Na rynku systemów zarządzania energią coraz częściej pojawia się hasło „AI”. Producenci i dostawcy EMS chętnie mówią o sztucznej inteligencji, inteligentnym sterowaniu i autonomicznej optymalizacji. W praktyce jednak w większości takich rozwiązań nie ma żadnego AI w rozumieniu zaawansowanych modeli sztucznej inteligencji. Są algorytmy. I nie ma w tym nic złego.
Dobry EMS nie musi udawać sztucznej inteligencji. Dobry EMS musi dobrze liczyć.
Pracując z różnymi falownikami hybrydowymi, widzę wyraźnie, że skuteczność systemu zarządzania energią zależy przede wszystkim od jakości danych wejściowych oraz od tego, jak dobrze algorytm potrafi wykorzystać te dane do optymalizacji pracy magazynu energii, fotowoltaiki i odbiorników. Główna zasada jest prosta: EMS jest tak dobry, jak dane dobrane do optymalizacji.
EMS to nie magia. To matematyka.
W praktyce EMS wykonuje kilka podstawowych zadań. Prognozuje produkcję energii z instalacji PV, przewiduje zużycie obiektu, analizuje koszty zakupu i sprzedaży energii, a następnie wyznacza optymalny plan pracy magazynu energii w ciągu dnia.
Algorytm odpowiada na pytania: kiedy ładować baterię, kiedy ją rozładowywać, kiedy zwiększać autokonsumpcję, kiedy ograniczać pobór z sieci, a kiedy sprzedaż energii może być bardziej opłacalna.
To nie jest magia i najczęściej nie jest to sztuczna inteligencja. To modele predykcyjne, reguły decyzyjne, optymalizacja matematyczna i analiza zmiennych. Im lepsze dane wejściowe, tym lepsza decyzja wyjściowa.
Jeżeli dane są złe, niepełne albo niedopasowane do lokalnego rynku, nawet najlepiej brzmiący „AI EMS” będzie podejmował przeciętne decyzje.
Falownik wykonuje, EMS decyduje.
Falowniki hybrydowe są coraz bardziej zaawansowane. Obsługują magazyny energii, instalacje PV, backup, eksport do sieci i różne tryby pracy. Ale sam falownik zwykle działa według prostych scenariuszy: autokonsumpcja, ładowanie baterii, rozładowanie, ograniczenie eksportu.
EMS powinien działać poziom wyżej. Nie tylko reagować na aktualny stan systemu, ale planować jego pracę z wyprzedzeniem.
Dobry EMS nie pyta wyłącznie: „co zrobić z energią teraz?”. Pyta raczej: „co zrobić z energią teraz, wiedząc, jakie będą ceny, zużycie, produkcja i pogoda w kolejnych godzinach?”.
Lokalne taryfy zmieniają wszystko
Do prawidłowej pracy EMS konieczne są dane z lokalnego rynku energii. Pierwszym elementem są taryfy dystrybucyjne. Koszt poboru energii z sieci to nie tylko cena samej energii czynnej. Znaczenie mają również opłaty dystrybucyjne, strefy czasowe, opłaty zmienne i inne składniki zależne od operatora oraz grupy taryfowej.
Dla algorytmu EMS oznacza to, że ta sama kilowatogodzina może mieć różną wartość w różnych godzinach. Jeśli system tego nie uwzględnia, może rozładować magazyn zbyt wcześnie albo zostawić energię w baterii wtedy, gdy jej użycie byłoby najbardziej opłacalne.
Drugim elementem są taryfy sprzedaży energii. Sposób rozliczania eksportu do sieci bezpośrednio wpływa na strategię pracy magazynu. Przy niskiej cenie sprzedaży priorytetem może być autokonsumpcja. Przy cenach dynamicznych EMS powinien analizować, czy lepiej zużyć energię lokalnie, zmagazynować ją, czy sprzedać w konkretnym oknie czasowym.
Bez lokalnych cen i zasad rozliczeń algorytm optymalizuje w oderwaniu od rzeczywistości.
Profil zużycia i produkcji to podstawa optymalizacji
Każdy obiekt ma inny profil zużycia. Dom jednorodzinny, firma usługowa, zakład produkcyjny, gospodarstwo rolne czy obiekt z ładowarkami EV będą potrzebowały zupełnie innej strategii pracy EMS.
Dlatego system musi analizować historię poboru, powtarzalne wzorce, szczyty zużycia i potencjał przesuwania odbiorów w czasie. Sama informacja o aktualnym poborze nie wystarczy. Liczy się przewidywanie tego, co wydarzy się w kolejnych godzinach.
Tak samo wygląda kwestia produkcji PV. Algorytm musi uwzględniać moc instalacji, orientację modułów, lokalizację, zacienienie, dane historyczne oraz lokalną prognozę pogody. Dwie instalacje o tej samej mocy mogą mieć zupełnie inny profil produkcji, a więc wymagają innej logiki zarządzania magazynem energii.
Lokalna prognoza pogody to dane operacyjne
Prognoza pogody w EMS nie jest dodatkiem. To jeden z podstawowych parametrów optymalizacji.
Jeżeli algorytm wie, że następnego dnia będzie wysoka produkcja PV, może zostawić więcej miejsca w magazynie. Jeżeli spodziewa się niskiego uzysku, może wcześniej zabezpieczyć energię na potrzeby obiektu. Jeśli prognozowane są wysokie temperatury i większe zużycie klimatyzacji, strategia również powinna się zmienić.
Ale ta prognoza musi być lokalna. Ogólna prognoza dla regionu często jest zbyt mało dokładna, aby dobrze sterować instalacją PV i magazynem energii.
Matematyka jest tak dobra jak dane
Najważniejsze jest to, że EMS nie działa w próżni. Algorytm może być poprawny matematycznie, ale jeżeli dostanie złe dane, zoptymalizuje zły problem.
Jeśli nie zna rzeczywistych taryf dystrybucyjnych, nie policzy prawdziwego kosztu poboru energii. Jeśli nie zna ceny sprzedaży, nie oceni opłacalności eksportu. Jeśli nie zna profilu zużycia, źle zaplanuje rozładowanie baterii. Jeśli nie zna lokalnej pogody, może błędnie przewidzieć produkcję PV.
Dlatego przewaga dobrego EMS nie polega na tym, że jest opisany jako „AI”. Przewaga polega na tym, że korzysta z właściwych danych, dobrze prognozuje i potrafi matematycznie zoptymalizować pracę systemu w lokalnych warunkach.
Podsumowanie
EMS dla falowników hybrydowych powinien być oceniany nie po marketingowych hasłach, ale po jakości optymalizacji. A jakość optymalizacji zależy od danych.
Do skutecznej pracy EMS potrzebne są przede wszystkim: taryfy dystrybucyjne, taryfy sprzedaży energii, profil zużycia, profil produkcji oraz lokalna prognoza pogody.
To te dane pozwalają algorytmom planować pracę magazynu energii w ciągu dnia. To one decydują, czy system realnie obniża koszty i zwiększa autokonsumpcję, czy tylko wykonuje podstawowe scenariusze pracy.
W Zeronest rozwijamy EMS właśnie z takim podejściem: mniej marketingowego „AI”, więcej rzetelnej matematyki, lokalnych danych i praktycznej optymalizacji. Bo w zarządzaniu energią nie chodzi o modne hasła. Chodzi o decyzje, które mają sens techniczny i ekonomiczny w konkretnym miejscu, czasie i modelu rozliczeń.
Trzeba również pamiętać, że żaden EMS nie zastąpi dobrze dobranej instalacji do profilu zużycia. Naprawdę kładźmy panele wschód – zachód, inwestujmy w dobrze zwymiarowaną instalację PV (przynajmniej roczne zużycie / 1000), kupujmy magazyn, którego pojemność jest przynajmniej dwa razy większa od mocy instalacji. Te proste zasady, pozwolą EMS zrobić resztę!
Mówi Piotr Czak Zeronest
Odpowiedzi