قصة
واجهت كلية تدير عدة مبانٍ داخل الحرم الجامعي ارتفاعًا في تكاليف الطاقة وعدم كفاءة في إدارة أنظمة التكييف والتبريد (HVAC). سعت المؤسسة إلى تحسين استخدام الطاقة، وتعزيز جهود الاستدامة، والامتثال للوائح تقارير الكربون.
في يوليو 2019، تعاونت شركة متخصصة في أنظمة إدارة المباني (BMS) والتحكم مع arkEMIS لدمج برنامج تحليلات طاقة قائم على السحابة مع منصة أجهزة استشعار LoRaWAN الحالية. هدف هذا التعاون إلى توسيع قدرات التحليل لدى المؤسسة لتحسين إدارة الطاقة والحفاظ عليها.
المشاكل
واجهت الجامعة عدة مشاكل في إدارة الطاقة، شملت:
تشغيل غير ضروري لأنظمة HVAC: كانت وحدات مناولة الهواء (AHUs) تعمل في عطلات نهاية الأسبوع بسبب قواعد تحكم تم تجاوزها في نظام إدارة المباني
نظام تبريد غير فعّال: كان يتم تشغيل التبريد حتى في الأوقات التي كانت فيها درجات الحرارة الخارجية معتدلة، مما أدى إلى استهلاك مفرط للطاقة
إجهاد وحدات مناولة الهواء: تم تحديد مروحة الإمداد بوحدة AHU كمصدر رئيسي لاستهلاك الطاقة العالي
نقص في الرؤى المستندة إلى البيانات: من دون مراقبة فورية، بقيت العديد من مواطن عدم الكفاءة غير مكتشفة، مما جعل تحقيق الوفورات في التكاليف أمرًا صعبًا
الهدف الرئيسي
كان الهدف الأساسي من المشروع هو تنفيذ نظام لإدارة الطاقة يعتمد على البيانات يحقق ما يلي:
توفير مراقبة فورية لاستهلاك الطاقة
تحديد أوجه القصور والانحرافات في تشغيل HVAC
تحسين تتبع البصمة الكربونية وأداء الاستدامة
تحسين أداء البنية التحتية الحالية للطاقة وتقليل التكاليف
النهج
ولتحقيق هذه الأهداف، تم تنفيذ قائمة شاملة من تدابير الحفاظ على الطاقة (ECMs)، إلى جانب التحول الرقمي لمراقبة هذه التدابير وتحليلها وتدقيقها. وشمل التنفيذ الخطوات التالية:
دمج تقني بين تكنولوجيا المعلومات والعمليات (ITOT): تم تركيب عدادات ذكية وأجهزة استشعار وربطها بالمنصة عبر واجهات برمجة التطبيقات (API)، مما أتاح لمديري المرافق الوصول إلى أنماط الاستهلاك والتوجهات
تكامل البيانات عبر السحابة: نُقلت بيانات الطاقة من الأجهزة إلى منصة سحابية آمنة، ما أتاح مراقبة مفصلة ومستمرة
القياس والتحقق (M&V): تحليل شامل للتحقق من الوفورات الفعلية بعد تطبيق كل ECM، مع توقع الوفورات السنوية (بالكيلوواط/ساعة والدولار) وفترة الاسترداد
تحليلات تنبؤية وتنبيهات ذكية: استخدمت خوارزميات التعلم الآلي لتحليل أنماط الطاقة، وكشف الانحرافات، والتنبؤ بأعطال المعدات قبل حدوثها
لوحات تحكم للطاقة: عرضت المنصة لوحات تحكم مخصصة تتعقب المعدات الحيوية والمشاكل المحتملة
تقارير كربونية تلقائية ومتوافقة: حسبت المنصة انبعاثات الكربون تلقائيًا وأعدّت تقارير متوافقة مع المعايير الحكومية والصناعية
تدريب المستخدمين: تلقى مشغلو المرافق ومديرو الطاقة تدريبًا مكثفًا على استخدام النظام وتفسير بياناته وتنفيذ إجراءات فعالة لتوفير الطاقة
النتائج
في غضون عام واحد من التنفيذ، حققت المؤسسة تحسنًا كبيرًا في كفاءة الطاقة والأداء التشغيلي:
خفض استهلاك الطاقة بنسبة 10٪ نتيجة لتشغيل HVAC بكفاءة وأتمتة الأنظمة
تحسين كفاءة المعدات: مكّنت التنبيهات اللحظية من الصيانة الاستباقية، مما منع أعطال المعدات
مراقبة وتنبؤ فوري: مكّن النظام مديري المرافق من الاستجابة الفورية للتنبيهات، مما قلل من هدر الطاقة
تبسيط تقارير الكربون: أدى التتبع التلقائي للطاقة إلى تحسين تقارير الاستدامة والامتثال التنظيمي
يمثل هذا المشروع نموذجًا ناجحًا لتكامل التكنولوجيا والتحليل الذكي لتحقيق أهداف كفاءة الطاقة في المؤسسات التعليمية.