Kutatásban részt vevő háztartás

Kutatásban részt vevő háztartás

Ismerkedjen meg Peterrel, Bécs „Aspern Seestadt” városrészének egyik lakójával, aki lakásával részt vesz a városi energiafelhasználás jövőjét vizsgáló, jövőbemutató kutatási projektben. Tudjon meg többet Európa leginnovatívabb és legfenntarthatóbb energiahatékonysági projektjéről.

Amikor Peter kilép a lakásából, megnyomja a bejárati ajtó mellett elhelyezett ECO gombot. A kapcsoló leállítja a Wifit, és leválasztja a vízforraló, a kávéfőző és a TV dugaszolóaljzatait a hálózatról. Az időkapcsolós vagy digitális órával rendelkező készülékek saját dugaszolóaljzattal rendelkeznek, melyek mindig kapnak tápellátást. Az okostelefonjára letöltött energia-applikációval Peter már akkor be tudja kapcsolni a padlófűtést, amikor még a metrón ül. A világítást és a szellőzést is működtetheti manuálisan vagy az applikáción keresztül. Az 50 négyzetméteres lakásra már előre be van állítva, hogy lakója hétfőnként otthon dolgozik, csütörtökönként pedig munka után még elmegy az edzőterembe. A táblagépre és okostelefonra letölthető energia-app folyamatosan mutatja a lakótér hőmérsékletét és levegőminőségét, valamint az aktuális melegvíz-, fűtési hő- és villamosenergia-fogyasztást. A jobb áttekinthetőség érdekében havi és éves statisztika áll rendelkezésre. Peter minden egyes készülék fogyasztását látja, és átgondolhatja, hogy megéri-e neki egy energiatakarékosabb hűtőgép vagy hatékonyabb mosógép beszerzése. Az applikáció tippeket ad az energiamegtakarításhoz, de nem erőltet semmit. Nagyobb időráfordítás nélkül ellenőrzi és optimalizálja az energiafogyasztást.

Peter nem egy okosváros kitalált lakója, hanem igazi hús-vér ember. Négy éve lakik egy önálló hőenergiaellátással rendelkező lakóépületben, Bécs Aspern Seestadtban. 111 okos felhasználó egyikeként vesz részt a Siemens és a helyi energiaszolgáltató, a Wien Energie, valamint a hálózatüzemeltető Wiener Netze közös, élőadatos demonstrációs projektjében. Nem ez volt azonban az oka annak, hogy ideköltözött. Egyszerűen szívesen lakik a város peremén, zöldövezetben, új építésű környezetben: „Szeretek takarékosan bánni az árammal és érdekelnek az energetikai témák. Ezért jelentkeztem önkéntesként erre a terepi kísérletre” – meséli. A hétköznapokban Peter semmit sem érzékel abból, hogy egy kutatás része. Élvezi, hogy okos felhasználóként az elsők között kap tájékoztatást új lehetőségekről, vagy úttörőként próbálhat ki dolgokat, mint például a padlóhűtést 2020-tól.

Az okos város négy alappillére

A jövő városának csak egyik alappillére az okos felhasználó. A három további alkotja azokat az intelligens rendszereket, amelyek Petert körülveszik: egyrészt az okos épület, amelyben lakik. Másrészt a smart grid, ami energiával látja el. Harmadrészt pedig az okos információs és kommunikációs technológia (IKT), ami lehetővé teszi, hogy az összes rendszer, a hőszivattyúk, a napelemes rendszerek és épületoptimalizálási rendszerek egymással, de Peterrel is kommunikáljanak.

Bár mi most már névről ismerjük Petert, az okos felhasználót, a kutatási projekt szempontjából továbbra is anonim marad: az okos mérő és az okos applikáció segítségével adatokat szolgáltat a belső tér klímájával és az energiafogyasztással kapcsolatban. Peter már egy olyan okos épületben lakik, amely hőt és áramot tud termelni és tárolni. Az optimalizált és automatizált vezérlő és szabályozó mechanizmusok feladata, hogy az okos épületekben felfogják és kiegyensúlyozzák a hő és a villamos energia iránti igényt és kínálatot. A tárolási és időben eltolt rendelkezésre bocsátási kapacitások nagyobb rugalmasságot eredményeznek, ami az energiapiacokon vagy az okos hálózatok stabilizálásra használható.

Az okos hálózat optimalizálja saját magát és olyan jövőbeli kihívásokkal szemben is stabil marad, mint a mobilitás egyre nagyobb mértékű villamosítása, a hőtermelés és épületvezérlés, az olyan megújuló energiaforrások, mint a nap- és a szélenergia ingadozó rendelkezésre állása, az időjárási viszonyoktól, az életviteltől és e-mobilitástól függően eltérő fogyasztások, valamint az egyre nagyobb mértékű decentralizáció. A villamos energiát már nem csak erőművekben állítják elő, hanem napelemes rendszerekkel vagy lakóépületek tetejére elhelyezett szélturbinákkal is. A villamos energiát a jövőben tárolni is elosztva fogják: iskolákban, lakóépületekben vagy bevásárlóközpontokban.

A résztvevő adatfolyamok, rendszerek, szabványok és folyamatok összehangolásához okos információs és kommunikációs technológiákra van szükség. Az okos IKT átszövi és körülveszi a három másik területet. Az egyes helyzetekből adódó feladatoktól függően univerzális fordítóként, vezérlőközpontként, adatbázisként, karnagyként, lázmérőként vagy markotányosként is szolgálhat. Úgy hangzik, mint a jövő zenéje, amit éppen most komponálnak, írnak le és próbálnak sikeresen.

A Bécs bővítési övezetében található Aspernben 2013 óra konkrétan fejlesztik és tesztelik, hogy milyen messze lehet jutni az energiahatékonysággal, és milyen megoldások a célravezetők. Az egyre növekvő városok infrastruktúrájának kiépítését, illetve a hálózatok és épületek bővítését jól át kell gondolni. Végül 2028-ig 240 hektárnyi volt reptéri területet akarnak infrastruktúrával ellátni, hogy ott 20.000 embernek biztosítsanak életteret és munkakörnyezetet. Az új városnegyed felépítésével párhuzamosan 2013-ban létrehozták az „Aspern Smart City Research“ (ASCR) kutatócsoportot is. 2018 végén zárult le a sikeres együttműködés első szakasza, és megállapodtak a közös munka 2019 és 2023 közötti időszakra való meghosszabbításában és költségvetésében. A projektben a Siemens mint technológiai partner mellett még a Bécsi Gazdasági Ügynökség, a Wiener Netze hálózatüzemeltető, a Wien Energie áramszolgáltató és a városnegyed fejlesztőtársasága, a Wien 3420 Aspern Development AG vesz részt. 

Adattenger Seestadtban

Az első fázisban a 213 lakásos, saját hőellátással rendelkező lakóházat, amelyben Peter is lakik, egy szintén autonóm hőellátású, óvodából és általános iskolából álló oktatási kampuszt és egy 300 férőhelyes kollégiumot kötöttek hálózatba és vizsgáltak. Peter adatárama, csakúgy, mint a többi okos felhasználó, valamint az épület számtalan érzékelőjének, a műszaki rendszereknek, a közvetlen környezetnek és a környező villamos hálózatnak az adatai egy adattengerré folynak össze, melyet az Aspern Smart City Research kiértékel. Az okos felhasználók is elsősorban kényelmesen szeretnének élni. A motivációjuktól és a lehetőségektől függően eközben még energiát és költségeket is megtakaríthatnak. Az ASCR közös célja pedig az, hogy egy teljes városrészben optimalizálja az energia termelését, elosztását, tárolását és fogyasztását. 

Az okos épületekben a fűtést, hűtést, szellőztetést, világítást, a beléptető és biztonsági rendszereket, hőszivattyúkat, napkollektorokat, napelemeket, akkumulátorokat és az e-mobilitást együtt vizsgálták. Az adatközpontot tehát valami olyasminek képzelhetjük el, mint egy ENSZ ülést tolmácsok nélkül. A Siemens célja az volt, hogy ne kelljen az épületek nyelvét, a hálózat nyelvét, a lakók fogyasztási szokásait és a műszaki szabványokat egységesíteni, hanem prototípus jelleggel fordítókat fejlesszenek. Cél volt még az univerzálisan alkalmazható megoldások nemzetközi piaci engedélyezésre való előkészítése, ami sikerült is. 

A közös munka során megoldásokat fejlesztettek az intelligens épületekhez és a hálózati infrastruktúra jövőbeli kiépítéséhez. Most már léteznek olyan alkalmazások, melyek felügyelik az aktuális hálózati terhelést, segítik a hálózat hatékonyabb használatát és automatikusan felismerik, hogy a különböző érzékelők hogyan kapcsolódnak össze a hálózatban, legyen szó Powerline kommunikációról, optikai szálról vagy rádiós adatátvitelről. Emellett sokat sikerült megtudni a mérési intervallumokról és az érzékelők optimális összeállításáról is.

A Building Energy Management System (BEMS) automatizáltan optimalizálja az épület energiafogyasztását, ami bizonyíthatóan csökkenti a CO2-kibocsátást és az energiaköltségeket. Egy okos szoftver felismeri az adattengerben, hogy milyen utakon halad a villamos energia a kisfeszültségű hálózatban. Ilyen információkkal hatékonyabban lehet menedzselni a jövő villamos hálózatát, és fel lehet készíteni azt a megújuló energiaforrásokra, az otthoni akkumulátoros energiatárolókra vagy az elektromobilitásra.

Az ASCR együttműködés második fázisában a kiértékelés egy olyan irodaházzal bővül, mely rendelkezik digitális ikerrel, azaz egy gépek által olvasható, digitális épületadat-tárhellyel, ami térbeli, időbeli és műszaki információkat tartalmaz a tervezéstől az üzemeltetésig (lásd a 35. oldalt). A 2023-ig tartó kutatás célja, hogy tovább minimalizálja az épület és a hálózati infrastruktúra üzemi költségeit, például az előrelátó karbantartás segítségével. A digitális ikerből származó épületadatok egy olyan fordítókorongot hivatottak alkotni, ami összekapcsolja egymással az adatokat, a felhasználókat és a speciális alkalmazásokat. Az erre épülő megoldásoknak lehetőség szerint saját magukat kell konfigurálniuk és könnyen kezelhetőnek kell lenniük. A projekt az épületek hűtésének egyre fontosabbá váló témájával is foglalkozni fog. Az ASCR csapat a növekvő e-mobilitást és annak töltőinfrastruktúráját szeretné hatékonyan az elosztóhálózatba integrálni, és új, adatokra épülő energiapiaci modellekhez szeretne kapcsolódni. Az akkumulátorok vezérelt töltése és kisütése esetén ezek a potenciálok kihasználhatók a villamos energiával való kereskedelemben, amivel pénzt lehet megtakarítani vagy akár keresni.

Peter, mint okos felhasználó a jövőben is kényelmesen fog élni, és el fogja kerülni a szükségtelen készenléti üzemmódokat. A jövőben egy elektromos járműmegosztó modellben is szívesen részt venne. Az épületben ugyanis van egy elektromos töltőállomás, és a garázs jól hasznosított hulladékhője hozzájárul az épület hőmérlegéhez. Az utolsó lakógyűlésen megkérdezték azt is, hogy néhány lakó összefogna-e, hogy több villamos energiát termeljenek a tetőn. Peternek talán az is tetszeni fog majd, ha a közösen üzemeltetett napelemes rendszerrel termelt többletáramot a legjobb áron táplálhatja vissza a villamos hálózatba.