ekran_m3

Področje raziskovanja energetskega upravljanja in prihrankov, ki jih prinaša upravljanje, ni novo. Ozadje zanimanja za raziskave je bila že naftna kriza leta 1970, in sicer zaradi zaskrbljenosti glede možnega izčrpavanja fosilnih goriv (Abrahamse et al., 2005). Že med leti 1977 in 1980 je bilo več raziskav, ki so jih opravili Seligan in Darly (1977), Becker (1978), Wenett, Neale, Yokley in Kauder (1980), ki so navedeni v eni od obravnavanih tujih raziskav (McCelland in Cook, 1980) in v katerih avtorji ugotavljajo možnosti prihrankov med 10 % in 20 % električne energije, uporabljene za ogrevanje. Prihranki so bili v teh študijah načeloma večji v času ekstremnih razmer, kar nakazuje prvenstveno prihranek iz naslova gretja in hlajenja. Študije v 70-ih letih prejšnjega stoletja so ugotavljale, da se z 8-urnim znižanjem nočne temperature prihrani 1 % energije za vsako stopinjo znižanja (Peffer et al., 2011).

Raziskava, ki sta jo opravila McCelland in Cook (1980), je zajemala 101 stanovanje, od tega je imelo 25 stanovanj vgrajene števce porabe električne energije, ki so s pomočjo diod urno prikazovali porabo v centih na kWh. Ugotovljena je bila jasna korelacija v višini 12 % manjše porabe energije v tistih domovih, ki so imeli vgrajen monitoring, ne da bi se pri tem na organiziran način izvajali še drugi ukrepi energetskega upravljanja oz. ozaveščanja. Avtorja že takrat navajata, da je cena tovrstnega števca za monitoring 125 ameriških dolarjev ($) in da je doba vračanja 1,9 let, ter dodajata, da je to na nacionalni ravni primerljivo z zmanjšanjem uvoza nafte v ZDA v višini 5 %.

Pregled literature med leti 1977 in 2004 (Abrahamse et al., 2005) je zajemal 38 študij s področja vpliva vedenja uporabnikov pri zmanjševanju porabe energije v gospodinjstvih s pomočjo mehanizmov ozaveščanja, z informiranjem, določanjem ciljev in s povratnimi informacijami. Študije kažejo, da je prihranek znašal do 21,9 %. Celovit pregled energetskih prihrankov, povezanih s sistemi za energetsko upravljanje (angl. energy management systems – EMS), sta v letu 2015 opravila Lee in Cheng. Na temo uporabe EMS sta analizirala 276 znanstvenih člankov, ki vključujejo 305 primerov med leti 1976 in 2014. Statistični podatki na osnovi pregleda raziskav, ki sta jih prikazala v članku, kažejo rast prihrankov energije z naslova EMS z 11,39 % na 16,22 % v zadnjih 38-ih letih (Lee in Cheng, 2016).

Ameriška energetska institucija EnergyStar navaja, da lahko programabilni termostati prihranijo od 10 % do 30 % energije za gretje in hlajenje (Energy Star, 2016).

O možnih prihrankih energije z avtomatizacijo, krmiljenjem in upravljanjem govori tudi Standard EN 15232 (EN 15232:2007, 2007), ki ga navaja tudi tehnična smernica TSG 004 (Ministrstvo za okolje in prostor, 2010). Navedeni Standard stavbe razdeli glede na namembnost ter glede na stopnje avtomatizacije in krmiljenja. Standard predvideva 5 možnih pristopov izračunov vplivov avtomatizacije in krmilnih sistemov na porabo energije. Faktor učinkovitosti za ogrevanje se izračuna po formuli 2.1:

 

(, (2.1)
pri čemer so:

– BAC faktor učinkovitosti za ogrevanje,

– letna potrebna energije za ogrevanje stavbe,

– letne izgube na sistemu ogrevanja,

– BAC (buildings automation and controls) faktorji za toplotno energijo,

– BAC faktorji za referenčno stavbo.

 

Tabela 2.1: BAC faktorji učinkovitosti za ogrevanje glede na stopnjo avtomatizacije

Učinkovitost glede na stopnjo avtomatizacije in krmiljenja Faktor učinkovitosti

za toplotno energijo

Faktor učinkovitosti

za električno energijo

Pisarne Šole Hoteli Pisarne Šole Hoteli
A (napredna avtomatizacija in tehnično upravljanje vseh funkcij) 0,70 0,80 0,68 0,87 0,86 0,90
B (napredna avtomatizacija in tehnično upravljanje) 0,80 0,88 0,85 0,93 0,93 0,95
C (standardna avtomatizacija in upravljanje) 1 1 1 1 1 1
D (brez avtomatiziranega nadzora) 1,51 1,20 1,31 1,10 1,07 1,07

 

Vir: Standard EN 15232 (2007).

 

Iz tabele 2.1 je razvidno, da sta kot referenčno izhodišče (vrednost 1) za BAC faktor učinkovitosti za ogrevanje uporabljena standardna avtomatizacija in upravljanje (C). Glede na to izhodišče je energetska učinkovitost šol (BAC faktor učinkovitosti za ogrevanje) do 20 % višja, v kolikor ima stavba vzpostavljen standardni sistem avtomatizacije (A), krmiljenja (angl. Building automation nad control system – BACS) in tehničnega upravljanja (angl. Techical building management – TBM). V kolikor pa primerjamo napredno avtomatizacijo in tehnično upravljanje vseh funkcij (A) s stavbo, ki nima avtomatiziranega nadzora (D), je ta razlika 40 %. Če primerjamo napredno avtomatizacijo in tehnično upravljanje (B) s stavbo, ki nima avtomatiziranega nadzora (D), pa je ta razlika 32 %.

V Sloveniji je na temo energetskega upravljanja in monitoringa na voljo le malo literature. O energetskem upravljanju je bilo sicer izdanih kar nekaj promocijskih gradiv in informativnih listov. Gradbeni inštitut ZRMK v zbirki informativnih listov za učinkovito rabo energije (URE) navaja, da je v primerjavi z nereguliranimi ogrevalnimi sistemi z regulacijo možno prihraniti povprečno 10 % energije z regulacijo temperature prostora v odvisnosti od zunanje temperature z vplivom na mešalni ventil, 13 % z vplivom na temperaturo v kotlu (v kolikor se uporablja nizkotemperaturni), od 10 % do 15 % z vgradnjo termostatskih ventilov in 10 % s prekinitvijo ogrevanja oz. z nočnim znižanjem temperature vode (Gradbeni inštitut ZRMK, 2003).

Ena izmed obravnavanih študij (Grote et al., 2014) kaže, da je prihranek za končne odjemalce pri inteligentnih sistemih merjenja okoli 3 % energije. Elektro Celje v letnem poročilu za leto 2014 poroča, da je bilo nameščenih že 105.755 inteligentnih števcev, kar predstavlja 62,4 % vseh odjemalcev. Leta 2014 so se izgube električne energije v primerjavi z letom 2013 znižale za 5,7 %, kar v večini pripisujejo vgradnji inteligentnih števcev (Elektro Celje, 2015).

Poročilo v okviru projekta Re-Co (Petelin Visočnik et al., 2014) na pilotnih stavbah analizira možnosti za zmanjšanje rabe energije z izvajanjem neinvesticijskih ukrepov URE in ukrepov URE s kratko dobo vračanja. V pilotnih stavbah Re-Co so bila ugotovljena znižanja porabe energije za 9,1 %, v enem od primerov pa tudi za več kot 20 %. Sučić (Sučić et al., 2015) navaja, da testni rezultati kažejo potencial prihrankov energije do 15 %, doseženih z vizualizacijo in ozaveščenostjo glede porabe električne energije.

Za predstavitev možnosti izboljševanja učinkovitosti so podani pogled na model porabe energije v stavbah in različni pristopi za regulacijo ogrevanja v stavbah.