DEMAND RESPONSE ALGORITHM FOR BUILDING ENERGY MANAGEMENT SYSTEM

Abstract

The purpose of this research was to design an effective algorithm for a building energy management system (BEMs) in accordance with energy saving. Demand response was a key factor of energy consumption in the designed algorithm. The electricity sources were derived from 2 lines; the Provincial Electricity Authority (PEA) and solar cells (PV) which the electricity generation system by using solar cell was hybrid with a main power supply (PEA) to automatically reduce electricity charge during peak demand. The experimental scenario with the average electric power of 7.61 kW and solar cell of 5 kWp was investigated. This experiment was firstly focused on an air conditioner due to its high power consumption. Nevertheless, its operation could be intermittently stopped working with no effect to other electric equipment during peak demand. The experimental results indicated that the solar hybrid power system in conjunction with starting each air conditioner one by one every 15 minutes could offer energy usage reduction of 80.28% compared to conventional energy consumption circumstance. It could be said that this algorithm was provided significant energy saving. Next, the designed algorithm was then applied to the experimental system with total load of 1.635 kW and solar energy of 1.5 kWp. The results showed that when the energy consumption was excess an acceptable criteria depended on demand response during peak demand, electricity produced from solar cell will be automatically connected to the experimental system by using a smart energy control (SEC). The result showed that this algorithm was provided an energy usage reduction of 3.73%. In addition, an energy usage reduction of 63.89% could be obtained if an inductive load was used.

การวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อออกแบบและสร้างอัลกอริทึม โดยใช้ดีมานต์ เรสปอนส์ เป็นตัวกำหนดการจัดการพลังงานในอาคารให้สอดคล้องกับการประหยัดพลังงานไฟฟ้า โดยแหล่งพลังงานไฟฟ้าได้มาจาก 2 แหล่งคือ จากการไฟฟ้าส่วนภูมิภาค (PEA) และจากโซลาร์เซลล์ ซึ่งการนำระบบผลิตไฟฟ้าจากโซลาร์เซลล์เข้ามาร่วมกับแหล่งจ่ายพลังงานไฟฟ้าหลัก (PEA)เพื่อลดค่าไฟฟ้าในช่วงความต้องการสูงสุดแบบอัตโนมัติ ในการทดลองมีค่าการใช้กำลังไฟฟ้าเฉลี่ยเท่ากับ 7.61 กิโลวัตต์ และกำลังการผลิตไฟฟ้าจากโซลาร์เซลล์ขนาด 5 กิโลวัตต์ โดยจะให้ความสำคัญกับการจัดการโหลดประเภทเครื่องปรับอากาศที่มีปริมาณการใช้ไฟฟ้าสูงสุด และสามารถหยุดทำงานได้บางช่วงเวลาโดยไม่กระทบต่อการทำงานและอุปกรณ์ไฟฟ้าอื่นๆในช่วงที่มีความต้องการใช้พลังงานไฟฟ้าสูงสุด โดยพบว่าการควบคุมเครื่องปรับอากาศทำงานห่างกัน 15 นาทีร่วมกับการใช้ไฟฟ้าจากชุดผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์จะช่วยให้สามารถลดปริมาณการใช้ไฟฟ้าได้สูงถึงร้อยละ 80.28 ของการใช้ไฟฟ้าในสภาวะปกติเดิมของสำนักงานและผลจากการทดสอบพบว่าสามารถประหยัดพลังงานไฟฟ้าได้จริงจึงนำมาเขียนอัลกอริทึมสำหรับออกแบบอุปกรณ์ควบคุมการใช้พลังงานไฟฟ้าในช่วงความต้องการใช้พลังงานไฟฟ้าสูงสุดโดยมีโหลดทางไฟฟ้า รวมทั้งสิ้น 1.635 กิโลวัตต์ และใช้พลังงานไฟฟ้าจากโซลาร์เซลล์ขนาด 1.5 กิโลวัตต์ ผลการทดสอบพบว่าเมื่อมีการใช้พลังงานไฟฟ้าเกิน ค่าที่ตั้งไว้ระบบจะทำเชื่อมต่ออัตโนมัติโดยการใช้อุปกรณ์ควบคุมการใช้พลังงานสำหรับระบบการจัดการพลังงานในอาคารช่วยประหยัดปริมาณการใช้พลังงานไฟฟ้าร้อยละ 3.73 และเมื่อนำไปทดสอบกับอุปกรณ์ไฟฟ้าประเภท อินดัคตีฟ ส่งผลทำให้ค่าปริมาณการใช้พลังงานไฟฟ้าลดลงร้อยละ 63.89