Upravljanje energijom u urbanim pametnim gradovima

Formarse » Besplatni internetski tečajevi » Upravljanje energijom u urbanim pametnim gradovima

La upravljanje energijom u urbanim sredinama To je postao jedan od glavnih izazova s ​​kojima se suočavaju moderni gradovi. Ne radi se samo o plaćanju manjih računa za struju ili plin, već o preispitivanju načina na koji proizvodimo, distribuiramo i trošimo energiju u urbanim područjima kako bi grad mogao nastaviti funkcionirati punim kapacitetom bez izazivanja porasta emisija i onečišćenja.

Danas, koncepti poput pametni gradovi, energetska tranzicija i kvaliteta zraka To više nisu samo popularne riječi: one utječu na urbano planiranje, mobilnost, dizajn zgrada, uličnu rasvjetu, pa čak i na to kako sudjelujemo kao građani. Razumijevanje ove složene slagalice ključno je za donošenje informiranih odluka, kako za vladine agencije tako i za tvrtke i kućanstva.

Upravljanje energijom u urbanim područjima: puno više od uštede električne energije

Kada govorimo o upravljanju energijom u urbanim sredinama, mislimo na skup strategije, tehnologije i odluke koji omogućuju gradu da učinkovito, čisto i u skladu sa stvarnim potrebama koristi energiju. Ne radi se samo o postavljanju LED rasvjete ili solarni paneliTo je koordinacija cijelog urbanog energetskog sustava: proizvodnje, mreža, zgrada, prijevoza i navika građana.

U ovom pristupu, sljedeće zauzima središnje mjesto: energetska učinkovitost i kvaliteta okolišašto izravno utječe na kvalitetu javnog prostora. Grad koji troši manje energije i manje zagađuje zdraviji je grad, s manje buke, boljim zrakom i ugodnijim prostorima za život, rad i kretanje.

Dobro isplanirano upravljanje energijom u urbanim sredinama ima za cilj smanjenje ovisnost o fosilnim gorivima i energiju koja dolazi izvan općine, kladeći se na lokalna proizvodnja obnovljivih izvora energije i putem inteligentnih sustava upravljanja potražnjom. To također podrazumijeva prilagodbu načina planiranja susjedstava, načina projektiranja infrastrukture i načina povezivanja energetskih odluka s drugim urbanim područjima poput mobilnosti i stanovanja.

U mnogim kompaktnim mediteranskim gradovima, poput Barcelone, kombinacija blaga klima i visoka gustoća naseljenosti To nudi priliku: velika, koncentrirana populacija može se opskrbljivati ​​umjerenom potrošnjom energije ako se njome dobro upravlja. Svaki korišteni kilovat-sat raspoređuje se među više ljudi i usluga, što omogućuje optimizirana ulaganja, mreže i tehnologije.

Količina energije koju troši veliki grad je ogromna: govorimo o tisuće gigavat-sati godišnje za javnu rasvjetu, promet, industriju, stanovanje, urede i objekte. Još uvijek mali, ali rastući dio dolazi iz lokalnih obnovljivih izvora poput solarnih ili malih vjetroturbina ili iz korištenja otpadne energije i biomase.

Energija u gradu: količine potrošnje i izazov samodostatnosti

Središnji cilj urbanog energetskog planiranja je smanjenje ovoga vanjska energetska ovisnost i kretati se prema samodostatnosti promicanjem lokalne proizvodnje energije iz mreže. To uključuje povećanje udjela električne energije proizvedene unutar same općine ili njezine neposredne okolice te osiguravanje da sve veći postotak te energije bude iz obnovljivih izvora.

U nekim gradovima već postoji jedan interni kapacitet za proizvodnju električne energije To je značajno i može pokriti veliki dio ukupne potrošnje električne energije. Izazov nije samo održati taj udio, već i transformirati energetski miks tako da udio obnovljivih izvora energije što više raste, a istovremeno smanjiti emisije CO2 i drugih onečišćujućih tvari s lokalnim utjecajem.

Ova promjena u energetskom modelu uključuje preispitivanje načina na koji su mreže dizajnirane, kako su proizvodni pogoni integrirani i kako su organizirane međusobne veze s gradskim područjem. Nadalje, zahtijeva jačanje skladištenjeFleksibilno upravljanje potražnjom i koordinacija između više agenata: uprava, distribucijskih tvrtki, operatora sustava i krajnjih potrošača.

Sve ovo spada u borba protiv klimatskih promjena i u potrebi ispunjavanja međunarodnih ciljeva, poput onih vezanih uz klimatsku neutralnost i obveza koje su gradovi preuzeli u raznim sporazumima i urbanim agendama.

Općinske mjere: od solarnih krovova do mreža grijanja i hlađenja

Lokalna vijeća provode širok raspon mjere uštede energije i lokalna proizvodnja u javnom sektoru. Među najčešćim akcijama je postavljanje solarnih panela na sportske centre, upravne zgrade, socijalne stanove i druge općinske objekte, pri čemu se maksimalno iskorištavaju dostupni krovovi.

Nadalje, sljedeće postaje važno: gradske mreže grijanja i hlađenjaOvi sustavi omogućuju opskrbu više zgrada grijanjem i hlađenjem iz visoko učinkovite centralizirane infrastrukture. Projekti poput Districlima ili Ecoenergies (u području Barcelone) primjeri su kako se otpadna energija, biomasa ili čak geotermalna energija mogu koristiti za grijanje i hlađenje cijelih naselja uz nižu potrošnju i emisije po korisniku.

Paralelno s tim, važno postaje sljedeće: instalacije mini vjetroturbina, autonomna rasvjeta koji se napaja obnovljivim izvorima energije, i inteligentni sustavi upravljanja javnom rasvjetomOve mjere omogućuju drastično smanjenje potrošnje električne energije povezane s rasvjetom ulica, trgova i parkova, bez žrtvovanja sigurnosti ili vizualne kvalitete.

Korištenje biomasa i urbana geotermalna energijakako u javnim zgradama tako i u novim urbanim razvojima. šumska biomasaNa primjer, predstavljen je kao posebno zanimljiv endogeni resurs u regijama s velikim šumskim područjima, jer istovremeno omogućuje smanjenje rizika od požara, poticanje ruralnog gospodarstva i opskrbu gradskih toplinskih mreža.

Ove lokalne energetske politike ne djeluju izolirano, već su povezane s šire strategije urbane regeneracijeObnova susjedstva, sanacija zgrada i poboljšanje javnog prostora, traženje sinergija između energetskih, društvenih i ekonomskih ciljeva.

Obnovljivi potencijal na krovovima i sudjelovanje građana

Jedan od najpodcijenjenijih resursa u gradu je njegov krovovi i krovoviMnoga mjesta razvila su interaktivne karte koje omogućuju svakom stanovniku da provjeri solarni (termalni i fotonaponski) i mini-vjetroelektrane svoje zgrade, procjeni koliko energije bi mogla generirati i isplati li se instalirati panele ili male vjetroturbine.

Ova vrsta alata stavlja građane u središte urbana energetska tranzicijaTo omogućuje udrugama vlasnika kuća, tvrtkama ili pojedincima da samostalno procijene ulaganja u vlastitu potrošnju. Na temelju tih preliminarnih podataka mogu se konzultirati sa stručnjacima kako bi dizajnirali i implementirali sustave koji zadovoljavaju neke od njihovih energetskih potreba.

Uz to, digitalni resursi kao što su virtualni energetski savjetnikOvi alati nude kućanstvima personalizirane informacije o njihovoj potrošnji energije i specifične preporuke za uštedu na temelju karakteristika nekretnine i navika korištenja. Omogućuju korisnicima da identificiraju neučinkovitosti, usporede potrošnju s prethodnim razdobljima i postave ciljeve smanjenja.

Osvješćivanje i osposobljavanje su ključni: informativne kampanje, radionice i platforme za sudjelovanje građana promiču kultura odgovornog korištenja energijegdje svaka osoba razumije kako njihove svakodnevne odluke utječu na cijeli urbani sustav. Bez ovog aktivnog sudjelovanja, čak ni najbolje tehnologije ne mogu ostvariti svoj puni potencijal.

Ova veća istaknutost krajnjeg korisnika odgovara modelima kao što su lokalne energetske zajednice, u kojem susjedi, mala i srednja poduzeća i uprave dijele obnovljive objekte i raspoređuju generirane ekonomske i ekološke koristi, jačajući socijalnu koheziju i otpornost susjedstva.

Pametni gradovi i napredne električne mreže

Takozvani pametni grad nije samo tehnološki izlog, već prostor u kojem se Upravljanje energijom oslanja se na podatke i automatizaciju optimizirati resurse. Tu na scenu stupaju pametne mreže koje omogućuju detaljno praćenje i upravljanje protokom energije između proizvođača, distributera i potrošača.

U tom kontekstu, uloga DSM (Upravljanje potražnjom)Aktivno upravljanje potražnjom prilagođava potrošnju korisnika na temelju cijena energije, dostupnosti obnovljivih izvora energije i zagušenja mreže. To može uključivati ​​preusmjeravanje određenih upotreba na sate izvan vršnih opterećenja, moduliranje grijanja i hlađenja ili uređaja ili prilagodbu punjenja električnih vozila u stvarnom vremenu.

DSM-ove strategije integrirane su u urbane pametne mreže kako bi se postiglo fleksibilniji i manje zahtjevni S infrastrukturom smanjuju vršnu potrošnju i smanjuju rizik od nestanka struje. Istovremeno olakšavaju integraciju lokalnih obnovljivih izvora energije čija je proizvodnja varijabilna, poput energije vjetra ili sunca.

Digitalizaciju električne mreže nadopunjuju SCADA sustavi, IoT platforme, pametna brojila i rješenja za upravljanje zgradama (BMS), koja razmjenjuju informacije u stvarnom vremenu. To olakšava otkrivanje incidenata, optimizaciju protoka, lociranje gubitaka i određivanje prioriteta intervencija održavanja tamo gdje su one zaista potrebne.

Paralelno s tim, urbana mobilnost se transformira uvođenjem električno vozilo i aktivni načini rada (hodanje, biciklizam). Kako bi sustav bio održiv, potiče se javni prijevoz, obnavlja se vozni park privatnih vozila koja najviše zagađuju i implementira se pametna infrastruktura za punjenje koja je u interakciji s mrežom i strategijama DSM-a, uz podršku inteligentni transportni sustavi.

Od pasivne učinkovitosti do pametne energetske učinkovitosti

Gradovi su se dugo vremena odlučivali za tzv. pasivna energetska učinkovitostOve mjere - zamjena rasvjetnih tijela LED rasvjetom, poboljšanje toplinske izolacije, ugradnja timera ili nadogradnja opreme na učinkovitije modele - nužne su i učinkovite, ali imaju jasno ograničenje: ne rješavaju stvarnu upotrebu prostora u bilo kojem trenutku.

Kvalitativni skok dolazi s pametna energetska učinkovitostU ovom scenariju, grad se više ne zadovoljava samo učinkovitom opremom, već se povezuje, prati i autonomno reagira na događaje u stvarnom vremenu. Drugim riječima, upravljanje energijom prestaje biti statično i postaje dinamično i kontekstualno.

Zamislite sustav javne rasvjete koji regulira intenzitet ovisno o broju prisutnih ljudi, dobu dana, aktivnosti u području ili čak određenim događajima. Ili općinska zgrada koja kontrolira samo klimu zauzetih prostorija, prilagođavajući ventilaciju i rasvjetu stvarnoj upotrebi. To je već moguće zahvaljujući tehnologijama poput interneta stvari, umjetne inteligencije i povezivanja infrastrukture s platformama pametnih gradova.

U ovom novom modelu, ključ nije samo u hardveru, već i u mogućnosti automatske analize i donošenja odlukaPodaci sa senzora, brojača i kamera kontinuirano se integriraju i obrađuju kako bi se aktivirala ili deaktivirala oprema, prilagodili radni parametri i odredio prioritet esencijalne potrošnje.

Rezultat je mnogo više reaktivni i optimizirani, koji održava standarde udobnosti, sigurnosti i performansi, ali uz znatno nižu potrošnju energije i povezane niže emisije.

Računalni vid i umjetna inteligencija: vidjeti grad kako bismo uštedjeli energiju

Jedna od tehnologija koja revolucionira upravljanje energijom u urbanim sredinama je umjetni vidGrana umjetne inteligencije koja omogućuje strojevima interpretaciju slika i videozapisa stvarnog svijeta. Kamera tako prestaje biti jednostavan uređaj za snimanje i postaje inteligentni senzor sposoban detektirati prisutnost, kretanje, zauzetost i anomalne situacije.

Za razliku od točkastih senzora koji mjere samo jednu specifičnu varijablu, kamera računalnog vida pokriva velika područja bez potrebe za instaliranjem velikog broja fizičkih uređaja. S jedne točke promatranja mogu se detektirati ljudi, vozila, korištenje prostora, gužve ili dugotrajna neaktivnost.

Velika prednost je što se sve te informacije ne pohranjuju samo, već... Obrađuje u stvarnom vremenu kako bi generirao automatske odlukeNa primjer, ulična rasvjeta može se prigušiti ako se ne detektira prisutnost, kontrola klime u industrijskoj zgradi može se prilagoditi prema popunjenosti ili čak obrasci rada pomoćnih sustava mogu se mijenjati kada je okruženje neaktivno.

Strojni vid integrira se sa SCADA platformama, sustavima upravljanja zgradama, IoT mrežama i urbanim kontrolnim centrima, djelujući kao kontekstualni izvor podataka što obogaćuje donošenje odluka. To je još jedan dio digitalnog ekosustava grada koji pomaže prilagoditi potrošnju promjenjivoj stvarnosti prostora.

Nadalje, ova se tehnologija može relativno lako skalirati: nakon što se implementira osnovna infrastruktura kamere i obrade, moguće je dodati nove funkcionalnosti putem softvera bez umnožavanja hardvera, čime se održava neizravna potrošnja energije i troškovi održavanja pod kontrolom.

Praktična primjena strojnog vida u urbanoj učinkovitosti

Strojni vid se već koristi u stvarni projekti urbanih i industrijskih inovacijaMnogi od njih financirani su unutar europskog okvira, kako bi se poboljšala i sigurnost i operativna učinkovitost, a neizravno, ali odlučno, i energetska učinkovitost.

U lučkim okruženjima, na primjer, razvijena su rješenja koja su sposobna otkrivanje abnormalnog ponašanja ili prijetnji korištenjem pametnih kamera. Pomoću ovih informacija mogu se prilagoditi resursi poput rasvjete, logističkih operacija ili sustava kontrole klime u određenim područjima, usklađujući potrošnju sa stvarnom aktivnošću.

U tvornicama i industrijskim pogonima, projekti ove vrste pomažu u poboljšanju sigurnost na radu i upravljanje u hitnim slučajevimaDetekcijom prisutnosti u rizičnim zonama, neovlaštenog pristupa ili incidenata izbjegavaju se nepotrebne aktivacije sustava za hitne slučajeve, a optimizira se korištenje tehničke opreme, čime se smanjuje njezino habanje i povezana potrošnja energije.

U urbanim okruženjima, računalni vid omogućuje vrlo točno razumijevanje načina korištenja trgova, parkova, prometnih stanica ili parkirališta, otvarajući vrata fino podešenoj regulaciji rasvjeta, ventilacija ili pomoćna opremaTamo gdje se promet znatno smanji, sustav može ući u način rada za uštedu energije bez ugrožavanja sigurnosti.

Tvrtke specijalizirane za rješenja za pametne gradove i umjetni vid godinama pokazuju da Bolje vidjeti omogućuje donošenje boljih odlukai da bolje donošenje odluka rezultira manjom potrošnjom, manjim emisijama i učinkovitijim pružanjem urbanih usluga.

Tehnologije za praćenje i kontrolu energije u urbanim projektima

Osim računalnog vida, upravljanje energijom u urbanim središtima oslanja se na niz sustavi za nadzor i upravljanje Ovi sustavi omogućuju mjerenje, analizu i djelovanje u stvarnom vremenu na potrošnju energije. Temelje se na senzorima, pametnim brojilima i softverskim platformama koje prikupljaju podatke iz zgrada, rasvjetnih mreža, prometnih čvorišta i općinskih objekata.

Ovi sustavi nude značajke kao što su kontinuirano praćenje potrošnjeDetekcija vrhova i anomalnih obrazaca te prediktivna analitika za predviđanje kada i gdje će se pojaviti povećana potražnja. S tim informacijama, javne uprave i tvrtke mogu redefinirati radno vrijeme, preraspodijeliti radno opterećenje i racionalnije odrediti prioritete ulaganja.

Automatizacija temeljena na podacima omogućuje upravljanje rasvjetom, grijanjem i ventilacijom automatski prilagodi potrebama svakog trenutka, bez ovisnosti o krutim rasporedima ili stalnoj intervenciji osoblja za održavanje. Ovo smanjuje rasipanje energije i poboljšava udobnost krajnjih korisnika.

U velikim urbanim projektima, ovi kontrolni sustavi su integrirani u platforme pametnih gradova koji objedinjuju informacije iz više javnih usluga: voda, otpad, promet, sigurnost itd. Na taj se način energija može upravljati u skladu s drugim varijablama, kao što su zauzetost javnog prostora ili kalendar događaja.

Nadalje, napredak se postiže u energetskom certificiranju i dijagnostičkim alatima koji pomažu tehničkim menadžerima da identificiraju prioriteti intervencije procijeniti stvarni utjecaj provedenih mjera, kako u smislu ušteda tako i u smislu smanjenja emisija.

Integracija obnovljivih izvora energije u urbano tkivo

Integracija obnovljiva energija u gradu Ključno je smanjiti ugljični otisak i ovisnost o neodrživim resursima. To uključuje ugradnju fotonaponskih sustava na krovove, nadstrešnice za parkirališta, fasade i druge urbane elemente, kao i ugradnju malih vjetroturbina gdje to uvjeti dopuštaju.

Najnapredniji gradovi već osmišljavaju svoje nove urbane razvoje razmišljajući od samog početka o tome kako iskorištavanje sunca, vjetra i geotermalnih resursa, sam Orijentiraju zgrade kako bi maksimizirali hvatanje solarne energijeProstori su rezervirani za mreže grijanja i hlađenja, a ugrađena su i rješenja za skladištenje kako bi se ublažila varijabilnost obnovljivih izvora.

Prednosti su brojne: dugoročno smanjenje troškova energije za stanovnike i poduzeća, veća otpornost na krize u opskrbi i izravan doprinos ublažavanju klimatskih promjena. smanjiti emisiju CO2Nadalje, lokalna proizvodnja obnovljive energije stvara gospodarske prilike, specijalizirana radna mjesta i nove lance vrijednosti.

Ovaj prijelaz je u skladu s politikama održivi urbani razvoj, koji promiču zelene, kompaktne i dobro povezane gradove, gdje se čista energija kombinira s učinkovitim prometnim mrežama, kvalitetnim javnim prostorima i rješenjima temeljenim na prirodi.

Na regulatornom planu, pionirske uredbe o solarnoj energiji i povoljni regulatorni okviri pokazali su se vrlo moćnim alatima za ubrzanje usvajanja obnovljivih izvora energije, posebno kada su popraćeni financijskom pomoći, tehničkim savjetima i pojednostavljenim administrativnim postupcima.

Teritorijalne strategije i urbane agende za energetsku tranziciju

Upravljanje energijom u urbanim područjima ne može se razumjeti bez strateškog okvira koji pruža Ciljevi održivog razvoja i glavne međunarodne i nacionalne agende. Cilj održivog razvoja 11, posvećen održivim gradovima i zajednicama, naglašava potrebu za postizanjem uključivih, sigurnih, otpornih i održivih urbanih okruženja.

Dokumenti kao što su Nova urbana agenda Inicijative Ujedinjenih naroda i Španjolska urbana agenda prevode ta načela u konkretne smjernice djelovanja, u kojima energetska održivost igra središnju ulogu. Prijelaz na ugljično neutralni model predstavljen je kao bitan uvjet za borbu protiv klimatskih promjena i održavanje nastanjivosti gradova u srednjoročnom i dugoročnom razdoblju.

U regijama s urbanim sustavom koji se sastoji od srednjih i malih gradova okruženih velikim ruralnim okruženjem, kao što je slučaj u Kastilji i Leónu, strategije energetske tranzicije moraju prilagoditi se teritorijalnim posebnostimaOvdje endogeni resursi, poput šumske biomase, postaju posebno važni, omogućujući povezivanje revitalizacije ruralnih područja s dekarbonizacijom urbanih područja.

Dokumenti i projekti kao što su strategije energetske učinkovitosti, planovi urbane obnove ili europske inicijative poput INTENSSS-PA i 2ISECAP, usmjerene na razvoj održivih toplinskih mreža, poboljšanje akcijskih planova za klimu i energiju te promicanje integriranih pristupa energetskom planiranju i upravljanju.

Cilj ovih strategija je ponuditi jasne smjernice za općineCilj je prikupiti najbolje prakse, procijeniti trenutnu situaciju i predložiti održive putove za ubrzanje transformacije. To potiče suradničko upravljanje koje uključuje regionalne uprave, općine, sveučilišta, poduzeća i građane.

Održiva mobilnost i njezin utjecaj na potrošnju energije u urbanim područjima

Način na koji se krećemo gradom izravno utječe na potražnja za energijom i kvaliteta zrakaModel temeljen gotovo isključivo na privatnom motornom vozilu pokazao se neodrživim, kako u smislu emisija, tako i u smislu prometnih gužvi, buke i zauzimanja javnog prostora.

Najambiciozniji planovi imaju za cilj značajno povećati korištenje javni prijevoz i aktivni načini prijevoza (hodanje, biciklizam, skuteri) u nadolazećim godinama. Kako bi se to postiglo, prioritet se daje ulaganjima u mreže metroa, tramvaja i autobusa velikog kapaciteta, stvaraju se sigurne biciklističke staze i preoblikuju ulice kako bi se pružilo više prostora pješacima i nemotoriziranom prijevozu.

Istovremeno se promovira sljedeće: obnova voznog parkaTo uključuje promicanje povlačenja starijih vozila koja više zagađuju okoliš te podršku uvođenju električnih vozila i drugih tehnologija s niskim emisijama. Ova obnova mora biti povezana s planiranjem mreže za punjenje i njezinom integracijom sa strategijama pametne mreže i digitalnog upravljanja emisijama (DSM).

Održiva mobilnost ne samo da smanjuje potrošnju fosilnih goriva, već i poboljšava javno zdravlje i urbana udobnostManje motoriziranog prometa znači manje buke, veću sigurnost na cestama i ugodnije javne prostore, što doprinosi ugodnijem životu u gradu koji je u skladu s njegovim klimatskim ciljevima.

U mnogim slučajevima, mjere mobilnosti povezane su s niskoemisijskim zonama, preuređenjem pješačkih zona i preuređenjem cesta, što pokazuje da upravljanje energijom u urbanim područjima i urbanizam prilagođen pješacima idu ruku pod ruku u potrazi za uravnoteženim modelom grada.

Upravljanje energijom u urbanim područjima može se shvatiti kao veliki mehanizam u kojem tehnologija, planiranje, javna politika i sudjelovanje građana Koordiniraju se kako bi učinkovitije koristili energiju i smanjili utjecaj na okoliš bez žrtvovanja kvalitete života. Od solarnih krovova do mreža daljinskog grijanja, od pametnih mreža s DSM-om do računalnog vida, uključujući urbane agende i održivu mobilnost, svaki dio doprinosi izgradnji otpornijih, učinkovitijih i ugodnijih gradova.