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Aug 23, 2023

Mit PoE den Weg zur Nachhaltigkeit ebnen

Nach Angaben des US-Energieministeriums sind Gewerbebauten dafür verantwortlich

Nach Angaben des US-Energieministeriums sind Gewerbegebäude für rund 18 Prozent des gesamten Energieverbrauchs in diesem Land verantwortlich. Die Reduzierung des Energieverbrauchs von Gebäude zu Gebäude könnte also große Auswirkungen haben.

Es ist davon auszugehen, dass ein großer Teil dieser Energie unnötig verschwendet wird. Während des Pandemie-Stillstands war beispielsweise die Reduzierung des Energieverbrauchs in Gewerbegebäuden in New York City deutlich geringer als der Rückgang der Belegung dieser Gebäude.

Diese Tatsache bestätigt meine Meinung, dass eine intelligente Steuerung von Gebäudesystemen einen großen Beitrag zur Verbesserung der Energieeffizienz leisten könnte.

Um die Möglichkeiten zu prüfen, habe ich mit Akram Khalis, CTO von MHT Lighting, Inc., Staten Island, NY, über ihr Lichtsteuerungssystem gesprochen, das auf Power over Ethernet (PoE) basiert. Das Besondere an einem PoE-Netzwerk ist, dass Sie mit einem einzigen Niederspannungskabel die Beleuchtung mit Strom versorgen, steuern und detaillierte Informationen über Nutzungsmuster sammeln können. Und Sie können es auch zur Koordinierung mit anderen Gebäudesystemen wie HVAC und elektrischen Fensterabdeckungen verwenden.

PoE ermöglicht die Bereitstellung von Daten und Strom über ein einzelnes Twisted-Pair-Ethernet-Kabel. Sensoren, Kameras und Zugangspunkte nutzen schon seit einiger Zeit PoE-Strom, die Beleuchtung wurde jedoch weitgehend vernachlässigt. Durch die Umstellung auf stromsparende LEDs für die Allgemeinbeleuchtung ist es jedoch sinnvoll geworden, PoE als Stromquelle für die Beleuchtung zu nutzen.

Mit der Beleuchtung verfügen Sie bereits über eine Vernetzung im gesamten Gebäude. Wenn die Beleuchtung also über PoE mit Strom versorgt wird, können Sie den Beleuchtungskörpern Sensoren hinzufügen und ein äußerst detailliertes und detailliertes Bild des Wohngebäudes erfassen. Durch den Export der Daten dieser Sensoren über Ethernet können Sie Informationen wie Durchschnittstemperatur, durchschnittliche Luftfeuchtigkeit, durchschnittliche Lichtstärke pro Bereich und Raumbelegungsraten sammeln.

„Ich kann keinen Zugangspunkt finden, der nicht PoE ist, aber wir achten nie auf die sehr dichte Ausrüstung im Gebäude, also auf die Beleuchtung – sie ist in jedem Büro, in jedem Raum, auf jedem Quadratmeter. Das ist die Art und Weise.“ um das Gebäude zu beleuchten“, sagte Khalis.

Das MHT-System kann bis zu 90 Watt liefern, wovon der größte Teil die LEDs versorgen kann – typischerweise 10 Watt pro Lampe. Der verbleibende Strom kann für Sensoren genutzt werden. Und hier zeigt sich der Nutzen von PoE-Beleuchtungssystemen.

Es gibt im Wesentlichen zwei Möglichkeiten, wie ein automatisiertes Gebäudesystem den Energieverbrauch senken kann:

Verschiedene Systeme können koordiniert werden, um den Energieverbrauch automatisch zu reduzieren, beispielsweise Beleuchtung und Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechnik.

Verteilte Sensoren können Informationen über die Gebäudebedingungen sammeln und über ein Dashboard Berichte über kWh im Zeitverlauf erstellen, wenn sich die Bedingungen ändern. Dies kann wichtige Informationen darüber liefern, was zu einem erhöhten Energieverbrauch beiträgt.

Mit der Inspextor®-Softwareplattform von MHT können Sie koordinierte Maßnahmen planen, um den Energieverbrauch eines Gebäudes zu senken. Die Plattform kann den kWh-Verbrauch verfolgen und diesen mit Ereignissen im Gebäude korrelieren, beispielsweise welche Räume zu bestimmten Zeiten belegt sind. So könnten beispielsweise Besprechungen verschoben werden, um den Spitzenenergiebedarf zu reduzieren.

Die KI-Engine von MHT kann Rohdaten in aussagekräftige Informationen umwandeln und diese über einen Dashboard-Berichtsmechanismus an einen Menschen zurücksenden.

Sie können die Plattform nutzen, um Ziele für Energieeinsparungen festzulegen und Sie dann bei deren Umsetzung anzuleiten, anstatt rückwärts zu arbeiten, indem Sie das Licht ausschalten und die Klimaanlage herunterdrehen, um deren Auswirkungen zu messen.

Mit Inspextor können Sie Ihr Ziel vordefinieren, beispielsweise den Verbrauch um 5–10 % senken, dieses Ziel speichern und mit der Dashboard-Funktion sehen, wie sich die Zahlen statistisch ändern.

Das Dashboard kann den tatsächlichen Verbrauch anzeigen; Stellen Sie sich vor, was sich im Laufe der Zeit auf den Konsum auswirken würde, wenn Sie nichts unternehmen würden. und was durch Befolgen eines vorgeschlagenen Plans erreicht werden könnte.

Die Informationen können auf zwei verschiedene Arten genutzt werden.

Ein Gebäudemanager kann Einblicke in die Raumnutzung und die Spitzenbelegung über Tage, Wochen, Monate und Jahre hinweg gewinnen und dann die in der Plattform programmierten Beleuchtungsrichtlinien sowie Richtlinien für andere Gebäudesysteme anpassen. Ein zusätzlicher Vorteil besteht darin, dass die Richtlinien auch zur Verbesserung des Arbeitsumfelds der Mitarbeiter genutzt werden können.

Die künstliche Intelligenz kann Gewohnheiten und häufige Abläufe im Gebäude erlernen und selbstständig kleine, schrittweise Anpassungen vornehmen. Es kann Muster erkennen und die Lichtleistung basierend auf Belegungsprognosen oder Messungen des Umgebungslichtniveaus anpassen.

An der Beleuchtung angebrachte Sensoren können erkennen, ob ein Konferenzraum besetzt ist – und mit einem thermischen Präsenzsensor in jeder Ecke des Raums kann er sogar anonym die Anzahl der Bewohner ermitteln.

Wenn der Raum nicht belegt ist, besteht die naheliegendste Maßnahme darin, das Licht auszuschalten.

Wenn der Raum nicht belegt ist, können diese Informationen vernetzte motorisierte Fensterjalousien anweisen, den Raum abzudunkeln, um die Belastung des HVAC-Systems zu reduzieren.

Mit zusätzlichen Lichtstärkesensoren können die LEDs automatisch von 100 Prozent bis auf ein Prozent gedimmt werden, um das Umgebungstageslicht zu nutzen und gleichzeitig ein konstantes Lichtniveau im Raum aufrechtzuerhalten – Tageslichtnutzung.

Die Klimaanlage kann je nach Anzahl der Bewohner angepasst werden.

Es ist sicherlich machbar und äußerst sinnvoll, ein PoE-Netzwerk auf Basis der Lichtsteuerung aufzubauen, wenn Sie ein neues Gebäude errichten.

Dies ist auch dann sinnvoll, wenn Sie eine tiefgreifende Sanierung durchführen, bei der Sie Gebäudesysteme erneuern und ersetzen, um den Energieverbrauch zu senken.

Wenn Sie Eigentümer eines neuen Gebäudes sind, sollten Sie darauf achten, das Gebäude zukunftssicher zu machen. Sie werden für mindestens 10-12 Jahre an die Systeme gebunden sein, die Sie jetzt installieren.

Es gibt einige wirklich gute Gründe, PoE-Beleuchtungssysteme zu installieren.

Es reduziert den Zeit- und Kostenaufwand für die Installation von Stromkabeln. Für die Installation von Netzwerkkabeln ist kein qualifizierter Elektriker erforderlich, und sie können überall verlegt werden.

Ohne an eine Steckdose angeschlossen zu sein, können Geräte wie IP-Kameras und drahtlose Zugangspunkte dort aufgestellt werden, wo sie am meisten benötigt werden, und bei Bedarf problemlos neu positioniert werden.

Die PoE-Bereitstellung ist intelligent und darauf ausgelegt, Netzwerkgeräte vor Überlastung, Unterversorgung oder falscher Installation zu schützen.

PoE-Strom kommt von einer zentralen und universell kompatiblen Quelle und nicht von einer Ansammlung verteilter Wandadapter. Es kann durch eine unterbrechungsfreie Stromversorgung gesichert oder so gesteuert werden, dass Geräte einfach deaktiviert oder zurückgesetzt werden können.

Die Verfügbarkeit von Strom im Netzwerk bedeutet, dass die Installation und Verteilung von Netzwerkverbindungen einfach und effektiv ist.

Sobald das Netzwerk eingerichtet ist, ist es relativ einfach, neue Systeme hinzuzufügen – um zukünftige Technologien zu integrieren, die verfügbar werden.

Der Einsatz von PoE erleichtert die Teilnahme an DR-Programmen (Utility Demand Response).

Wir sehen immer mehr Gesetze und staatliche Vorschriften, die auf die Reduzierung des Energieverbrauchs in Gebäuden abzielen. Beispielsweise würde das New York City Local Law 97 Gebäudeeigentümer aufgrund des Profils des Gebäudes bestrafen. Es charakterisiert jedes Gebäude anhand seiner Größe und seines Verwendungszwecks und ermöglicht es ihm, eine bestimmte Energiemenge zu verbrauchen. „Ich würde sagen, dass über 80 % der Gebäude in New York nicht in diesem Profil liegen, was bedeutet, dass sie bestraft werden, oder dass sie bestraft werden, wenn sie keine Entscheidung treffen“, sagte Khalis. „Ich denke, das ist jetzt ein sehr großer Treiber. Die Kunden sehen hohe Bußgelder vor sich.“

Es gibt tatsächlich mehr als ein Endergebnis.

In erster Linie zahlt sich dies durch einen geringeren Energieverbrauch aus – etwas, das wir auf globaler Ebene brauchen.

Für den Gebäudeeigentümer bedeutet weniger Energie niedrigere Stromrechnungen.

Eine verbesserte Arbeitsumgebung, die zu einer höheren Produktivität führt.

Die geringeren Kosten der Niederspannungsverkabelung im Vergleich zu Standard-Wechselstromverkabelungen und -vorrichtungen.

Vereinfachte Installation zukünftiger Technologien.

Vermeiden Sie Bußgelder und qualifizieren Sie sich für staatliche Anreize.

Dieser Artikel wurde von Ed Brown, Herausgeber von Sensor Technology, verfasst. Weitere Informationen finden Sie hier.

Dieser Artikel erschien erstmals in der Februarausgabe 2023 des Sensor Technology Magazine.

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