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) 2003/04 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) 2003/04 GEEI

Gestão Técnica de Edifícios 2003/04 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 2003/04 GEEI

Sistemas dedicados E/S limitadas Interface H-M simples Pré-programados, parametrizáveis Emissão de alarmes (tb. remotos) Comunicações 2003/04 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 2003/04 GEEI

SCGE multifunções Concentrados Distribuídos ligações com a instalação em estrela problemas de fiabilidade Distribuídos comunicações autonomia local em cada nó fiabilidade elevada 2003/04 GEEI

SCGE tipo mestre-escravo 2003/04 GEEI

SCGE com rede local 2003/04 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 2003/04 GEEI

Funções de gestão Perspectiva integrada: supervisão da instalação gestão de energia gestão da manutenção segurança e tele-vigilância 2003/04 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) 2003/04 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 2003/04 GEEI

Arranque/paragem pré-programados de equipamentos Substitui interruptores horários Evita / desvia consumos 2003/04 GEEI

Limitação da ponta de consumo de electricidade Pode ser implementada com controlador dedicado Necessita de coordenação com outras funções 2003/04 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 2003/04 GEEI

Integração de funções Tais como Exige supervisão da instalação gestão de energia gestão da manutenção segurança e tele-vigilância Exige comunicações partilha de recursos (p.ex. DO’s) 2003/04 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 2003/04 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 2003/04 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 2003/04 GEEI

SCGE em instalações novas concepção eficiente construção com qualidade controlada equipamento de uso final eficiente minimização do consumo (automatização) 2003/04 GEEI

Projecto geral Orientação Organização dos espaços Dispositivos - contribuição solar luz, calor, ventilação Arranjos exteriores Flexibilidade para coordenação entre sistemas e funções, para expansões 2003/04 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 2003/04 GEEI

Objectivos do edifício “inteligente” proporcionar um ambiente confortável e produtivo permitir uma gestão efectiva dos recursos responder com rapidez às exigências dos ocupantes 2003/04 GEEI 3

Coordenação de funções na fase de projecto, garantir comunicação entre sistemas e programas usando o mínimo de recursos garantindo o máximo conforto e segurança 2003/04 GEEI 7

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 2003/04 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 2003/04 GEEI

Sistema Instabus EIB Comando e Gestão Técnica de Edifícios 2003/04 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 2003/04 GEEI

Instalação eléctrica com bus Produtos de saída (potência) Actuadores Rede de comunicação Sensores Produtos de entrada (sem potência) 2003/04 GEEI

Participantes são ligados ao instabus instabus EIB SENSORES Controlador de luminosidade Detector de movimento Botão de pressão ACTUADORES ON/OFF./Dim. ~ Inversor. Dimer Carga 2003/04 GEEI

Capacidade de um Sistema Instabus 15 áreas funcionais x com 12 linhas x com 64 devices ----------------- 11520 dev. 2003/04 GEEI

Exemplo prático de uma estrutura AL Linha 1 Linha 2 Linha 3 Linha 4 Linha principal AL Linha 4 AL Linha 3 AL Linha 2 AL Linha 1 BC Área funcional 1 = Edifício 1 Área funcional 2 = Edifício 2 Linha Vertebral 2003/04 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 2003/04 GEEI