L’importance des systèmes efficaces dans la conception des bâtiments intelligents.
La technologie intelligente réinvente la façon dont les humains interagissent avec les bâtiments, tant dans nos vies privées que professionnelles. Dans nos vies personnelles, les dispositifs intelligents d’efficacité énergétique domestiques allument ou éteignent automatiquement les lumières et gèrent nos systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVC). Sur nos lieux de travail, l’IoT a permis des gains massifs en matière d’efficacité des entrepôts, de personnalisation de l’éclairage commercial, d’optimisation du chauffage, de la ventilation et de la climatisation, et bien plus encore.
Les systèmes IoT intelligents offrent contrôle, commodité et efficacité dans les bâtiments. Cet article examine comment la conception méthodique intégrée permet d’améliorer l’efficacité énergétique des appareils IoT des bâtiments intelligents.
Optimisation de l’équipement des bâtiments intelligents
Si certains appareils IoT peuvent être reliés à une source d’alimentation, comme une caméra de sonnette ou un ouvre-porte de garage intelligent, de nombreux appareils dépendent exclusivement de l’alimentation par batterie. Les dispositifs tels que les capteurs de fenêtre intelligents, les capteurs de température intelligents et les capteurs de présence utilisent des microcontrôleurs et des capteurs très efficaces pour maintenir une faible consommation d’énergie. Associé à des modes d’alimentation optimisés, à des états de veille et à une consommation minimale en mode veille, le matériel spécialisé à faible consommation peut prolonger la durée de vie de la batterie des capteurs sans fil utilisés dans la conception d’un bâtiment intelligent, ce qui permet de réduire les coûts de maintenance et d’assurer un service pendant de plus longues périodes.
Communication et connectivité économes en énergie
Les dispositifs IoT des bâtiments intelligents s’appuient sur une connectivité transparente et une communication efficace pour assurer des fonctions essentielles telles que le partage des données et le contrôle centralisé. La communication économe en énergie est essentielle pour minimiser l’énergie consommée par les communications câblées et sans fil. Les protocoles sans fil à faible consommation d’énergie tels que Zigbee, Z-Wave, Thread ou Bluetooth Low Energy (BLE) sont couramment utilisés dans les applications de bâtiments intelligents pour assurer une conservation optimale de l’énergie au niveau de l’appareil.
Comment construire des bâtiments économes en énergie grâce à des systèmes embarqués ?
L’efficacité énergétique et les sources d’énergie durables sont les deux piliers de la conception et de la technologie des bâtiments intelligents. Elles sont rendues possibles grâce à la collecte d’énergie et à l’optimisation de la consommation d’énergie, notamment dans les systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation énergivores.
Collecte d’énergie dans la conception de bâtiments intelligents
Les systèmes de collecte et de stockage de l’énergie tels que les panneaux solaires, les collecteurs d’énergie cinétique et les batteries peuvent être contrôlés par les technologies des bâtiments intelligents. Par exemple, les interrupteurs sans fil peuvent capter l’énergie des interactions de l’utilisateur et de la lumière ambiante afin d’éliminer le besoin en termes de piles ou de maintenance. En outre, les interrupteurs intelligents peuvent détecter la présence de personnes dans une pièce et éteindre les lumières si l’espace est inoccupé. Dans le cas de cet interrupteur intelligent, un système de collecte d’énergie et un système de gestion de l’énergie conçus méthodiquement peuvent optimiser la consommation de l’appareil et l’utilisation de l’énergie du système qu’il contrôle.
Surveillance et contrôle en temps réel des bâtiments intelligents
La surveillance en temps réel de la consommation d’énergie joue un rôle important dans les bâtiments intelligents. Les systèmes embarqués qui permettent le contrôle de l’énergie sont souvent constitués de capteurs de courant qui contrôlent la demande historique et en temps réel. Ces systèmes, y compris les prises intelligentes et les multiprises, peuvent surveiller la consommation d’énergie de nombreux appareils et, si nécessaire, limiter l’énergie qui leur est fournie.
Dans les environnements commerciaux, les équipements industriels sont souvent dotés de systèmes de gestion de la puissance intégrés qui peuvent surveiller la consommation d’énergie, démarrer et arrêter l’alimentation, et même démarrer automatiquement la machine pendant les heures creuses afin de limiter les coûts énergétiques. Ces systèmes intégrés de gestion de la puissance se connectent aux systèmes de gestion de l’énergie du bâtiment occupé pour maximiser l’efficacité.
L’efficacité énergétique est primordiale dans les systèmes de gestion intelligente de l’énergie qui supervisent la distribution de l’énergie, l’optimisation et l’équilibrage de la charge dans un bâtiment intelligent. Dans les bâtiments très complexes, les systèmes intelligents de gestion de l’énergie peuvent alimenter des centaines de machines, plusieurs systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation, ainsi que des systèmes d’éclairage. Pour optimiser intelligemment la consommation énergétique globale d’un bâtiment, ces systèmes intelligents de gestion de l’énergie peuvent être des réseaux complexes de systèmes de gestion de la puissance, intégrés et centraux.
Optimisation des systèmes CVC
Les systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVC) sont souvent la partie la plus énergivore de la consommation d’énergie d’un bâtiment. Les systèmes intégrés économes en énergie dans les infrastructures de CVC permettent un contrôle précis de la température, des algorithmes d’utilisation prédictive, l’optimisation de l’énergie, la détection de l’occupation, le stockage de l’énergie et la récupération de l’énergie.
Par exemple, un bâtiment peut intégrer des capteurs de présence et des capteurs environnementaux économes en énergie qui peuvent ajuster les réglages de température en fonction de l’occupation humaine, de la demande d’éclairage, de l’utilisation des machines, des conditions ambiantes telles que la lumière du soleil, et même des préférences de l’utilisateur. Non seulement ces systèmes sont très réactifs à leurs entrées, mais ils peuvent également utiliser des algorithmes prédictifs qui anticipent les changements de la demande. Au niveau domestique, les thermostats intelligents permettent d’obtenir des résultats similaires dans les maisons intelligentes en optimisant le temps de fonctionnement, en tenant compte de l’occupation du bâtiment et en fournissant à l’utilisateur des données en temps réel.
Systèmes embarqués et conception de bâtiments intelligents
Dans les technologies de construction à haut rendement énergétique, les conceptions intégrées jouent un rôle essentiel pour garantir la fonctionnalité et la durabilité de ces systèmes intelligents. Il est possible de réduire la consommation d’énergie au niveau des appareils en sélectionnant des composants à faible consommation qui augmentent la durée de vie de la batterie et améliorent l’expérience de l’utilisateur. La surveillance et le contrôle en temps réel des appareils, de l’éclairage et des systèmes électriques, ainsi que de l’infrastructure de chauffage, de ventilation et de climatisation, sont impératifs pour optimiser l’efficacité globale du bâtiment, le tout étant contrôlé par des systèmes intégrés précis. En fin de compte, l’efficacité énergétique n’est pas seulement une considération de conception dans les bâtiments énergétiques intelligents : c’est une condition préalable au succès et à la viabilité de la technologie IoT des bâtiments intelligents.
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