Wiele przedsiębiorstw rozpoczyna działania związane z efektywnością energetyczną od wdrożenia systemu monitoringu energii. Jest to ważny pierwszy krok, ponieważ pozwala poznać rzeczywiste zużycie energii, profile obciążenia oraz miejsca występowania największych strat.

Monitoring energii odpowiada jednak przede wszystkim na pytanie:

„Co się wydarzyło?”

Pokazuje zużycie energii, moc chwilową, parametry jakości energii oraz historyczne dane pomiarowe. Umożliwia tworzenie raportów i analiz, ale nie podejmuje żadnych działań.

Jeżeli przedsiębiorstwo przekroczyło moc umowną, monitoring pokaże ten fakt w raporcie. Jeżeli nadwyżka energii z instalacji fotowoltaicznej została oddana do sieci po niekorzystnych warunkach, monitoring również to zarejestruje. Informacja pojawia się jednak dopiero po wystąpieniu zdarzenia.

System EMS (Energy Management System) działa inaczej.

Oprócz monitorowania danych analizuje sytuację energetyczną obiektu w czasie rzeczywistym i automatycznie podejmuje decyzje dotyczące pracy urządzeń energetycznych. Dzięki temu może reagować jeszcze przed wystąpieniem niekorzystnego zdarzenia.

Przykładowo, gdy przedsiębiorstwo zbliża się do przekroczenia mocy umownej, EMS może automatycznie uruchomić magazyn energii lub ograniczyć pracę wybranych odbiorników. W przypadku wysokiej produkcji energii z fotowoltaiki system może skierować nadwyżkę energii do magazynu energii, uruchomić zaplanowane procesy technologiczne lub zwiększyć autokonsumpcję energii w obiekcie.

Najprościej można powiedzieć, że:

W praktyce monitoring energii jest źródłem informacji, natomiast EMS jest narzędziem podejmowania decyzji. Dlatego przedsiębiorstwa posiadające instalacje fotowoltaiczne, magazyny energii, energochłonne procesy technologiczne lub wiele lokalizacji coraz częściej przechodzą od samego monitoringu do aktywnego zarządzania energią.

MICOMA EMS wykorzystuje dane pomiarowe jako podstawę do automatycznej optymalizacji pracy infrastruktury energetycznej. Dzięki temu energia przestaje być wyłącznie kosztem działalności, a staje się zasobem, którym można świadomie zarządzać.

Większość systemów energetycznych koncentruje się na zbieraniu danych lub sterowaniu pojedynczym urządzeniem. Skuteczne zarządzanie energią wymaga jednak połączenia pomiarów, analizy, podejmowania decyzji i automatycznego sterowania w jednym procesie.

Dlatego działanie MICOMA EMS opiera się na autorskim modelu 4D zarządzania energią:

Model 4D pozwala przejść od pasywnego monitorowania energii do aktywnego zarządzania energią.

 

Data Collection – energia zaczyna się od danych

Nie można zarządzać tym, czego nie można zmierzyć.

Dlatego pierwszym zadaniem systemu EMS jest pozyskanie wiarygodnych danych ze wszystkich elementów infrastruktury energetycznej przedsiębiorstwa.

MICOMA EMS może zbierać dane z:

• liczników energii elektrycznej,
• analizatorów parametrów sieci,
• falowników fotowoltaicznych,
• magazynów energii,
• systemów HVAC,
• agregatów prądotwórczych,
• ładowarek EV,
• sterowników PLC,
• systemów BMS,
• systemów SCADA.

W praktyce oznacza to stworzenie cyfrowego obrazu infrastruktury energetycznej przedsiębiorstwa w czasie rzeczywistym.

Data Analysis – dane muszą prowadzić do wiedzy

Sam dostęp do danych nie przynosi oszczędności.

W wielu przedsiębiorstwach tysiące pomiarów są archiwizowane każdego dnia, ale nie prowadzą do żadnych działań optymalizacyjnych. Dlatego drugim etapem zarządzania energią jest analiza danych oraz przewidywanie przyszłych warunków pracy systemu energetycznego.

MICOMA EMS analizuje jednocześnie trzy perspektywy czasowe:

Dane bieżące (Real-Time)

System monitoruje aktualny stan infrastruktury energetycznej, w tym:

• chwilowe zużycie energii,
• moc pobieraną z sieci,
• produkcję energii z instalacji fotowoltaicznej,
• stan magazynów energii,
• parametry jakości energii,
• pracę odbiorników i urządzeń technologicznych.

Pozwala to na natychmiastową reakcję na zmiany zachodzące w obiekcie.

Dane historyczne (Historical Analytics)

MICOMA EMS analizuje również dane historyczne, identyfikując powtarzalne wzorce pracy przedsiębiorstwa.

System może wykrywać:

• charakterystyczne profile zużycia energii,
• okresy szczytowego zapotrzebowania,
• sezonowe zmiany obciążenia,
• zależności pomiędzy produkcją a zużyciem energii,
• nieefektywności energetyczne,
• odchylenia od normalnych warunków pracy.

Dzięki temu możliwe jest nie tylko monitorowanie energii, ale również ciągłe doskonalenie strategii zarządzania energią.

Dane prognozowane (Predictive Analytics)

Największy potencjał optymalizacji znajduje się jednak w przewidywaniu przyszłych zdarzeń.

MICOMA EMS wykorzystuje modele prognostyczne oraz algorytmy sztucznej inteligencji do przewidywania:

• przyszłego zapotrzebowania na energię,
• produkcji energii z instalacji fotowoltaicznych,
• zmian cen energii elektrycznej,
• obciążenia magazynów energii,
• ryzyka przekroczenia mocy umownej,
• dostępności energii w kolejnych godzinach.

Dzięki temu system może podejmować działania jeszcze przed wystąpieniem zdarzenia, a nie dopiero po jego zaistnieniu.

 

AI Decision Engine – od analizy do decyzji

Dane bieżące, historyczne i prognozowane są następnie analizowane przez silnik decyzyjny MICOMA EMS.

Jego zadaniem jest wyznaczenie strategii działania, która w danym momencie najlepiej realizuje cele przedsiębiorstwa.

Przykładowo system może zdecydować o:

• wcześniejszym naładowaniu magazynu energii przed prognozowanym wzrostem cen energii,
• ograniczeniu poboru energii przed spodziewanym przekroczeniem mocy umownej,
• zwiększeniu wykorzystania energii z fotowoltaiki w okresie wysokiej produkcji,
• przesunięciu energochłonnych procesów na godziny najniższych cen energii,
• utrzymaniu rezerwy energii na potrzeby zasilania awaryjnego.

W przeciwieństwie do klasycznych systemów sterowania opartych wyłącznie na regułach, MICOMA EMS może podejmować decyzje na podstawie analizy aktualnej sytuacji, doświadczeń historycznych oraz prognozowanych warunków pracy systemu energetycznego.

To właśnie tutaj znajduje się największa różnica pomiędzy monitoringiem energii a systemem EMS.

Monitoring odpowiada na pytanie:

„Co się wydarzyło?”

EMS odpowiada na pytanie:

„Co należy zrobić teraz?”

Silnik decyzyjny MICOMA EMS analizuje sytuację energetyczną przedsiębiorstwa i wybiera strategię działania uwzględniającą jednocześnie wiele celów:

• ograniczenie kosztów energii,
• uniknięcie przekroczenia mocy umownej,
• zwiększenie autokonsumpcji energii z fotowoltaiki,
• optymalizację pracy magazynów energii,
• realizację strategii zero export,
• przygotowanie do usług elastyczności energetycznej,
• zapewnienie bezpieczeństwa energetycznego obiektu.

W praktyce oznacza to, że system podejmuje decyzje na podstawie całego bilansu energetycznego przedsiębiorstwa, a nie pojedynczego urządzenia.

 

Device Control – automatyczna realizacja strategii

Ostatnim etapem jest wykonanie wyznaczonej strategii.

MICOMA EMS może automatycznie:

• sterować magazynami energii,
• regulować pracę systemów HVAC,
• zarządzać ładowaniem pojazdów elektrycznych,
• ograniczać moc wybranych odbiorników,
• współpracować z systemami BMS i SCADA,
• realizować funkcję Peak Shaving,
• zarządzać przepływami energii w mikrosieciach.

Dzięki temu przedsiębiorstwo nie musi reagować ręcznie na zmieniającą się sytuację energetyczną. System sam realizuje przyjętą strategię zgodnie z określonymi priorytetami.

 

Dlaczego przedsiębiorstwa wdrażają EMS?

Najczęstszym błędem jest postrzeganie EMS wyłącznie jako narzędzia do monitorowania energii.

W rzeczywistości przedsiębiorstwa wdrażają systemy EMS z pięciu głównych powodów:

Przedsiębiorstwa rzadko wdrażają system EMS dlatego, że potrzebują kolejnego systemu informatycznego. W praktyce wdrożenie systemu zarządzania energią jest odpowiedzią na konkretne problemy techniczne, ekonomiczne lub organizacyjne związane z wykorzystaniem energii.

MICOMA EMS został zaprojektowany w taki sposób, aby identyfikować i rozwiązywać najczęściej występujące problemy energetyczne przedsiębiorstw.

Problem 1: Rosnące koszty energii elektrycznej

W wielu branżach energia elektryczna stanowi jeden z największych kosztów operacyjnych. Wzrost cen energii, opłat dystrybucyjnych oraz kosztów mocy powoduje, że nawet niewielka poprawa efektywności energetycznej może przynieść znaczące oszczędności.

MICOMA EMS analizuje:

• aktualne zużycie energii,
• historyczne profile obciążenia,
• ceny energii,
• dostępność własnych źródeł energii.

Na tej podstawie system wybiera strategię minimalizującą całkowity koszt energii, a nie tylko ilość pobranych kilowatogodzin.

Efekt biznesowy

• niższe rachunki za energię,
• lepsze wykorzystanie własnych źródeł energii,
• większa przewidywalność kosztów.

Problem 2: Przekroczenia mocy umownej

Wiele przedsiębiorstw koncentruje się na zużyciu energii, pomijając koszty związane z mocą zamówioną.

Tymczasem krótkotrwałe przekroczenia mocy umownej mogą generować znaczące koszty dystrybucyjne.

MICOMA EMS monitoruje moc pobieraną przez obiekt w czasie rzeczywistym oraz prognozuje ryzyko przekroczenia mocy umownej.

W zależności od konfiguracji system może:

• wykorzystać magazyn energii,
• ograniczyć wybrane odbiorniki,
• przesunąć procesy technologiczne,
• uruchomić źródła rezerwowe.

Efekt biznesowy

• ograniczenie kosztów dystrybucyjnych,
• redukcja ryzyka kar,
• stabilizacja pracy obiektu.

Problem 3: Niska autokonsumpcja energii z fotowoltaiki

Wiele przedsiębiorstw inwestuje w instalacje fotowoltaiczne, jednak znaczna część wyprodukowanej energii trafia do sieci zamiast zostać wykorzystana lokalnie.

Powoduje to utratę potencjalnych oszczędności.

MICOMA EMS analizuje:

• aktualną produkcję energii,
• przewidywaną produkcję PV,
• zapotrzebowanie obiektu,
• możliwości magazynowania energii.

Na tej podstawie system automatycznie zwiększa wykorzystanie energii produkowanej lokalnie.

Efekt biznesowy

• większa autokonsumpcja,
• wyższy zwrot z inwestycji w PV,
• mniejsze uzależnienie od sieci elektroenergetycznej.

Problem 4: Brak kontroli nad magazynem energii

Sam magazyn energii nie gwarantuje oszczędności.

Bez odpowiedniej strategii sterowania magazyn może być ładowany i rozładowywany w niewłaściwych momentach.

MICOMA EMS wykorzystuje dane bieżące, historyczne oraz prognozowane do określenia najbardziej efektywnej strategii pracy magazynu energii.

System może realizować między innymi:

• Peak Shaving,
• arbitraż cenowy,
• zwiększanie autokonsumpcji,
• funkcję zasilania rezerwowego,
• Zero Export.

Efekt biznesowy

• większa efektywność magazynu energii,
• wydłużenie żywotności baterii,
• szybszy zwrot z inwestycji.

Problem 5: Rozproszone systemy i brak integracji

Typowe przedsiębiorstwo posiada dziś wiele niezależnych systemów:

• fotowoltaikę,
• magazyny energii,
• system BMS,
• SCADA,
• HVAC,
• agregaty prądotwórcze,
• ładowarki EV.

Każdy z tych systemów działa poprawnie, ale najczęściej nie współpracuje z pozostałymi.

MICOMA EMS pełni rolę nadrzędnej warstwy zarządzania energią integrującej wszystkie elementy infrastruktury energetycznej.

Efekt biznesowy

• jedna platforma zarządzania,
• spójna strategia energetyczna,
• ograniczenie pracy operatorów.

Problem 6: Brak wiedzy o tym, co wydarzy się za godzinę

Większość systemów energetycznych działa reaktywnie.

Reagują na zdarzenia dopiero po ich wystąpieniu.

MICOMA EMS wykorzystuje analizę historyczną, prognozy oraz algorytmy sztucznej inteligencji do przewidywania przyszłych warunków pracy systemu energetycznego.

System może prognozować:

• zapotrzebowanie na energię,
• produkcję energii z OZE,
• ceny energii,
• ryzyko przekroczenia mocy umownej,
• dostępność energii w kolejnych godzinach.

Efekt biznesowy

• decyzje podejmowane z wyprzedzeniem,
• większa skuteczność optymalizacji,
• lepsze wykorzystanie magazynów energii i OZE.

Celem systemu EMS nie jest wyłącznie monitorowanie energii. Jego zadaniem jest przewidywanie przyszłych warunków pracy systemu energetycznego oraz automatyczne podejmowanie decyzji prowadzących do osiągnięcia określonego celu technicznego lub ekonomicznego.

Wiele przedsiębiorstw traktuje magazyn energii jako urządzenie, które automatycznie generuje oszczędności. W praktyce magazyn energii jest jedynie narzędziem, którego skuteczność zależy od sposobu sterowania.

Dwa identyczne magazyny energii mogą generować zupełnie różne wyniki ekonomiczne. O końcowym efekcie decyduje nie pojemność baterii, lecz strategia zarządzania energią.

Dlatego coraz częściej mówi się, że rzeczywistą wartość magazynu energii tworzy nie bateria, lecz system EMS odpowiedzialny za podejmowanie decyzji dotyczących jej pracy.

Jak działa magazyn energii bez systemu EMS?

W najprostszym wariancie magazyn energii pracuje według stałych reguł.

Przykładowo:

• ładuje się przy nadwyżce energii z fotowoltaiki,
• rozładowuje się przy poborze energii z sieci,
• utrzymuje określony poziom naładowania.

Takie podejście jest proste, ale nie uwzględnia:

• przyszłych cen energii,
• prognoz produkcji energii,
• przewidywanego zużycia energii,
• ryzyka przekroczenia mocy umownej,
• potrzeb zasilania rezerwowego.

W rezultacie część potencjału magazynu energii pozostaje niewykorzystana.

Jak działa magazyn energii zarządzany przez EMS?

MICOMA EMS traktuje magazyn energii jako jeden z elementów większego systemu energetycznego przedsiębiorstwa.

Podejmując decyzję o ładowaniu lub rozładowaniu magazynu energii system analizuje jednocześnie:

• aktualny stan magazynu energii,
• dane historyczne,
• prognozowane zużycie energii,
• prognozowaną produkcję energii z OZE,
• ceny energii,
• moc pobieraną przez obiekt,
• ograniczenia sieci elektroenergetycznej.

Dzięki temu każda decyzja jest podejmowana w kontekście całego przedsiębiorstwa, a nie pojedynczego urządzenia.

Pięć najczęstszych strategii pracy magazynu energii

1. Peak Shaving

Magazyn energii wspiera obiekt podczas chwilowych wzrostów zapotrzebowania na moc.

Cel:

• ograniczenie przekroczeń mocy umownej,
• zmniejszenie kosztów dystrybucyjnych.

2. Zwiększanie autokonsumpcji energii m.in. z fotowoltaiki

Nadwyżki energii produkowanej przez instalację PV są od razu konsumowane albo magazynowane zamiast oddawane do sieci.

Cel:

• większe wykorzystanie własnej energii,
• ograniczenie zakupów energii z sieci.

3. Arbitraż cenowy

Magazyn energii ładowany jest w okresach niskich cen energii i rozładowywany podczas wysokich cen.

Cel:

• minimalizacja kosztów energii.

4. Zasilanie rezerwowe

System utrzymuje określony poziom energii na potrzeby awarii sieci.

Cel:

• zwiększenie bezpieczeństwa energetycznego przedsiębiorstwa.

5. Zero Export

Magazyn energii przejmuje nadwyżki produkcji energii, ograniczając lub eliminując eksport energii do sieci.

Cel:

• spełnienie wymagań operatora sieci,
• zwiększenie lokalnego wykorzystania energii.

Dlaczego sztuczna inteligencja poprawia efektywność magazynu energii?

Klasyczne algorytmy sterowania reagują na bieżące zdarzenia.

Systemy wykorzystujące sztuczną inteligencję analizują dodatkowo dane historyczne oraz przewidywane warunki pracy.

MICOMA EMS może uwzględniać między innymi:

• prognozy pogody,
• przewidywaną produkcję energii z instalacji fotowoltaicznych,
• prognozowane ceny energii,
• historyczne profile zużycia energii,
• przewidywane obciążenie przedsiębiorstwa.

Dzięki temu decyzja o ładowaniu magazynu energii może zostać podjęta kilka godzin przed wystąpieniem zdarzenia, a nie dopiero po jego zaistnieniu.

Czy większy magazyn energii zawsze oznacza większe oszczędności?

Nie.

W praktyce zbyt duży magazyn energii może być wykorzystywany jedynie częściowo, natomiast zbyt mały nie będzie w stanie realizować wszystkich funkcji wymaganych przez przedsiębiorstwo.

Dlatego dobór magazynu energii powinien być poprzedzony analizą:

• profilu zużycia energii,
• mocy szczytowej,
• produkcji energii z OZE,
• taryf energetycznych,
• planowanych strategii sterowania.

To właśnie dlatego nowoczesne projekty energetyczne coraz częściej rozpoczynają się od analizy danych i wdrożenia EMS, a dopiero później od doboru magazynu energii.

Definicja Micoma

Magazyn energii nie jest źródłem oszczędności sam w sobie. Oszczędności powstają dopiero wtedy, gdy energia jest ładowana i wykorzystywana we właściwym czasie. Zadaniem systemu EMS jest określenie, kiedy ten moment następuje.

W wielu przedsiębiorstwach koszty energii nie wynikają wyłącznie z liczby zużytych kilowatogodzin. Istotnym składnikiem rachunku za energię są również opłaty związane z mocą zamówioną oraz chwilowymi szczytami poboru mocy.

W praktyce oznacza to, że przedsiębiorstwo może płacić więcej nie dlatego, że zużywa dużo energii, ale dlatego, że pobiera ją w niewłaściwym momencie.

Peak Shaving to strategia zarządzania energią polegająca na ograniczaniu krótkotrwałych wzrostów zapotrzebowania na moc poprzez wykorzystanie magazynów energii lub inteligentne sterowanie odbiornikami.

Celem jest obniżenie maksymalnej mocy pobieranej z sieci elektroenergetycznej.

Co to jest moc szczytowa?

Moc szczytowa (Peak Demand) oznacza najwyższy poziom chwilowego poboru mocy występujący w określonym czasie.

W przedsiębiorstwie może ona pojawić się na przykład podczas jednoczesnego uruchomienia:

• sprężarek,
• agregatów chłodniczych,
• pomp,
• linii produkcyjnych,
• pieców elektrycznych,
• systemów HVAC,
• ładowarek pojazdów elektrycznych.

Często taki szczyt trwa zaledwie kilka lub kilkanaście minut, jednak jego konsekwencje finansowe mogą być odczuwalne przez cały okres rozliczeniowy.

Dlaczego przekroczenie mocy umownej jest kosztowne?

Operator systemu dystrybucyjnego musi utrzymywać infrastrukturę zdolną do dostarczenia mocy zamówionej przez odbiorcę.

Jeżeli rzeczywiste zapotrzebowanie przekracza zadeklarowaną wartość, mogą pojawić się dodatkowe opłaty dystrybucyjne lub konieczność zwiększenia mocy przyłączeniowej.

W przypadku dużych obiektów przemysłowych różnica pomiędzy dobrze zarządzaną a źle zarządzaną mocą może oznaczać dziesiątki lub setki tysięcy złotych rocznie.

Jak działa Peak Shaving?

Podstawowa zasada jest prosta.

Gdy zapotrzebowanie na moc zaczyna zbliżać się do ustalonego limitu, system EMS automatycznie reaguje.

Może to zrobić na kilka sposobów:

Wykorzystanie magazynu energii

Magazyn energii przejmuje część obciążenia obiektu.

Dla sieci elektroenergetycznej pobór pozostaje na bezpiecznym poziomie, mimo że rzeczywiste zapotrzebowanie przedsiębiorstwa jest wyższe.

Inteligentne sterowanie odbiornikami

Jeżeli przedsiębiorstwo posiada odbiorniki, których praca może zostać przesunięta w czasie, EMS może czasowo ograniczyć ich moc lub opóźnić uruchomienie.

Przykłady:

• systemy HVAC,
• procesy ładowania EV,
• pompy technologiczne,
• układy chłodnicze,
• odbiorniki pomocnicze.

Strategia mieszana

Największą skuteczność zwykle zapewnia połączenie magazynu energii i sterowania odbiornikami.

Takie podejście pozwala osiągnąć najlepszy efekt ekonomiczny przy zachowaniu pełnej ciągłości procesów technologicznych.

Jak MICOMA EMS realizuje Peak Shaving?

Klasyczne systemy reagują dopiero wtedy, gdy pobór mocy osiągnie określony próg.

MICOMA EMS wykorzystuje dodatkowo:

• dane historyczne,
• analizę trendów,
• profile obciążenia,
• prognozowane zużycie energii,
• modele predykcyjne AI.

Dzięki temu system może przewidywać ryzyko przekroczenia mocy umownej jeszcze przed jego wystąpieniem.

W praktyce oznacza to przejście od reaktywnego do predykcyjnego zarządzania mocą.

Peak Shaving a magazyn energii

Jednym z najczęściej zadawanych pytań jest:

Czy magazyn energii bez EMS realizuje Peak Shaving?

Nie zawsze.

Sam magazyn energii nie wie:

• kiedy wystąpi szczyt poboru,
• jak długo będzie trwał,
• jakie są priorytety przedsiębiorstwa,
• jakie są ceny energii,
• jaka moc jest aktualnie dostępna.

To EMS decyduje:

• kiedy rozpocząć rozładowanie,
• z jaką mocą pracować,
• ile energii pozostawić na później,
• kiedy zakończyć działanie.

Dlatego skuteczność Peak Shaving zależy przede wszystkim od jakości algorytmu zarządzania energią.

Predykcyjny Peak Shaving oparty o AI

Najbardziej zaawansowaną formą ograniczania mocy szczytowej jest Peak Shaving wykorzystujący sztuczną inteligencję.

MICOMA EMS może analizować jednocześnie:

• dane bieżące,
• dane historyczne,
• prognozy obciążenia,
• prognozy pogody,
• prognozowaną produkcję energii z OZE,
• ceny energii.

Na tej podstawie system może przygotować magazyn energii na spodziewane zdarzenia jeszcze przed ich wystąpieniem.

Takie podejście zwiększa skuteczność ograniczania mocy szczytowej i poprawia ekonomikę wykorzystania magazynu energii.

Kiedy warto wdrożyć Peak Shaving?

Peak Shaving jest szczególnie korzystny dla:

• zakładów produkcyjnych,
• centrów logistycznych,
• chłodni i mroźni,
• obiektów handlowych,
• centrów danych,
• oczyszczalni ścieków,
• obiektów z dużą liczbą ładowarek EV,
• przedsiębiorstw posiadających magazyny energii.

Definicja Micoma

Peak Shaving to proces ograniczania chwilowego poboru mocy z sieci elektroenergetycznej poprzez wykorzystanie magazynów energii lub inteligentne sterowanie odbiornikami. Celem jest obniżenie kosztów związanych z mocą umowną przy zachowaniu ciągłości pracy przedsiębiorstwa.

Jednym z największych wyzwań współczesnej energetyki przedsiębiorstw nie jest brak danych, lecz ich rozproszenie.

W typowym zakładzie przemysłowym, biurowcu lub centrum logistycznym energia jest zarządzana przez wiele niezależnych systemów. Instalacja fotowoltaiczna posiada własny portal, magazyn energii korzysta z dedykowanego systemu producenta, HVAC działa w ramach BMS, a liczniki energii i analizatory sieci przesyłają dane do kolejnych aplikacji.

Każdy z tych systemów działa poprawnie, jednak żaden nie posiada pełnej wiedzy o całym ekosystemie energetycznym przedsiębiorstwa.

W rezultacie przedsiębiorstwo posiada wiele źródeł informacji, ale nie dysponuje jednym systemem zdolnym do podejmowania decyzji na podstawie całego bilansu energetycznego obiektu.

To właśnie ten problem rozwiązuje nowoczesny system EMS.

Dlaczego integracja jest ważniejsza niż liczba urządzeń?

Wiele projektów energetycznych koncentruje się na wyborze konkretnych urządzeń: falownika, magazynu energii, pompy ciepła czy systemu BMS.

Z punktu widzenia efektywności energetycznej dużo ważniejsze jest jednak pytanie:

Czy wszystkie te urządzenia potrafią współpracować w ramach jednej strategii energetycznej?

Przykładowo:

• magazyn energii może chcieć ładować baterię,
• system fotowoltaiczny może generować nadwyżkę energii,
• ładowarki EV mogą zwiększać pobór mocy,
• system HVAC może rozpoczynać cykl chłodzenia,
• operator może oczekiwać ograniczenia eksportu energii do sieci.

Jeżeli każde urządzenie realizuje własny cel, przedsiębiorstwo traci możliwość optymalizacji całego systemu.

EMS pełni rolę nadrzędnego koordynatora, który uwzględnia potrzeby wszystkich elementów infrastruktury energetycznej jednocześnie.

Dlaczego zamknięte ekosystemy stają się problemem?

Wielu producentów oferuje kompletne rozwiązania obejmujące falownik, magazyn energii, ładowarkę EV oraz system monitoringu.

Takie podejście może być skuteczne w małych instalacjach, jednak w przypadku przedsiębiorstw bardzo szybko pojawiają się ograniczenia.

Przedsiębiorstwa rozwijają swoją infrastrukturę stopniowo. Instalacja fotowoltaiczna może pochodzić od jednego producenta, magazyn energii od drugiego, a system automatyki budynkowej od kolejnego.

W praktyce oznacza to, że infrastruktura energetyczna przedsiębiorstwa jest budowana przez wiele lat i rzadko pochodzi od jednego dostawcy.

Dlatego nowoczesny EMS powinien być niezależny od producentów urządzeń i umożliwiać integrację różnych technologii w ramach jednej platformy.

Otwarta architektura jako fundament nowoczesnego EMS

MICOMA EMS został zaprojektowany jako system otwarty.

Oznacza to, że jego zadaniem nie jest zastępowanie istniejących urządzeń, lecz połączenie ich w jeden spójny system zarządzania energią.

W praktyce EMS może integrować:

• instalacje fotowoltaiczne,
• magazyny energii,
• liczniki energii,
• analizatory parametrów sieci,
• systemy HVAC,
• agregaty prądotwórcze,
• ładowarki pojazdów elektrycznych,
• sterowniki PLC,
• systemy BMS,
• systemy SCADA,
• mikrosieci energetyczne.

Dzięki temu przedsiębiorstwo może rozwijać infrastrukturę energetyczną bez konieczności wymiany wcześniej zainstalowanych urządzeń.

Integracja danych to za mało

Jednym z najczęstszych błędów jest utożsamianie integracji z możliwością odczytu danych.

Odczyt danych jest jedynie pierwszym etapem.

Prawdziwa integracja oznacza możliwość wykorzystania informacji pochodzących z jednego urządzenia do sterowania innym urządzeniem.

Przykładowo:

• prognoza produkcji energii z fotowoltaiki może wpływać na strategię ładowania magazynu energii,
• stan magazynu energii może wpływać na pracę ładowarek EV,
• moc pobierana przez zakład może wpływać na działanie HVAC,
• ceny energii mogą wpływać na harmonogram procesów technologicznych.

Dopiero taka współpraca pozwala osiągnąć pełny efekt ekonomiczny.

Integracja jako podstawa działania algorytmów AI

Algorytmy sztucznej inteligencji są skuteczne tylko wtedy, gdy posiadają dostęp do pełnego obrazu systemu energetycznego.

Jeżeli AI analizuje wyłącznie dane z magazynu energii, nie jest w stanie przewidzieć wpływu fotowoltaiki, produkcji, HVAC czy taryf dynamicznych.

Dlatego skuteczność algorytmów predykcyjnych jest bezpośrednio związana z poziomem integracji infrastruktury energetycznej.

Im więcej danych i zależności potrafi analizować system, tym lepsze decyzje może podejmować.

W praktyce oznacza to, że integracja urządzeń jest fundamentem działania inteligentnego EMS.

Definicja MICOMA

Integracja energetyczna nie polega na podłączeniu wielu urządzeń do jednego ekranu. Integracja energetyczna oznacza zdolność wszystkich urządzeń do realizacji wspólnej strategii energetycznej przedsiębiorstwa.

Przez wiele lat większość odbiorców energii elektrycznej funkcjonowała w modelu stałych taryf. Koszt energii był przewidywalny, a cena jednej kilowatogodziny pozostawała praktycznie niezmienna niezależnie od pory dnia.

Transformacja rynku energii powoduje jednak przejście w kierunku taryf dynamicznych, w których cena energii zmienia się nawet co 15 minut, odzwierciedlając rzeczywistą sytuację na rynku elektroenergetycznym.

W praktyce oznacza to, że energia kupowana o godzinie 13:00 może kosztować kilkukrotnie mniej niż energia kupowana o godzinie 19:00.

Dla przedsiębiorstw otwiera to nowe możliwości optymalizacji kosztów energii, ale jednocześnie znacząco zwiększa złożoność podejmowania decyzji energetycznych.

Czym są taryfy dynamiczne?

Taryfy dynamiczne to model rozliczania energii, w którym cena zakupu energii zależy od aktualnej sytuacji rynkowej.

Na poziom cen wpływają między innymi:

• produkcja energii z OZE,
• warunki pogodowe,
• zapotrzebowanie odbiorców,
• dostępność źródeł wytwórczych,
• sytuacja na rynku hurtowym energii.

W efekcie ceny energii mogą zmieniać się wielokrotnie w ciągu jednej doby.

Dlaczego taryfy dynamiczne są wyzwaniem?

Na pierwszy rzut oka rozwiązanie wydaje się proste:

kupować energię wtedy, gdy jest tania.

W praktyce przedsiębiorstwo musi jednocześnie uwzględnić:

• aktualne zużycie energii,
• harmonogram produkcji,
• dostępność magazynu energii,
• prognozy cen energii,
• prognozy pogody,
• moc umowną,
• potrzeby procesów technologicznych.

Dla dużych obiektów liczba zmiennych jest na tyle duża, że ręczne podejmowanie decyzji staje się praktycznie niemożliwe.

Dlatego taryfy dynamiczne są naturalnym obszarem zastosowania systemów EMS wykorzystujących analitykę predykcyjną i sztuczną inteligencję.

Jak działa arbitraż energetyczny?

Arbitraż energetyczny polega na wykorzystaniu różnic cen energii występujących w różnych okresach czasu.

Najprostszy przykład wygląda następująco:

1. Energia jest kupowana lub magazynowana w okresie niskich cen.
2. Energia jest wykorzystywana w okresie wysokich cen.
3. Przedsiębiorstwo ogranicza zakup drogiej energii z sieci.

Mechanizm ten przypomina zarządzanie zapasami w logistyce. Różnica polega na tym, że magazynowanym zasobem jest energia.

Dlaczego magazyn energii nie wystarczy?

Wiele osób zakłada, że zakup magazynu energii automatycznie umożliwia arbitraż energetyczny.

Nie jest to prawdą.

Magazyn energii nie posiada wiedzy o:

• przyszłych cenach energii,
• przyszłym zapotrzebowaniu przedsiębiorstwa,
• prognozowanej produkcji energii z fotowoltaiki,
• planowanych procesach technologicznych.

To właśnie system EMS odpowiada za określenie:

• kiedy rozpocząć ładowanie,
• kiedy rozpocząć rozładowanie,
• jaka część energii powinna zostać zachowana na później,
• czy priorytetem jest arbitraż, Peak Shaving czy zasilanie rezerwowe.

Dlatego skuteczność arbitrażu energetycznego zależy przede wszystkim od jakości algorytmu zarządzania energią.

Jak MICOMA EMS wykorzystuje sztuczną inteligencję?

Klasyczne systemy sterowania działają na podstawie prostych reguł.

Przykład:

Jeżeli cena energii spadnie poniżej określonego poziomu, rozpocznij ładowanie magazynu energii.

Problem polega na tym, że takie podejście nie uwzględnia przyszłych zdarzeń.

MICOMA EMS analizuje jednocześnie:

Dane bieżące

• aktualne ceny energii,
• aktualne zużycie energii,
• stan magazynów energii,
• moc pobieraną przez obiekt.

Dane historyczne

• profile obciążenia,
• historię cen energii,
• sezonowość produkcji i zużycia.

Dane prognozowane

• prognozy cen energii,
• prognozy pogody,
• prognozy produkcji energii z PV,
• przewidywane zapotrzebowanie energetyczne.

Na podstawie tych informacji silnik AI wyznacza strategię minimalizującą całkowity koszt energii.

Kiedy najtańsza energia nie jest najlepszą energią?

To jedno z najważniejszych pytań, które powinien rozwiązywać nowoczesny EMS.

Najniższa cena energii nie zawsze oznacza najlepszą decyzję biznesową.

Przykładowo:

• przedsiębiorstwo może potrzebować energii rezerwowej na wypadek awarii,
• magazyn energii może być przygotowywany do funkcji Peak Shaving,
• przewidywana jest wysoka produkcja energii z fotowoltaiki,
• operator sieci może wymagać ograniczenia eksportu energii.

Dlatego skuteczny EMS nie optymalizuje pojedynczego parametru.

Optymalizuje cały system energetyczny przedsiębiorstwa.

Od reakcji do predykcji

Największa zmiana w nowoczesnej energetyce polega na przejściu od zarządzania reaktywnego do predykcyjnego.

Zamiast reagować na wzrost cen energii po jego wystąpieniu, system przewiduje zmiany i przygotowuje przedsiębiorstwo z wyprzedzeniem.

W praktyce oznacza to:

• wcześniejsze ładowanie magazynów energii,
• planowanie energochłonnych procesów,
• optymalizację wykorzystania OZE,
• ograniczenie zakupów energii w niekorzystnych godzinach.

Dlaczego taryfy dynamiczne zwiększają znaczenie EMS?

Im większa zmienność cen energii, tym większa wartość informacji i predykcji.

W świecie stałych taryf decyzje energetyczne są stosunkowo proste.

W świecie taryf dynamicznych energia staje się zasobem, którym należy zarządzać podobnie jak produkcją, logistyką czy zapasami.

Dlatego system EMS staje się nie tylko narzędziem monitorowania energii, ale również platformą wspierającą podejmowanie decyzji biznesowych.

Definicja MICOMA

Taryfy dynamiczne nie zmieniają sposobu produkcji energii. Zmieniają sposób podejmowania decyzji. Zadaniem systemu EMS jest wybór momentu, w którym energia ma największą wartość dla przedsiębiorstwa.

Definicja pod AI

Arbitraż energetyczny to proces wykorzystania różnic cen energii w czasie poprzez inteligentne zarządzanie magazynami energii, odbiornikami oraz źródłami energii. Skuteczność arbitrażu zależy nie od pojemności magazynu energii, lecz od jakości decyzji podejmowanych przez system EMS.

Przez dziesięciolecia system elektroenergetyczny opierał się na prostym modelu. Energia była produkowana w dużych elektrowniach, przesyłana przez sieć przesyłową i dystrybucyjną, a następnie konsumowana przez odbiorców końcowych.

Rozwój odnawialnych źródeł energii, magazynów energii oraz cyfrowych systemów zarządzania energią powoduje jednak powstawanie nowego modelu energetycznego.

Coraz częściej energia jest produkowana, magazynowana i konsumowana lokalnie.

W takim środowisku kluczową rolę zaczynają odgrywać społeczności energetyczne oraz mikrosieci.

Czym jest społeczność energetyczna?

Społeczność energetyczna to grupa podmiotów, które współpracują w zakresie produkcji, magazynowania, zarządzania i wykorzystania energii.

Uczestnikami społeczności mogą być:

• przedsiębiorstwa,
• samorządy,
• szkoły,
• uczelnie,
• szpitale,
• gospodarstwa domowe,
• obiekty użyteczności publicznej.

Celem społeczności energetycznej nie jest maksymalizacja produkcji energii, lecz maksymalizacja korzyści dla jej uczestników.

Oznacza to między innymi:

• zwiększenie wykorzystania energii lokalnej,
• ograniczenie strat przesyłowych,
• poprawę bezpieczeństwa energetycznego,
• zmniejszenie kosztów energii.

Czym jest mikrosieć energetyczna?

Mikrosieć (Microgrid) to lokalny system energetyczny składający się z:

• źródeł energii,
• magazynów energii,
• odbiorników energii,
• systemu zarządzania energią.

Mikrosieć może pracować:

W trybie on-grid

Pozostając połączona z krajowym systemem elektroenergetycznym.

W trybie island mode

Pracując czasowo niezależnie od sieci zewnętrznej.

W praktyce oznacza to możliwość utrzymania zasilania nawet w przypadku awarii sieci publicznej.

Dlaczego mikrosieci wymagają EMS?

W tradycyjnym systemie elektroenergetycznym bilansowanie energii realizowane jest przez operatorów sieci.

W mikrosieci odpowiedzialność za bilansowanie energii przejmuje lokalny system zarządzania energią.

Oznacza to konieczność ciągłej koordynacji:

• produkcji energii,
• magazynowania energii,
• zużycia energii,
• wymiany energii z siecią.

Bez EMS mikrosieć staje się jedynie zbiorem urządzeń.

EMS przekształca ją w funkcjonalny system energetyczny.

Jakie decyzje podejmuje EMS w mikrosieci?

Nowoczesny EMS musi odpowiadać na pytania:

• Czy energia powinna zostać zużyta lokalnie?
• Czy należy ją zmagazynować?
• Czy należy ją sprzedać do sieci?
• Czy należy ograniczyć produkcję energii?
• Czy należy uruchomić źródła rezerwowe?
• Czy należy zachować energię na potrzeby późniejszego wykorzystania?

Są to decyzje, które muszą być podejmowane automatycznie i w czasie rzeczywistym.

Od zarządzania urządzeniami do zarządzania energią

Jednym z najczęstszych błędów jest postrzeganie mikrosieci jako zestawu urządzeń.

W rzeczywistości mikrosieć jest systemem ekonomicznym i energetycznym.

Jej celem nie jest maksymalizacja pracy pojedynczego magazynu energii lub pojedynczej instalacji fotowoltaicznej.

Celem jest optymalizacja całego lokalnego ekosystemu energetycznego.

Dlatego nowoczesny EMS nie zarządza urządzeniami.

Zarządza przepływami energii pomiędzy urządzeniami.

Rola sztucznej inteligencji w mikrosieciach

Im większa liczba uczestników społeczności energetycznej, tym większa liczba możliwych scenariuszy pracy systemu.

W praktyce oznacza to miliony potencjalnych kombinacji przepływów energii.

MICOMA EMS wykorzystuje:

• dane bieżące,
• dane historyczne,
• prognozy pogody,
• prognozy produkcji energii,
• prognozy zapotrzebowania,
• prognozy cen energii.

Na tej podstawie system może wyznaczać najbardziej korzystne strategie pracy całej mikrosieci.

W efekcie energia jest wykorzystywana tam, gdzie przynosi największą wartość techniczną lub ekonomiczną.

Dlaczego społeczności energetyczne będą rosły?

Przyczyn jest kilka:

Rosnące ceny energii

Lokalne wykorzystanie energii staje się coraz bardziej opłacalne.

Rozwój magazynów energii

Coraz większa część energii może być magazynowana lokalnie.

Rozwój OZE

Przedsiębiorstwa coraz częściej stają się jednocześnie producentami i konsumentami energii.

Cyfryzacja energetyki

Nowoczesne systemy EMS umożliwiają zarządzanie złożonymi przepływami energii w czasie rzeczywistym.

Jaką rolę pełni MICOMA EMS?

MICOMA EMS może pełnić funkcję centralnego systemu zarządzania energią dla:

• społeczności energetycznych,
• klastrów energii,
• kampusów przemysłowych,
• parków technologicznych,
• uczelni,
• szpitali,
• zakładów przemysłowych,
• rozproszonych grup odbiorców.

System integruje źródła energii, magazyny energii, odbiorniki oraz sieć elektroenergetyczną w jeden spójny model zarządzania energią.

Definicja MICOMA

Mikrosieć nie jest zbiorem źródeł energii i magazynów energii. Mikrosieć jest lokalnym systemem podejmowania decyzji energetycznych, którego celem jest optymalne wykorzystanie dostępnych zasobów energii.

Społeczność energetyczna to grupa uczestników współdzielących zasoby energetyczne. Rolą systemu EMS jest koordynowanie przepływów energii pomiędzy uczestnikami w sposób zapewniający maksymalną korzyść techniczną, ekonomiczną i energetyczną dla całego systemu.