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Aug 23, 2023

PoE で持続可能性への道を照らす

Secondo il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti, gli edifici commerciali sono responsabili

米国エネルギー省によると、商業ビルはこの国で消費される総エネルギーの約 18 パーセントを占めています。 したがって、建物ごとにエネルギー消費を削減することは、大きな効果をもたらす可能性があります。

その電力の多くが不必要に浪費されていると考えて間違いありません。 たとえば、パンデミックによる閉鎖期間中、ニューヨーク市の商業ビルで使用されたエネルギーの削減は、それらのビルの占有率の減少よりも大幅に小さかった。

この事実は、ビル システムのインテリジェントな制御がエネルギー効率の向上に大いに役立つ可能性があるという私の意見を裏付けています。

可能性を確認するために、私はニューヨーク州スタテンアイランドにある MHT Lighting, Inc. の CTO であるアクラム・カリス氏と、Power over Ethernet (PoE) 上に構築された照明制御システムについて話し合いました。 PoE ネットワークのユニークな機能は、1 本の低電圧ケーブルで照明に電力を供給し、制御し、使用パターンに関する詳細情報を収集できることです。 また、HVAC や電動窓カバーなどの他の建築システムと調整するために使用することもできます。

PoE により、1 本のツイスト ペア イーサネット ケーブルでデータと電力の両方を供給できます。 センサー、カメラ、アクセス ポイントはしばらく前から PoE 電力を使用してきましたが、照明はほとんど見落とされてきました。 しかし、一般照明用の低電力 LED への切り替えにより、照明用の電源として PoE を使用することが合理的になりました。

照明を使用すると、建物全体にネットワークがすでに確立されています。 したがって、照明が PoE によって電力供給されている場合は、照明器具にセンサーを追加して、生きている建物の非常に粒度の高い詳細な画像をキャプチャできます。 これらのセンサーからイーサネット経由でデータをエクスポートすることで、平均温度、平均湿度、エリアごとの平均照度レベル、部屋の占有率などの情報を蓄積できます。

「PoE 以外のアクセス ポイントは見つかりませんが、照明などの建物内の非常に高密度の機器には決して注意を払いません。すべてのオフィス、すべての部屋、すべての平方フィートにあります。これが方法です。建物を照らすためだ」とカリス氏は語った。

MHT システムは最大 90 ワットを供給でき、その最大部分は LED に電力を供給できます (通常、ランプあたり 10 ワット)。 残った電力はセンサーなどに使用できます。 ここで、PoE 照明システムの有用性が輝きます。

自動化された建物システムがエネルギー使用量を削減できる主な方法は 2 つあります。

照明や HVAC など、さまざまなシステムを調整してエネルギーを自動的に削減できます。

分散センサーは建物の状態に関する情報を収集し、状態の変化に応じてダッシュボードを使用して kWh と時間のレポートを生成します。 これにより、何がエネルギー消費量の増加に寄与しているのかを示す重要な情報が得られます。

MHT の Inspector® ソフトウェア プラットフォームを使用すると、建物のエネルギー使用量を削減するための調整されたアクションを計画できます。 このプラットフォームは、kWh の使用状況を追跡し、特定の時間にどの部屋が占有されているかなど、建物内のイベントと関連付けることができます。 したがって、たとえば、ピークのエネルギー需要を削減するために会議のスケジュールを変更することができます。

MHT の AI エンジンは、生のデータを意味のある情報に変換し、ダッシュボードのレポート メカニズムを介して人間に送り返すことができます。

このプラットフォームを使用すると、省エネの目標を作成し、その効果を測定するために照明を落としたり HVAC を下げたりするという逆方向の作業を行うのではなく、その目標の実行をガイドできます。

Inspector を使用すると、消費量を 5 ～ 10% 削減するなどの目標を事前に定義し、その目標を保存し、ダッシュボード機能を使用して数値の変化を統計的に確認できます。

ダッシュボードには実際の消費量を表示できます。 何もしなかった場合、時間の経過とともに消費に何が起こるかを予測します。 そして、提案された計画に従うことで何が達成できるのか。

情報は 2 つの異なる方法で使用できます。

ビル管理者は、日、週、月、年にわたるスペース利用率とピーク占有率に関する洞察を取得し、プラットフォームにプログラムされた照明ポリシーや他のビル システムのポリシーを調整できます。 さらなる利点は、このポリシーを従業員の労働環境の改善にも使用できることです。

人工知能は建物の習慣や頻繁な操作を学習し、独自に小さな段階的な調整を行うことができます。 パターンを認識し、占有率の予測や周囲光レベルの測定に基づいてルーメン出力を調整できます。

照明に取り付けられたセンサーは、会議室に人がいるかどうかを検出できます。また、部屋の各隅にある熱占有センサーを使用すると、匿名で占有者数を検出することもできます。

部屋に人がいない場合、最も明白な行動は照明を消すことです。

部屋に人がいない場合、その情報はネットワーク化された電動ブラインドに指示して部屋を暗くし、HVAC システムの負荷を軽減します。

光レベルセンサーを追加すると、室内の光レベルを一定に維持しながら、LED を 100% から 1% まで自動的に調光して周囲の昼光を活用することができます (昼光収集)。

HVAC は乗員の数に基づいて調整できます。

新しい建物を建設する場合、照明制御に基づいて PoE ネットワークを構築することは確かに実行可能であり、非常に賢明です。

また、エネルギー消費量の削減を目的として建物システムを改修および交換する大規模な改修を行っている場合にも、これは理にかなっています。

あなたが新築の建物の所有者であれば、建物の将来性を考慮する必要があります。 今インストールしているシステムは、少なくとも 10 ～ 12 年間は閉じ込められることになります。

PoE 照明システムを設置する正当な理由がいくつかあります。

電力ケーブルの設置にかかる時間と費用が削減されます。 ネットワーク ケーブルを取り付けるには資格のある電気技師は必要なく、どこにでも設置できます。

IP カメラやワイヤレス アクセス ポイントなどのデバイスは、コンセントに接続することなく、最も必要な場所に配置でき、必要に応じて簡単に再配置できます。

PoE 配信はインテリジェントであり、ネットワーク機器を過負荷、電力不足、または不適切な設置から保護するように設計されています。

PoE 電力は、分散された壁面アダプターの集合ではなく、中央の普遍的な互換性のある電源から供給されます。 無停電電源装置によってバックアップしたり、デバイスを簡単に無効化またはリセットするように制御したりできます。

ネットワーク上で電力を利用できるということは、ネットワーク接続の設置と配布が簡単かつ効果的であることを意味します。

ネットワークが整備されれば、新しいシステムを追加すること、つまり利用可能になる将来のテクノロジーを組み込むことは比較的簡単です。

PoE を使用すると、公共事業のデマンド レスポンス (DR) プログラムへの参加が容易になります。

建物のエネルギー削減を目的とした法律や政府の規制がますます増えています。 たとえば、ニューヨーク市地方法第 97 号は、建物の形状に基づいて建物の所有者を罰することになります。 すべての建物をそのサイズとユースケースに基づいて特徴付け、特定の量のエネルギーを使用できるようにします。 「ニューヨークの建物の80％以上はそのようなプロファイルに含まれていないと思います。つまり、罰則を受けるか、決定を下さなければ罰則を受けることになります」とカリス氏は語った。 「ですから、それが今では非常に大きな推進力になっていると思います。顧客は多額の罰金が課されることになると考えています。

実際には、結論は複数あります。

何よりもまず、エネルギー消費の削減による利益が得られます。これは地球規模で必要なことです。

建物の所有者にとって、エネルギーの削減は光熱費の削減を意味します。

作業環境が改善され、生産性の向上につながります。

標準の AC 配線および器具と比較して、低電圧配線のコストが削減されます。

将来のテクノロジーのインストールを簡素化します。

罰金を回避し、政府の奨励金の対象となる。

この記事は、Sensor Technology の編集者である Ed Brown によって書かれました。 詳細については、ここを参照してください。

この記事は、Sensor Technology Magazine の 2023 年 2 月号に初めて掲載されました。

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