważne jest także zwizualizowanie zebranych danych, nie tylko dla zarządcy danej nieruchomości czy dyrektora technicznego, ale przede wszystkim dla koordynatorów po stronie najemcy.

Najlepszym scenariuszem byłoby opomiarowanie wszystkich instalacji w lokalu, aby mieć pełny ogląd na sytuację w danym momencie, jednak na dziś nie jest to możliwe i ekonomicznie opłacalne. Na ten moment warto korzystać z takich rozwiązań PropTech, które pozwalają na automatyczne wysyłanie z jednego systemu wszystkich alertów dotyczących np. nagłego, niekontrolowanego wypływu wody na zaworze głównym, co jest częstą sytuacją awaryjną. Istotne jest również zbieranie danych dotyczących temperatury w lokalu z podziałem na strefy: sala sprzedaży i pozostałe pomieszczenia oraz opomiarowanie wody technologicznej, która jest dostarczana przez właściciela budynku na potrzeby pracy pomp ciepła lub klimakonwektorów. W mierzeniu tych obszarów przydatne są sensory IoT („Internet of Things” – „Internet Rzeczy”), czyli sieć połączonych urządzeń, które wymieniają między sobą dane, które następnie udostępniają użytkownikom przez Internet.

Systemy Smart Metering pozwalają na uzyskanie informacji dotyczącej zużycia energii nie tylko w perspektywie np. miesiąca czy tygodnia, ale i często w tak zwanych piętnastominutowych, a docelowo też pięciominutowych informacji o zużyciu. Raportowanie zużycia energii jest też istotne pod kątem ESG. Z perspektywy niedalekiej przyszłości, wszystkie budynki będą miały obowiązek posiadania systemu Smart Metering, który pozwoli na zdalny sposób raportowania w celu obniżania zużycia.

Pojawia się także kwestia technologii związanej z sensorami IoT, które mogą być pewnym uzupełnieniem systemów BMS. Z systemów tych korzystają najczęściej zarządcy nieruchomości, właściciele i dyrektorzy techniczni, a zawarte w nich dane często dotyczą całej nieruchomości. Natomiast sensor IoT to czujnik, który przekazuje parametry środowiskowe dotyczące np. temperatury, oświetlenia czy obecności osób w konkretnym miejscu. Dzięki temu można tworzyć kompilację różnych parametrów, np. ile osób znajdowało się w danym pomieszczeniu oraz jaka była w nim wilgotność i na podstawie tego wykonać określone szacunki.

Dane przesyłane przez sensory IoT mogą być przekazywane nie tylko do właścicieli oraz zarządców nieruchomości, ale i również do najemców, którzy ponadto mogą we własnym zakresie instalować je na swoich powierzchniach i dokonywać porównań. Przykładowo - dostają raport od właściciela nieruchomości lub dyrektora technicznego i chcą porównać go z danymi, które otrzymali od własnych sensorów. Czujniki te mogą np. sprawdzać zajętość pomieszczeń czy jakość powietrza w wynajmowanych pomieszczeniach.

Jakie są oczekiwania dotyczące sensorów IoT?

 Możliwość gromadzenia w czasie rzeczywistym informacji na temat temperatury lokalu, co jest bardzo istotne w kontekście efektywnego zarządzania klimatyzacją i wentylacją. Ponadto dane dotyczące oświetlenia czy upływu wody. Wartościowe byłoby również mierzenie wymiany świeżego powietrza.

Posiadanie przez wszystkie zaangażowane osoby pełnej wiedzy w tych obszarach w czasie rzeczywistym umożliwia efektywne, bieżące zarządzanie poprzez wprowadzenie odpowiednich regulacji. Prowadzi to także do dodatkowych oszczędności. Ważne jest udostępnienie takich danych również na przykład kierownikom sklepów. Działają one wówczas także jako system motywacyjny – dba się o to, aby światło było wyłączone poza godzinami pracy, przygaszone w konkretnych porach (np. na początku dnia, gdzie nie ma jeszcze handlu i nie ma konieczności włączania go w stu procentach) lub aby temperatura w pomieszczeniu była odpowiednia.

Jakie inne zastosowanie mogą mieć sensory IoT poza wpływaniem na obniżenie zużycia energii?

Ważną kwestia jest także zarządzanie ludźmi oraz komfort pracowników. Monitorując np. stężenie tlenku węgla w pomieszczeniach za pomocą specjalnych czujników komfortu, możliwe jest zapewnienie optymalnych warunków przy pracach biurowych i spotkaniach poprzez odpowiednią wymianę powietrza, czyli wyłączenie wentylacji w odpowiednim momencie. Coraz powszechniejsze stają się także czujniki obecności pozwalające na liczenie ludzi w pomieszczeniach. Ułatwia to zarządzanie powierzchnią obiektów czy też pracą biura.

IoT pomaga również w asset tracking, czyli monitorowaniu przepływu towaru, np. w magazynach. Przy pomocy technologii RFID (Radio-Frequency Identification), czyli identyfikacji za pomocą fal radiowych, możliwe jest zautomatyzowanie procesu magazynowania i wysyłki towaru. Nie jest potrzebne już ręcznie liczenie, sprawdzanie stanów magazynowych – dzieje się to automatycznie dzięki bramkom RFID i IoT.

Sensory IoT mogą służyć też w zarządzaniu typu predictive maintenance. Przykładowo, posiadając pompy w budynku, możliwe jest zainstalowanie czujników, które mierzą, czy nie występują niepożądane wibracje podczas pracy urządzeń. Możliwe jest wygenerowanie krzywej wannowej i sprawdzenie, kiedy urządzenie zaczyna pracować na innych parametrach - może być to informacja dla obsługi technicznej, że warto przeprowadzić dodatkowy przegląd i zapobiec zbliżającej się awarii. Analogicznie można używać sensorów alarmujących o wyciekach, co zapobiega rozprzestrzenianiu się zalania pomieszczenia.

Ponadto, sensory można wykorzystać przy sterowaniu ogrzewaniem. Na podstawie prognoz pogody czujniki są w stanie dynamicznie zmieniać parametry grzewcze obiektu i np. znając prognozę, można wcześniej wychłodzić budynek, wyłączyć ogrzewanie, żeby nie ponosić kosztów i generować oszczędności. Analogicznie, otrzymując informację o zbliżających się przymrozkach, można wcześniej włączyć ogrzewanie, aby zapewnić komfort pracownikom.  To obszar powiązany z raportowaniem ESG i wyznaczaniem celów np. w obniżeniu zużycia energii i osiąganiem ich w perspektywie określonego czasu. Co istotne, zbieranie tych danych daje możliwość efektywnych porównań. Przykładowo - wyznaczono cel roczny, jakim jest redukcja zużywanej energii o kilka procent w wybranym budynku. Zebrane dane ujawniły, że w porównaniu do poprzedniego roku, wcale nie zmniejszono, ale zwiększono sumę wykorzystanej energii. Jednak biorąc pod uwagę fakt, że w drugim roku występowała duża ilość dni z minusowymi temperaturami, co wymagało wzmożonego ogrzewania obiektu, ostatecznie okazało się, że mimo zużycia większej ilości energii, zarządzano nią efektywniej niż w pierwszym roku i osiągnięto zamierzony cel redukcji o kilka procent.

Jakie wyzwania pojawiają się podczas instalacji sensorów IoT?

IoT to urządzenia często bateryjne, z komunikacją bezprzewodową, więc lokalizacja w przypadku ich instalacji jest mało istotna. Infrastrukturę można zbudować dość szybko, pokrywając zasięgiem wielokondygnacyjne budynki. Wyzwaniem jest natomiast docelowa integracja z istniejącymi systemami, czyli po prostu wentylacją, automatyką budynku, żeby osiągnąć zamierzony skutek. IoT pozwala monitorować bardzo dokładnie wszystkie parametry oraz pomaga wprowadzić ewentualne korekty i lepiej sterować systemem BMS. Jednak, jeśli przykładowo należy w konkretnym pokoju zwiększyć wymianę powietrza, ale w całym obiekcie jest tylko jedna, centralna strefa wentylacyjna, to nie mamy możliwości wprowadzenia tej zmiany tylko w tym jednym pomieszczeniu, ponieważ działa ona automatycznie na cały budynek.

Jak efektywnie korzystać z wdrożenia systemu Smart Metering?

Ważne jest, aby na początku, na podstawie analizy, wyznaczyć cel. Następnie wskazać, w jaki sposób można go osiągnąć oraz dostarczyć dane z wynikami. System Smart Metering dostarcza dokładne informacje dotyczące zużycia na poszczególnych frakcjach. Dzięki temu menedżer czy osoba zarządzająca daną placówką ma precyzyjną informację, jaki jest dany wynik i podejmuje decyzję, czy może np. zmniejszyć temperaturę poniżej ustalonej odgórnie czy nie. W zależności od sytuacji, na bieżąco reguluje ją w oparciu o otrzymywane dane. Bez tych informacji nie byłoby w ogóle możliwości zarządzania w ten sposób tym procesem.

Co jest największą wartością w obszarze Smart Metering i IoT?

Bardzo istotny jest payback – czyli stosunkowo szybki zwrot kosztów związanych z wdrożeniem i uruchomieniem tego typu systemu oraz generowanie faktycznych oszczędności. Drugą ważną kwestią jest zbieranie danych w czasie rzeczywistym i udostępnianie ich osobom zainteresowanym. Istotne jest także wysyłanie alertów, które można w tego typu systemach skonfigurować w taki sposób, aby osoby odpowiedzialne w ciągu 24 godzin mogły w łatwy sposób, nawet jeśli same nie zalogują się do systemu, dowiedzieć się o danym zdarzeniu, np. przekroczeniu konkretnego wyniku i szybko zareagować. Kluczowe jest także przejrzyste generowanie danych przez system w czasie rzeczywistym, możliwość porównywania obiektów w sieci, analizowania, usprawniania procesów, aby generować jeszcze więcej oszczędności. Kiedyś opierało się to na analizie faktur, co przy tak dużej sieci lokali jest długotrwałym i zupełnie nieskutecznym procesem.

W jakim kierunku będzie podążał rozwój sensorów IoT?

Obecnie występuje duży nacisk na oszczędzane energii. Zwiększa się zapotrzebowanie na sensory, które w tym pomagają, stają się tańsze, technologia będzie się wciąż w tym zakresie rozwijała. Kolejnym rozwojowym obszarem jest asset management, czyli monitorowanie zasobów ludzkich, infrastruktury, towarów oraz łańcuch dostaw – czyli skupienie się na coraz lepszej automatyzacji procesów, monitorowaniu i analizie danych za pomocą IoT.

Automatyzacja to przyszłość

Wdrożenie systemów Smart Metering oraz IoT przynosi wiele korzyści – nie tylko w kontekście obniżenia kosztów wynikających z redukcji zużycia energii w obiektach, ale i również w postaci przejrzystości procesów w utrzymaniu technicznym budynku, usprawnionej komunikacji między zaangażowanymi podmiotami, szybszej reakcji na usterki, monitoringu, analizie i wyciąganiu wniosków na podstawie danych gromadzonych w czasie rzeczywistym, czy benefitów w obszarach ESG. Kwestie te mają szczególne znaczenie zwłaszcza w zarządzaniu portfelem obiektów sieciowych, gdzie automatyzacja w zbieraniu danych ze względu na ich ogromną ilość, staje się bardzo istotna.

Przypisy