Συντάχθηκε 25-08-2014 13:05
από Esthir Gelasaki
Email συντάκτη: egelasaki<στο>tuc.gr
Ενημερώθηκε:
-
Ιδιότητα: υπάλληλος.
ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΚΡΗΤΗΣ
Σχολή Ηλεκτρονικών Μηχανικών & Μηχανικών Υπολογιστών
ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ
Δημητρίου Κ. Αλεξόπουλου
με θέμα
“ Συστήματα παρακολούθησης και καταγραφής ενέργειας για την ενεργειακή διαχείριση κτηρίων και εξαγωγή καμπυλών εκτίμησης κατανάλωσης.”
“Energy monitoring for Building Energy Management and typical power curve extraction”
Τετάρτη 27 Αυγούστου 2014, 10:00 π.μ.
Αίθουσα 145Π58, Κτίριο Επιστημών Πολυτεχνειούπολη
Εξεταστική Επιτροπή
Καθηγητής Κωνσταντίνος Καλαϊτζάκης (επιβλέπων)
Καθηγητής Σταυρακάκης Γεώργιος
Διδάσκων Π.Δ. 407/80 Αντώνιος Τσικαλάκης
Περίληψη
Tα προηγμένα μετρητικά συστήματα συμβάλλουν στην αποτελεσματικότερη κατανόηση της κατανάλωσης ενέργειας σε μία κτηριακή εγκατάσταση και κατά συνέπεια στην ανάπτυξη των κατάλληλων στρατηγικών διαχείρισης ενέργειας σε αυτήν. Η χρήση των συστημάτων αυτών, είναι απαραίτητη τόσο στη συμμετοχή στην αγορά ηλεκτρικής ενέργειας, όσο και στην εξοικονόμηση χρηματικών πόρων, από τον περιορισμό της αλόγιστης σπατάλης της.
Οι κτηριακές εγκαταστάσεις έχουν αυξήσει σημαντικά τις καταναλώσεις ενέργειας ώστε να αντιπροσωπεύουν το 40% της ενεργειακής κατανάλωσης στην Ευρωπαϊκή Ένωση. Πολλές κτιριακές εγκαταστάσεις τόσο στην Ελλάδα όσο και στο εξωτερικό, προσπαθούν να μειώσουν την κατανάλωση ενέργειας. Αρκετά πανεπιστημιακά ιδρύματα, όπως και το Πολυτεχνείο Κρήτης, έχουν εστιάσει τις προσπάθειές τους στην πληρέστερη καταγραφή των καταναλώσεων τους, ώστε να εντοπιστούν πιθανά σημεία παρεμβάσεων εξοικονόμησης ενέργειας.
Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η περαιτέρω κατανόηση της ενεργειακής κατανάλωσης του κτηρίου Επιστημών, που βρίσκεται στην Πολυτεχνειούπολη. Ως ενδιάμεσο στόχο για την επίτευξη του σκοπού αυτού, θέσαμε την υλοποίηση ενός συστήματος καταγραφής των καταναλώσεων του Μετασχηματιστή (Μ/Σ 2), του κτηρίου Επιστημών. Αυτό προϋποθέτει την κατανόηση των μετρητικών οργάνων και των πρωτοκόλλων επικοινωνίας που χρησιμοποιεί ο μετρητής τύπου ZEPTO 96 του μετασχηματιστή.
Αφού υλοποιήθηκε αλγόριθμος ανάγνωσης και καταγραφής δεδομένων, τα δεδομένα που συλλέχθησαν επεξεργάστηκαν προκειμένου να εξαχθούν συμπεράσματα για την κατανάλωση ενεργού και άεργου ισχύος την εξαγωγή τυπικών καμπύλων κατανάλωσης ισχύος για καθημερινές μέρες, Σάββατα και Κυριακές ανάλογα με τον πληθυσμό του κτιρίου, την περίοδο λειτουργίας, τη θερμοκρασία και τις καιρικές συνθήκες. Παρουσιάστηκαν επίσης στοιχεία για τη ζήτηση ανά φάση και τη συμπεριφορά τάσης και ρεύματος. Επιχειρήθηκε επίσης κατανομή της ζήτησης του συγκεκριμένου Μ/Σ σε τελικές χρήσεις.
Τα δεδομένα ενεργού ισχύος από τον Μ/Σ 2 συσχετίστηκαν τόσο με μετρήσεις ισχύος των κλιματιστικών VRV, όσο και μετρήσεις ισχύος της Πολυτεχνειούπολης από το μετρητικό σύστημα του ΔΕΔΔΗΕ. Έτσι μπορούν να εξαχθούν συμπεράσματα για τις παραμέτρους που επηρεάζουν τη ζήτηση (ενεργειακή και αιχμή) όλης της Πολυτεχνειούπολης. Το γεγονός αυτό αποκτά μεγαλύτερη αξία καθώς ο συγκεκριμένος Μ/Σ αποτελεί περίπου το 15% της κατανάλωσης της Πολυτεχνειούπολης, ενώ η Πολυτεχνειούπολη αποτελεί το 0.88% της ενεργειακής κατανάλωσης της περιοχής εξυπηρέτησης του Υ/Σ Χανίων με σημαντική συμβολή στη μεσημεριανή αιχμή του Υ/Σ ειδικά σε περιόδους χαμηλών ή υψηλών θερμοκρασιών.
Τέλος παρουσιάστηκαν κάποιες προτάσεις προς διερεύνηση για την εξοικονόμηση ενέργειας στην Πολυτεχνειούπολη που όχι μόνο θα συμβάλλουν στη μείωση του ενεργειακού κόστους αλλά θα ανακουφίσουν την κορεσμένη δικτυακά περιοχή της χερσονήσου του Ακρωτηρίου.
Abstract
Advanced monitoring systems contribute to improved understanding of the energy consumption in a building installation and consequently to the development of appropriate energy management strategies. Use of such systems, is necessary both in the electricity market, and saving money by reducing the irrational waste of energy.
The building sector accounts for the 40% of the demand in European Union. In many building both in Greece and abroad, energy consumption reduction is sought. Several universities, like Technical University of Crete, have focused on monitoring and recording their consumption, in order to identify possible points of intervention to save energy.
The purpose of this thesis is to further clarify the energy consumption of the Science building also hosting our department. As an intermediate step to achieve this goal, a system for recording consumption of transformer number 2, at Science building was implemented. This requires an understanding of measuring instruments and communication protocols used by metering ZEPTO 96 of the transformer.
A software tool for retrieving data from the energy meter was developed and data were collected regarding power per phase (active and reactive), current and voltage measurements at very frequent intervals. The collected data were further analyzed in order not only to obtain concrete information on active and reactive power per phase but also to extract typical load curves for weekdays, Saturdays and Sundays linked with the occupancy of the building, the season, the temperature and weather conditions. Some conclusions on voltage and current were also drawn. Finally, a preliminary distribution of the transformer demand to building’s end uses was made.
The active power data from transformer 2 were correlated to both power measurements of VRV air-conditioning, and measurements of the whole campus as derived from the metering system of the HEDNO. Thus, conclusions about the parameters affecting the consumption (energy and peak of power) of the campus can be drawn. This is even more valuable noticing that the consumption of the specific transformer is about 15% of the campus’s consumption and the campus’s consumption is about 0.88% of the energy consumption of the service area of the Substation Chania.
Finally, some proposals about saving energy in the campus we presented, which will not only contribute to reduction of energy cost of TUC but also will alleviate the congested distribution grid of the Akrotiri peninsula.
