System zarządzania energią: jak technologia EMS może Ci pomóc?

System zarządzania energią decyduje, kiedy i ile energii zużywają urządzenia w budynku. Bez niego pompa ciepła, bojler czy ładowarka auta pracują wtedy, kiedy akurat ktoś je włączy. Z nim pracują wtedy, kiedy prąd kosztuje najmniej albo pochodzi z własnych paneli. Poniżej wyjaśniamy, jak działa system EMS, jakie urządzenia są potrzebne i kiedy inteligentny system zarządzania energią się opłaca.

Czym jest system zarządzania energią EMS

EMS (od ang. Energy Management System) to połączenie liczników, sterownika i oprogramowania. Mierzy przepływy energii w budynku, analizuje je i steruje urządzeniami według reguł ustawionych przez użytkownika lub instalatora.

W domu z fotowoltaiką EMS zwykle odpowiada za trzy rzeczy:

• zużycie jak największej części energii z paneli na miejscu (autokonsumpcja),
• ładowanie i rozładowanie magazynu energii w odpowiednich godzinach,
• przesuwanie pracy dużych odbiorników na godziny niższych cen energii.

W firmie dochodzą: kontrola mocy umownej, podział kosztów energii na działy i maszyny oraz dane do raportów.

Jak działa EMS krok po kroku

Pomiar

Pierwszym krokiem jest monitoring zużycia energii w czasie rzeczywistym. Licznik w rozdzielnicy mierzy pobór z sieci i oddawanie energii, a dane z falownika pokazują produkcję paneli. Przy większych odbiornikach montuje się osobne liczniki lub przekładniki prądowe.

Analiza

Oprogramowanie zestawia dane z kilku dni lub tygodni i pokazuje, gdzie ucieka energia: urządzenia pracujące w nocy bez potrzeby, nakładające się szczyty poboru, nadwyżki z paneli oddawane do sieci w porze, gdy dom mógłby je zużyć.

Sterowanie

Na tej podstawie EMS włącza i wyłącza urządzenia albo zmienia ich moc. Typowe reguły to podgrzanie wody w bojlerze nadwyżką z paneli, ładowanie auta tylko z nadwyżki lub w nocnej strefie taryfy, podniesienie temperatury w budynku przez pompę ciepła przed wieczornym szczytem cen. Na tym opiera się optymalizacja zużycia energii.

Kontrola użytkownika

Użytkownik widzi wszystko w aplikacji i może zmienić reguły albo chwilowo je wyłączyć. Dobre systemy wysyłają też alerty o nietypowym zużyciu, na przykład gdy pompa obiegowa pracuje bez przerwy albo falownik przestał produkować.

Urządzenie do zarządzania energią

Na pytanie, jakie urządzenie do zarządzania energią kupić, nie ma jednej odpowiedzi, bo EMS to zestaw elementów:

1. Licznik energii z komunikacją, montowany w rozdzielnicy, mierzy pobór i oddawanie energii na każdej fazie.
2. Sterownik (brama) zbiera dane i wysyła polecenia do urządzeń. Bywa osobnym modułem albo częścią falownika hybrydowego.
3. Interfejsy do urządzeń: Modbus w falownikach i magazynach, wejście SG Ready w wielu pompach ciepła, protokół OCPP w ładowarkach EV.
4. Przekaźniki i inteligentne gniazdka do prostszych odbiorników, takich jak grzałka czy pompa basenowa.
5. Aplikacja lub platforma w chmurze, gdzie widać dane i ustawia się reguły.

Przed zakupem sprawdź, czy urządzenia, które już masz, da się podłączyć do wybranego systemu. Zgodność falownika, magazynu i pompy ciepła decyduje o tym, ile EMS faktycznie może sterować.

System zarządzania energią a fotowoltaika

Przy fotowoltaice EMS daje najwięcej, bo zmienia sposób, w jaki wykorzystujesz własną energię. W net-billingu energia oddana do sieci jest rozliczana po cenach rynkowych. Dla prosumentów przyłączonych od 1 lipca 2024 r. liczy się cena w poszczególnych okresach rozliczeniowych, a ujemną cenę przyjmuje się jako zero (art. 4b ustawy o OZE). W słoneczne południa wartość oddanej energii bywa więc niska, a energia zużyta na miejscu zastępuje zakup po pełnej cenie z rachunku.

EMS przesuwa zużycie na godziny produkcji: grzeje wodę, ładuje auto i magazyn, gdy panele mają nadwyżkę. Zasady autokonsumpcji opisujemy na stronie o zwiększaniu autokonsumpcji, a ceny rynkowe dla każdego kwadransa pokazuje narzędzie RCE.

EMS i ceny dynamiczne

Umowa z ceną dynamiczną zmienia cenę energii w ciągu doby zgodnie z rynkiem. Wymaga licznika zdalnego odczytu, a sprzedawcy obsługujący co najmniej 200 000 odbiorców muszą ją oferować (art. 5 ust. 4f i 4g Prawa energetycznego).

Bez automatyki trudno z takiej umowy korzystać, bo nikt nie sprawdza cen co kwadrans. EMS robi to za użytkownika: ładuje magazyn w godzinach niskich cen i ogranicza pobór w drogich. Szczegóły opisujemy w tekście o dynamicznych cenach energii.

Jak wdrożyć EMS w domu lub firmie

1. Spisz duże odbiorniki i źródła energii: pompę ciepła, bojler, ładowarkę, klimatyzację, instalację PV, magazyn.
2. Zmierz zużycie przez kilka tygodni, zanim ustawisz reguły. Bez danych reguły są zgadywaniem.
3. Sprawdź zgodność urządzeń z systemem i rozdzielnicę, w której staną liczniki.
4. Zleć montaż elektrykowi z uprawnieniami. Prace w rozdzielnicy nie są zadaniem dla amatora.
5. Ustaw reguły, przetestuj je przez kilka tygodni i skoryguj.
6. Zadbaj o utrzymanie: aktualizacje oprogramowania, kontrolę komunikacji i przegląd reguł po zmianie taryfy. Opisujemy to w tekście o utrzymaniu systemu EMS.

Domowe zastosowania opisujemy szerzej w tekście EMS dla domu, a rozwiązania dla przedsiębiorstw na stronie EMS dla firm.

Zarządzanie energią w Sun Valley Energy

W Sun Valley Energy zarządzanie energią prowadzimy w trzech poziomach: SVE Detect (pomiar i wykrywanie strat), SVE Analyze (analiza zużycia i rachunków) oraz SVE Optimize (sterowanie urządzeniami). Dla obiektów komercyjnych korzystamy z platformy DEXMA. EMS łączymy z fotowoltaiką, magazynami energii i pompami ciepła, które sami projektujemy i serwisujemy, więc cały system działa jako jedna całość.