Guide til Smart Home og intelligent energistyring
Smart Home, intelligent energistyring og fleksibelt energiforbrug kan optimere komforten og minimere energiudgiften i dine kunders boliger. I dette tema får du en introduktion til og overblik over Smart Home og intelligent energistyring, og gode råd til hvordan du skal rådgive dine kunder.
Kom godt i gang med intelligent styring
Smart Home omfatter løsninger og systemer med intelligent styring, der optimerer bygningen og øger komforten ved at automatisere f.eks. lys, varme og sikkerhedssystemer. Det giver særligt god mening i hjem med solceller eller andre private energiproduktionsanlæg med varierende produktion.
Fordele ved intelligent energistyring
Energibesparelser
Intelligent energistyring kan reducere energiforbruget, f.eks. ved at styre belysning og ventilation så det kun er tændt, når der er et behov.
Økonomiske besparelser
Intelligent energistyring kan spare energi og dermed penge. Ofte er der dog ikke tale om direkte energibesparelser men økonomiske besparelser ved f.eks. at bruge strømmen, når den er billigst.
CO2-besparelser
Ved at spare energi og flytte energiforbrug til tidspunkter med billig strøm kan dine kunder også spare CO2. Den billige strøm har nemlig typisk lav CO2-udledning, fordi elpriserne falder, når der er overproduktion af vedvarende energi.
Elnet i balance
Intelligent energistyring kan bidrage til at balancere elforbruget, så det passer bedre til produktionen, og vi undgår overbelastning af elnettet. Det kan også reducere behovet for investering i udbygning af elnettet.
Mange parametre spiller ind i at udnytte energien optimalt – både i forhold til produktion, (batteri)lagring og -styring. Dette tema forklarer begreberne og beskriver, hvordan du kan hjælpe dine kunder med at gribe omlægning af elforbrug an.
Få styr på begreberne
Smart Home
Smart Home er en paraply-betegnelse for intelligente løsninger i hjemmet. Smart Home-løsninger kan bl.a. minimere energiforbruget og øge komforten ved at automatisere f.eks. lys, varme og sikkerhedssystemer.
Intelligent energistyring
Intelligent energistyring er en del af Smart Home. Intelligent energistyring optimerer energiforbruget ved hjælp af systemer, der overvåger og justerer forbruget automatisk.
Intelligent klimastyring
Intelligent energistyring forbindes primært med energioptimering, men det kan også bruges til klimastyring, der forbedrer indeklimaet. Energiforbrug og indeklima hænger ofte tæt sammen og påvirker hinanden.
Fleksibelt elforbrug
Fleksibelt elforbrug betyder, at forbruget tilpasser sig produktionen. Det sker i stigende grad med brug af intelligent energistyring.
Læs mere om de 4 begreber herunder.
4 begreber inden for smart home og intelligent energistyring
Hvad er Smart Home og smarte bygninger?
Hvad er Smart Home og smarte bygninger?
Smart Home og smarte bygninger betegner intelligente løsninger til at optimere boliger og andre bygninger. Det gælder både energiforbrug og -udgifter, indeklima, komfort, sikkerhed mm. Smart Home-løsninger kan bl.a. minimere energiforbruget og øge komforten ved at automatisere f.eks. lys, varme og sikkerhedssystemer.
Et Smart Home med intelligent energistyring gør det muligt at styre hjemmets energiforbrug ved hjælp af fleksibelt elforbrug. F.eks. ved at forskyde elforbruget baseret på elpris eller CO2-udledning pr. kWh.
Hvordan snakker komponenterne sammen?
Når man skal opsætte et Smart Home, er det vigtigt, at de forskellige dele kan snakke sammen med hinanden. Det er derfor vigtigt at vide, hvilken platform de forskellige Smart Home-produkter tilhører. Det er blevet nemmere at navigere rundt i takket være den nye Smart Home standard ”Matter”. Nu kan man nøjes med at tjekke, om produktet er Matter-certificeret og dermed kompatibel med Matter-standarden.
Matter Smart Home-standard
Matter standarden gør det muligt at lave intelligent energistyring på tværs af en række forskellige apparater. Matter-protokollen gør det muligt at kontrollere både lys, vand, energi, opladning, højtalere, gardiner osv. på tværs af apparater i hjemmet med intelligent energistyring.
Husk før du vælger Matter
Matter er en universel standard, men det er ikke et krav, at Smart Home produkter skal benytte Matter-protokollen. Det er derfor ikke alle produkter, der understøtter Matter.
Hvis din kunde har en eksisterende Smart Home-løsning og overvejer at udbygge med nye produkter, er det en god ide at undersøge, om de eksisterende enheder er kompatible med Matter-protokollen, inden du installerer nye Matter-certificerede produkter.
Hvad er intelligent energistyring?
Hvad er intelligent energistyring?
Intelligent energistyring er en del af Smart Home-løsninger, der optimerer energiforbrug. Det kan som betegnelse dække over mange forskellige slags produkter og løsninger til optimering af el- og varmeforbrug med en varierende grad af ”intelligens” og kompleksitet.
Typer af intelligent energistyring
- Simple løsninger
Mindsker elforbrug ved brug af sensorer og timere der i mange tilfælde kan fjernstyres fra en telefon – f.eks. smartbelysning. - Komplekse løsninger
Energistyringsenheder integrerer kunstig intelligens med avancerede algoritmer for at optimere energiforbruget og effektiviteten i et større system bestående af f.eks. diverse smartprodukter, solceller, varmepumper, husbatterier, ladestandere osv. - Alarmer
Automatiske alarmer kan advare ved afvigende energiforbrug til f.eks. varme eller ventilation. Dette sikrer, at eventuelle fejl opdages hurtigst muligt.
Eksempel: Intelligent energistyring med solceller og batteri
Hvis din kunde ønsker solceller, solcellebatteri og intelligent energistyring, kan de varierende elpriser udnyttes til at maksimere gevinsten fra vedvarende energi og sikre en så lav elregning som muligt. Samtidig bidrager husstanden til at stabilisere elnettet i spids- og lavlast-perioderne.
Dette opnås ved at indkøbe strømmen billigt - når elnettet overbelastes af overproduktion fra vedvarende energi – og derefter sælge strømmen, når den er dyrest.
Image
Hvad er intelligent klimastyring?
Hvad er intelligent klimastyring?
Intelligent energistyring forbindes primært med energioptimering, men det kan også bruges til klimastyring, der forbedrer indeklimaet. Energiforbrug og indeklima hænger ofte tæt sammen og påvirker hinanden.
Intelligent klimastyring sker ved at styre en bygnings varme- og ventilationsanlæg via smarte termostater og målere. De fungerer som et centralt kommandocenter, der kan justere indstillingerne baseret på belægningsmønstre, vejrforhold og energipriser.
Komponenter til monitorering af indeklimaet
-
Temperatursensorer til præcis overvågning af flere punkter i bygningen
-
Termostatiske radiatorventiler muliggør styring af varmen rum for rum
-
Luftkvalitetsmålere til sporing af luftfugtighed, CO2-niveauer og partikler
-
Motorstyringer til automatiserede spjæld og ventilationssystemer.
Fordele ved intelligent klimastyring
De potentielle fordele ved et automatisk klimaanlæg med Smart Home-funktionalitet er blandt andet:
-
Reduceret energiforbrug og -udgifter gennem optimeret opvarmning og køling, f.eks. intelligent planlægning og registrering af tilstedeværelse
-
Forbedret komfort med optimeret varmefordeling
-
Forbedret luftkvalitetsstyring med integrerede overvågningssystemer
Husk før implementering af intelligent klimastyring
Der er flere måder at integrere intelligent klimastyring. Omfanget af arbejdet afhænger af bygningens eksisterende tekniske installationer, og hvor "smart" systemet skal være.
Her er en huskeliste til overvejelser inden implementering:
- Rumanalyser kan baseres på forbrug og belastning for at identificere kritiske rum med øget behov for opvarmning og/eller køling
- Kortlægning af eksisterende termiske zoner kan baseres på faktorer som bygningens isolering, soleksponering osv.
-
Der kan laves en strategi for optimal placering af sensorer
-
Integrationskrav med eksisterende varme- og køleinfrastruktur
Hvad er fleksibelt elforbrug?
Hvad er fleksibelt elforbrug?
Helt konkret betyder fleksibelt elforbrug, at forbruget tilpasser sig produktionen. Det er smart at forbruge strøm, når produktionen er høj og smart ikke at bruge strøm, når produktionen er lav. Dette er med til at balancere vores el-system, hvilket er væsentligt, da muligheden for at skrue op og ned for produktionen mindskes i takt med, at der integreres mere grøn strøm i el-systemet.
Allerede nu kommer en stor mængde af strømmen på det danske elnet fra vedvarende energikilder. Det betyder store udsving i elpriser, og at elnettet i nogle tilfælde risikerer at blive overbelastet. Det er derfor vigtigt for forsyningssikkerheden at balancere vores el-system.
Typer af fleksibelt elforbrug
Der findes 4 overordnede typer af fleksibelt elforbrug:
- Load-shift (Belastningsforskydning)
- Fuel-shift (Brændselsskift)
- Load shedding (Afbrydeligt forbrug)
- Valley filling (Nye forbrug).
- Load-shift (Belastningsforskydning)
-
Ved belastningsforskydning flyttes forbruget til et andet tidspunkt. Typisk gøres dette med et økonomisk incitament ved at flytte forbruget fra en dyr til en billig periode. Forskydningen kan opnås ved at fremskynde eller forsinke forbrug. Alternativt kan der gøres brug af et energilager som f.eks. et batteri, der kan lagre strømmen fra de billige perioder og derefter aflade i perioder med høj elpris.
Image
- Fuel-shift (Brændselsskift)
-
Ved brændselsskift skiftes der fra el til en alternativ energiart. Dette gøres for at reducere elforbruget. Energiforbruget er uændret, men andelen af energi, der kommer fra en elbaseret energikilde, falder – hvilket reducerer det samlede elforbrug. Det kan f.eks. være en industrivirksomhed, som både er udstyret med en elkedel og en biomassekedel og dermed skifter mellem de 2 forsyningsformer afhængigt af el- og biomassepriserne.
Image
- Load shedding (Afbrydeligt forbrug)
-
Afbrydeligt forbrug reducerer elforbruget i en begrænset periode ved at afbryde et eller flere specifikke/udvalgte forbrug, når elpriserne er høje. Der er tale om forbrug, der ikke vender tilbage. Det kan f.eks. være at reducere udendørsbelysning eller helt at slukke for udstyr i korte perioder. Her er det vigtigt at sikre, at disse afbrydelser ikke forstyrrer funktionaliteten. Det kan f.eks. være 1 times udkobling af køleanlæg uden komfortnedgang.
Image
- Valley-filling (Nye forbrug)
-
Generelt skal der ikke opfordres til øget elforbrug, men i enkelte situationer med særligt lave eller negative elpriser kan det give mening at tilføje nye forbrug med f.eks. et brændselsskift til el. Det øger elforbruget, men til gengæld mindsker det forbruget af en anden brændselstype.
Image
Potentialet for fleksibelt elforbrug
Det samlede potentiale for reduktion af elforbrug gennem fleksibelt elforbrug i bygninger er forholdsvist stort: 20 % for bygninger i handel og serviceindustrien og op til 35 % i husholdninger ifølge en rapport fra Energistyrelsen fra 2018 . For at realisere fleksibilitetspotentialet kræver det anvendelse af automatik og intelligens i relevante apparater. Med andre ord kræver det smarte bygninger.
Solceller
For at det giver mening for dine kunder at anskaffe sig solceller, skal de generelt sigte efter, at bruge så meget af den egenproducerede solcellestrøm som muligt. Ikke ved at skrue op for elforbrug, men ved at flytte det til de timer, hvor solcellerne producerer strøm.
Se energiløsningen om Solcelleanlæg til elproduktion
Afregning
Nugældende regler om øjebliksafregning siger, at solcellestrømmen skal bruges i øjeblikket den produceres, ellers bliver den solgt.
Ældre solcelleanlæg
Ved ældre solcelleanlæg er det vigtigt at undersøge, hvilken afregningsgruppe anlægget hører under, da der har været grupper, hvor el blev afregnet på timebasis. Der er dog lagt op til at dette afskaffes helt i 2032, og derfor gennemgås denne afregningsform ikke nærmere her.
Salg af solcellestrøm
Solcelleejeren kan via en godkendt mellemhandler kaldet en produktions-el-leverandør sælge overskudsstrøm til nettet til spotpris (uden moms) minus en indfødningstarif og evt. rådighedstarif/effektbetaling for større anlæg. Derudover vil der typisk være et handelsgebyr/abonnement, som skal betales. Gevinsten ved at sælge er derfor langt mindre end ved at bruge strømmen, når den produceres.
Typiske indkøbs- og salgspriser på el
Salgsprisen i graferne består af spotprisen på el ekskl. moms.
Image
Image
Det viser graferne
- Salgsprisen er markant lavere end indkøbsprisen. Indkøb af el vil altid være dyrere.
- Salgsprisen er lavest kl. 10-16 i sommerperioden - hvor solceller har langt størstedelen af deres årlige elproduktion.
- Der er altid som minimum ca. 1 kr. at spare pr. kWh ved egetforbrug af solcellestrøm.
Konklusion: Kunden får de markant største besparelser ved at undgå at indkøbe el, frem for at sælge det. Kun i sjældne tilfælde vil salgsprisen komme i nærheden af indkøbsprisen.
Optimering af solcelleøkonomi
Da spotprisen varierer, og ofte er lav i perioder med meget sol og vind, gælder det i reglen om at:
- minimere elsalget midt på dagen
- minimere elforbruget i spidslastperioden, hvor den samlede elpris er højest
Dette kræver flytning/styring af elforbrug og/eller lagring af el. Kunden kan altså optimere økonomien i solcelleanlægget ved at bruge solenergien, når den produceres, eller ved at lagre den til senere brug med f.eks. en batteripakke.
Solcelleinverter (vekselretter)
Solcelleinverterens primære opgave er at konvertere solcellestrømmen, der er jævnstrøm (DC), om til vekselstrøm (AC), som vi har i elnettet. Såkaldte hybridinvertere har desuden mulighed for at oplade et batteri fra solcellerne.
De fleste invertere virker ikke, hvis der er strømsvigt, men nogle hybridinvertere har en nødstrømsfunktion til begrænset forbrug. Alle nyere invertere har indbygget kommunikation med internettet og dermed mulighed for overvågning.
Batterisystemer
Med store udsving i elpriser, og specielt hvis man har et solcelleanlæg, kan det være fordelagtigt at investere i et batterisystem. Et batterisystem fungerer som et energilager, der kan benyttes til at aflaste perioder med spidsbelastninger og tidspunkter med høje tariffer. Det mest normale er husbatterier, men kunden kan også bruge sin elbils batteri, hvis det har ”Vehicle-to-Home” funktionalitet. Læs mere om dette under afsnittet om elbiler.
De mest almindelige husstandsbatterier er lithium-jernfosfat, der er en type inden for lithium-ion batterier. Lithium-ion batterier (Li-Ion) vinder især frem i forbindelse med solcelleanlæg, hvor de kan tilsluttes en såkaldt hybridinverter, som oplader dem fra solcellerne. De findes også som selvstændige enheder, der kan kobles til elnettet via en 2-vejs AC/DC-konverter. Konverteren, der både fungerer som inverter og lader, er da bygget sammen med batterikabinettet.
Batteriinverter
Normalt når der tales om batterisystemer, omfatter det en selvstændig AC/DC-konverter, der transformerer fra elnettet til batteriet og omvendt.
Image
- Standby-forbrug
Batteriinverteren har et standby-forbrug, når den er tændt, og der er derfor en nedre grænse for, hvor lidt der kan aflades og oplades, uden at det hele bliver ædt op af tab. Derudover er der selvfølgelig også en øvre effektgrænse. Den øvre grænse hænger sammen med prisen på batteriinverteren. Der er som regel ingen grund til at vælge en model, der kan oplade med mere effekt, end solcelleanlægget kan producere. - Lade-virkningsgrad
En anden ting, at være opmærksom på i forbindelse med en batterinverter, er lade/aflade-virkningsgraden. Denne varierer alt efter hvor stor belastning, der oplades med. Virkningsgraden kan typisk variere mellem 70 % og 95 %.
Hybridinvertere
Der findes solcelle-hybridinvertere, som yderligere kan lade DC på et batteri. Solcellestrømmen kan altså lades mere direkte på batteriet, og de er derfor gerne lidt mere effektive.
Image
Batteri - hvor stort skal det være?
State of charge (SOC) angiver, hvor mange procent af batteriets kapacitet, der er opladet. Selve batteriet har også tab – oftest meget små – ved op- og afladning. Li-Ion batterier har bedst af at arbejde inden for et SOC-interval på 20-80 % af deres nominelle kapacitet.
For husholdninger vil en fornuftig batteristørrelse svare til 1-2 timers fuld produktion fra solcelleanlægget. Der kan dog være situationer med særlige forbrugsmønstre, hvor større batterier kan overvejes. Rådgiv din kunde om, hvad der bedst betaler sig i dine øjne. Markedet udvikler sig hurtigt.
Image
Øjebliksbalance
Måden batteriet inkluderes i boligen til at dække forbruget, er afgørende for økonomien. De fleste batteristyringer måler på øjebliksbalancen i boligen: Hvis der er et større forbrug end solcellerne producerer, vil batteriet forsøge at dække behovet, såfremt der er energi til rådighed på batteriet. Omvendt, hvis der er en højere produktion fra solcellerne, end hvad der forbruges, så vil batteriet gå i gang med at lade op. Dette er den simpleste måde at styre batteriet på uden at skulle have viden om forventet forbrug, elpris og vejrudsigt.
Ladebokse til elbiler
Ved at købe en privat ladeboks er det muligt at lade elbilen direkte op fra egen installation og dermed udnytte solcellestrøm til transportformål. Det skal helst ske direkte og ikke via et husstandsbatteri, da dette normalt er forholdsmæssigt mindre og hurtigt vil blive tømt.
Image
Ladeboksen bør om dagen kunne lade med en tilpas lav strømstyrke for at kunne udnytte solcelleanlæggets overproduktion, og undgå at der skal suppleres med for meget el fra nettet – i praksis ned til 1,4 kW (6A/230V). Om vinteren vil man med fordel kunne bruge billig nat-elektricitet til opladning efter et tidsskema. Ved natladning/billigstrømladning kan strømstyrken sættes noget op, da det typisk forøger ladevirkningsgraden, særligt når det er koldt.
Det er de færreste ladebokse på markedet, der kan justere ladestrømmen automatisk efter solcelleproduktion, men man kan eventuelt justere manuelt i nogle grove trin via bilens lade-opsætning.
Vehicle-to-home teknologien (V2H)
Nogle nyere elbiler gør muligt at bruge elbilens batteri som en erstatning for - eller supplement til - et konventionelt batterisystem. Denne teknologi kaldes Vehicle-to-home (V2H) og gør elbilen til et mobilt energilager, der ikke kun kan oplades fra huset, men også kan afgive strøm tilbage til bygningen.
V2H giver mulighed for at indkøbe strømmen billigt, når elnettet overbelastes af overproduktion fra vedvarende energi, og derefter sælge strømmen, når den er dyrest. Solcelleejere kan også lagre billig el i elbilen f.eks. om natten og bruge det i husholdningen i spidslasttimerne om morgenen.
V2H-teknologien er oplagt at undersøge, hvis kunden har elbil og overvejer at anskaffe sig et husbatteri.
Fordele ved V2H-teknologi
Ud over de økonomiske fordele gør V2H-teknologien det muligt at bruge elbilen som et back-up energilager i tilfælde af strømsvigt. Det er også et stort skridt i retningen mod energiuafhængighed for bygninger, der f.eks. ikke kan eller ikke ønskes tilsluttet til forsyningsnettet.
Husk inden V2H-implementering
Vehicle-to-home teknologien er stadig en relativt ny teknologi i Danmark. Der findes endnu ikke findes nogen universal ’plug and play’-løsning, der rummer ladestander, inverter og styringssystem. Følgende forhold bør derfor afdækkes, inden V2H implementeres hos en kunde:
- Elbilen skal understøtte Vehicle-to-home (V2H). Der er endnu ikke vedtaget en standard i Danmark. Det forventes, at ISO 15118-20 bliver central for fremtidens standarder, men der mangler stadig klare retningslinjer i Danmark.
- Ladeboksen skal være dobbeltrettet. Det vil sige, at den både understøtter at modtage og aflevere energi. Aktiveringen af denne funktion skal aftales med teknikeren i forbindelse med opsætningen af ladeboksen.
- Der skal anskaffes en inverter til formålet, der kan omsætte DC fra bilens batteri til AC, som forbrugere anvender. Inverteren skal være dimensioneret, så den kan håndtere den effekt, som tilsluttes til den.
- Der skal vælges energistyringssystem til installationen for optimal energifordeling og -forbrug for at maksimere effektiviteten af V2H-opsætningen.
Varmeproduktion
De store forbrugere af el til varmeproduktion er en varmepumpe eller varmtvandsbeholder med elpatron.
Tidsprogram og cloud
De fleste varmepumper har allerede i dag en mulighed for at tidsstyre dele af varmeproduktionen; enten ved at blokere driften i et specifikt tidsrum eller målrettet vælge, hvad der skal ske på dagsbasis hen over ugen, time for time.
Mulighederne er forskellige fra producent til producent, og den specifikke enhed afgør, hvad der kan styres, og hvilken effekt det har. Derudover har flere af de nyeste varmepumper mulighed for opkobling til internettet og en cloud-løsning, hvor brugeren kan styre enheden ved hjælp af en app. Disse løsninger gør det også muligt at hente vejrudsigt og elpriser ind, så der kan laves en mere tilrettelagt varmeplan for produktionen af varme i de fordelagtige timer. Nogle producenter kræver betaling for at slå disse funktioner til.
SG Ready (Smart Grid interface)
Mange varmepumper kan styres indirekte via et såkaldt SG Ready interface, som typisk kan slukke for varmepumpen eller sætte driftstemperaturen op i forhold til normaltilstand. Denne styring kræver et udvendigt relæ til at styre. Det kan f.eks. gøres via solcelleinverteren, der ofte har analoge udgange til styringsformål. En anden mulighed er at styre via en smart wifi-kontakt og potentialfrit relæ. Det kan ses i eksemplet herunder.
Image
Termostater
En ting er at kunne styre varmekilden, men der er også gevinster ved at kunne gå skridtet videre og overstyre varmeafgiveren i boligen. Det kan f.eks. være radiatorer eller gulvvarme. Der findes allerede i dag en række produkter (f.eks. Danfoss Ally), der kan installeres og opsættes af slutbrugeren selv. De kan bruges til at arbejde sammen med varmeproduktionen og dermed sikre en mere effektiv varmeproduktion og hjælpe til med at udnytte f.eks. gulvvarme som varmelager.
Apparater i hjemmet
Styring af elforbrugende apparater
Der er kommet rigtig mange forskellige apparater på markedet de seneste år til intelligente løsninger i hjemmet. Fælles for mange af dem er, at de benytter de samme få kommunikationsprotokoller.
Der findes både kablede og trådløse metoder. De trådløse har skabt en fælles standard kaldet ”Matter”, hvor produkter fra forskellige producenter kan kommunikere sammen lokalt uden at være afhængige af cloud-servere.
Læs mere om Matter i afsnittet om Smart Home ovenfor
Smarte kontakter
Enfasede elapparater f.eks. lamper, kan styres simpelt ved at indskyde en fjernstyret afbryder (kontakt) mellem vægudtag og apparatledning. Nogle har indbygget elmåler. De kan også bruges til at styre trefasede forbrug via et relæ. Der findes også typer til udendørs brug.
Smarte kontakter kan selvfølgelig benyttes direkte til at tænde og slukke apparater, men kan også bruges til at generere et signal til en specifik overstyring af et produkt, som vist herunder med eksemplet om SG Ready styring af varmepumpe. Her er det vigtigt, at der er en elektriker med ind over, så det bliver lavet korrekt.
Image
Smart-meter
Næsten alle smart-home-systemer kræver en fortløbende måling af køb/salg til nettet. Normale målere giver ikke som udgangspunkt adgang til denne data. Man skal derfor enten montere et ekstra ”smart-meter” i serie med måleren eller købe et særligt datamodul, som findes til visse målere, f.eks. et HAN-modul.