350 likes | 493 Views
Sistemas de Controlo Gestão de Energia. Humberto Jorge Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria. Sumário. A automatização no contexto da gestão de energia Os sistemas de controlo e gestão de energia (SCGE).
E N D
Sistemas de Controlo Gestão de Energia Humberto Jorge Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria
Sumário • A automatização no contexto da gestão de energia • Os sistemas de controlo e gestão de energia (SCGE) GEEI
Automatização e gestão de energia • Em primeiro lugar: • concepção • construção • equipamento de uso final • Em segundo lugar: • educação do utente • automatização (níveis de complexidade variáveis) GEEI
Os sistemas de controlo e gestão de energia (SCGE) Tipos principais: • pequenos sistemas autónomos, dedicados a uma função • sistemas com integração de funções diversas, com área de influência alargada GEEI
Sistemas dedicados • E/S limitadas • Interface H-M simples • Pré-programados, parametrizáveis • Emissão de alarmes (tb. remotos) • Comunicações GEEI
Sistemas dedicados Exemplos: • sistemas de controlo de factor de potência • controladores de ponta • sistemas de arranque óptimo • arquitectura mais simples do que a de um SCGE • unidades semelhantes a cada UCL, com autonomia mas tb. com comunicações GEEI
SCGE multifunções • Concentrados • ligações com a instalação em estrela • problemas de fiabilidade • Distribuídos • comunicações • autonomia local em cada nó • fiabilidade elevada GEEI
SCGE com rede local GEEI
Subsistemas passíveis de gestão automática Perspectiva integrada: • de energia eléctrica (incluindo alimentação de emergência) • de detecção, alarme e controlo de incêndio • de iluminação artificial • de AVAC • de transporte • de segurança • de comunicações GEEI
Funções de gestão Perspectiva integrada: • supervisão da instalação • gestão de energia • gestão da manutenção • segurança e tele-vigilância GEEI
Funções principais de GE • controlo manual remoto e vigilância das instalações • arranque/paragem de equipamentos na base de um calendário pré-programado • limitação da ponta de consumo de electricidade • controlo de cargas com acção sobre as condições ambiente (AVAC) GEEI
Controlo manual remoto e vigilância das instalações Funções de interface com o utilizador: • sinalizações no visor (estados de pontos remotos, condições de alarme) • parametrização de referências, horários, etc. • actuação remota de cargas • relatórios GEEI
Arranque/paragem pré-programados de equipamentos • Substitui interruptores horários • Evita / desvia consumos GEEI
Limitação da ponta de consumo de electricidade • Pode ser implementada com controlador dedicado • Necessita de coordenação com outras funções GEEI
Arranque/paragem óptimos de equipamento de AVAC • Conforto aumentado • Redução de encargos (potência e energia) • Adaptação às características do edifício • Melhor que interruptores horários GEEI
Integração de funções Tais como • supervisão da instalação • gestão de energia • gestão da manutenção • segurança e tele-vigilância • Exige • comunicações • partilha de recursos (p.ex. DO’s) GEEI
Comunicações e standards • sinalizações simples - insuficientes • standards de comunicação (OSI) • camada física • características mecânicas eléctricas, ópticas • modulação, sincronização • camada de ligação de dados • empacotamento • detecção e recuperação de erros GEEI
Redes de campo Objectivo: assegurar o fluxo de informação entre sensores, actuadores e módulos de E/S e unidades de controlo local em ambientes distribuídos GEEI
SCGE em instalações existentes • Em primeiro lugar: • auditoria energética detalhada • implementação das medidas básicas • identificação das oportunidades de automatização • Em segundo lugar: • especificação funcional do SCGE • acompanhamento da execução GEEI
SCGE em instalações novas • concepção eficiente • construção com qualidade controlada • equipamento de uso final eficiente • minimização do consumo (automatização) GEEI
Projecto geral • Orientação • Organização dos espaços • Dispositivos - contribuição solar • luz, calor, ventilação • Arranjos exteriores • Flexibilidade para coordenação entre sistemas e funções, para expansões GEEI
Automatização - até onde? • Desde os dispositivos solar passivos • luz natural + luz artificial • free cooling • ventilação natural • Até à minimização do uso dos sistemas activos GEEI
Objectivos do edifício “inteligente” • proporcionar um ambiente confortável e produtivo • permitir uma gestão efectiva dos recursos • responder com rapidez às exigências dos ocupantes GEEI
Coordenação de funções na fase de projecto, • garantir comunicação entre sistemas e programas • usando o mínimo de recursos • garantindo o máximo conforto e segurança GEEI
Problemas com o uso de SGE • Falta de auditorias prévias cuidadas • Especificações desadequadas • Falta de análise custo-benefício • Falta de procedimentos de verificação na aceitação de equipamento GEEI
Problemas com o uso de SGE • Não existência de plano de manutenção do SGE • Ausência de verificação dos valores da saída, impedindo a sincronização (ajuste) constante do SGE • Ausência de possibilidade de comando manual sobreposto nos controladores locais GEEI
Sistema Instabus EIB Comando e Gestão Técnica de Edifícios GEEI
Interligação do sistema: Linha de Bus Integração total de todas as aplicações, funções e serviços do edifício através de uma única linha de bus. • Permite: • Gestão eficiente de energia • Fácil controlo e monitorização • Facilidade de expansão • Facilidade de adaptação GEEI
Produtos de saída (potência) Rede de comunicação Produtos de entrada (sem potência) Instalação eléctrica com bus Actuadores Sensores GEEI
Carga Controlador de luminosidade instabusEIB ON/OFF./Dim. SENSORES ACTUADORES Detector de movimento ~ Inversor. Dimer Botão de pressão Participantes são ligados ao instabus GEEI
Capacidade de um Sistema Instabus 15 áreas funcionais x com12 linhas x com64 devices -----------------11520 dev. GEEI
Linha 4 Linha 4 Linha 3 Linha 3 Linha principal Linha 2 Linha 2 Linha 1 Linha 1 AL AL AL AL AL AL AL AL Área funcional 1 = Edifício 1 Área funcional 2 = Edifício 2 BC BC Linha Vertebral Exemplo prático de uma estrutura GEEI
Interface com as Telecomunicações • Funções: • Diagnóstico à distância • Telemanutenção Vigilância • Interligação em rede em vários sistemas EIB Rede Analógica Vigilância, sinalização e Telemanut. ISDN GEEI