Jak skutecznie obniżyć rachunki za prąd?

Artykuł został opracowany w ramach kampanii społecznej Bezpieczna elektryczność. Więcej interesujących treści znajdziesz na stronie akcji.

Aby móc rozmawiać o obniżeniu wartości rachunków za energię elektryczną należy zastanowić się, za co płacimy? W uproszczeniu każdy rachunek składa się z dwóch części, za które płacimy wszyscy i czasami z pozycji za którą płacą „wybrańcy”. Tymi pozycjami są:

• Koszty stałe
• Energia czynna pobrana z sieci energetycznej wyrażona w kWh (kilowatogodzina)

I dla „wybrańców”

• Energia bierna indukcyjna lub pojemnościowa wrażana w kWAr (kilowarach)

Czy mamy wpływ na wysokość kosztów stałych prądu?

Na wysokość kosztów stałych mamy wpływ jedynie właściwie dobierając wartość mocy przyłączeniowej, więc tym zagadnieniem nie będziemy się tu zajmować (na podstawie zużycia należy przeprowadzić realną analizę zużycia i określić maksymalne zapotrzebowanie na prąd).

Obecnie firmy a w niedalekiej przyszłości również odbiorcy indywidualni na swoich rachunkach mają lub będą mieli pozycję związaną z kosztami energii biernej, więc w celu zmniejszenia ich wysokości należy instalować właściwie dobrane kompensatory (aktywne lub pasywne). Zagadnienie jest obszerne, a ponieważ nie dotyczy większości użytkowników, nie będę rozwijał tego tematu.

Zużycie energii czynnej a rachunki za prąd

Analizując rachunek za energię elektryczną, dochodzimy do wniosku, że realnie każdy z nas ma wpływ na zużycie energii czynnej, którą pobierają wszystkie urządzenia podłączone „do prądu”. Najprościej napisać, że największe oszczędności osiągniesz, gdy będziesz ręcznie wyłączać urządzenia elektryczne, kiedy ich działanie nie jest potrzebne, ale takie twierdzenie jest utopią.

Przecież każdy z nas od dziecka jest uczony, że prąd należy oszczędzać, wyłączać światło, gdy nikogo nie ma w pomieszczeniu i co? Nic. Ludzie narzekają na wysokość rachunków, ale realnie energii elektrycznej nie oszczędzają?

Taki stan rzeczy nie powinien nikogo dziwić, bo przecież taka jest natura większości ludzi. Najsłabszym ogniwem w procesie oszczędzania energii jest i pozostanie człowiek. W tej sytuacji dobra wiadomość jest taka, że oszczędności łatwo można osiągnąć, wykorzystując automatykę. Dlaczego? Bo automatyka nie zapomina, nie robi wyjątków, działa tak jak jest zaprogramowana.

Od czego zacząć poszukiwanie oszczędności na zużyciu energii elektrycznej?

Pierwszy krok jest już za Tobą, bo poszukiwanie oszczędności na energii elektrycznej rozpoczyna się od zbudowania w człowieku świadomości, że ma zbyt duże zużycie prądu i coś z tym trzeba zrobić. Teraz potrzeba czasu i spokojnej analizy sytuacji, bo kolejny krok to zebranie informacji, jakie urządzenia elektryczne są w Twojej instalacji i rzecz najtrudniejsza, trzeba ustalić, które urządzenia i jak długo i w jakiej porze dnia pobierają prąd?

Dlaczego zbieranie wiarygodnych danych jest najtrudniejsze? Ponieważ powinniśmy analizować dłuższy okres czasu tak, aby wyłapać różne „schematy” zachowań użytkowników i jednocześnie należy mieć świadomość, że nasze nawyki i sposób, w jaki korzystamy z instalacji elektrycznej, ulega ciągłym zmianom. Więc rzetelne aktualne i historyczne dane o zużyciu prądu, są „na wagę złota”.

Wiele osób powie, że przecież każdy ma licznik założony przez dostawcę energii elektrycznej i z niego można pozyskać dane na temat zużycia prądu. To prawda, licznik jest, ale nie na wiele się nam przyda, ponieważ na nim można jedynie odczytać łącze zużycie prądu, natomiast nam potrzebny jest licznik, który może zbierać i archiwizować dane do dalszej analizy.

Jak długi okres poboru prądu przez urządzenia powinno się analizować?

Okres jednego roku byłby dobry, ponieważ możemy zaobserwować zmiany związane z porami roku, a okres dwóch lat pozwala wykonać analizę porównawczą tych samych okresów. Do tego typu zbierania danych potrzebujemy licznika, który np. za pomocą protokołu Modbus możemy zintegrować z bezpłatną platformą Home Assistant i w niej budować własną bazę danych (poniższa grafika przedstawia analizę zużycia i produkcji energii elektrycznej wykonanej w HA na podstawie licznika zintegrowanego za pomocą protokołu Modbus).

Oczywiście możliwości analizy i wyciągania wniosków na podstawie jednego zbiorczego licznika energii są ograniczone, ale nawet takie zestawienie analizowane i porównywane do innych okresów w dłuższej perspektywie czasu pozwala dostrzec regularne okresy zwiększonego zużycia prądu lub regularne stałe zużycie energii elektrycznej na poziomie wyższym od spodziewanego (odpowiednio wczesne wychwycenie takich anomalii może ustrzec przed poważną awarią, której skutkiem może być np. pożar). W takich sytuacjach warto dokładnie przeanalizować jakie urządzenia zużywają prąd i czy ich praca jest konieczna?

Jak zbierać dane o zużyciu energii elektrycznej? Liczniki prądu

Do zbierania danych, które w późniejszym okresie można poddać analizie, można wykorzystać licznik jedno lub trójfazowy z protokołem komunikacji np. Modbus. Sam licznik to za mało, bo aby dane mogły być przekazywane, konieczny jest konwerter Modbus wraz z niezbędnym zasilaczem (do jednego konwertera może być podpiętych kilka liczników):

Zakup niewłaściwych liczników

Zanim przejdziemy do dalszych zagadnień, zwrócę uwagę na często popełniany błąd, jakim jest pochopny zakup produktu na podstawie jego wyglądu. Wydaje się niemożliwe? A jednak, jak pokazuje, życie takie zakupy nie są rzadkością. Analizując poniższe zestawienie, zwróć uwagę, że podobnie wyglądające produkty mogą nie mieć protokołu komunikacyjnego lub mieć protokół tylko w różnych standardach.

Mając rzetelne dane dotyczące zużycia energii elektrycznej, można przejść do automatyzacji wybranych czynności, ale warto pamiętać, że automatyka powinna być dostosowana do oczekiwań inwestora, więc warto rozważyć różne rozwiązania i wybrać to, które najlepiej będzie pasowało do konkretnej sytuacji.

Rozmawiając o automatyzacji w oszczędzaniu prądu, najczęściej realizowane są scenariusze:

• o stałej, określonej godzinie włącz urządzenie lub oświetlenie na zaprogramowany czas,
• po ręcznym włączeniu urządzenia, lub oświetlenia wyłącz je po upływie zaprogramowanego czasu,
• po wykryciu obecności osób automatycznie włącz dane urządzenie, lub oświetlenie i wyłącz, jeśli nie będzie ruchu przez określony czas.

Automatyzacja w oszczędzaniu prądu — przykład wentylatora

Ale nie możemy również zapominać o bardziej zaawansowanych procesach automatyki, np. włącz wentylator, jeśli wilgotność w pomieszczeniu wzrośnie powyżej 80% i jest zamknięte okno, i wilgotność na zewnątrz jest poniżej 70% i w danym pomieszczeniu nie przebywa człowiek (jest brak ruchu), jeśli warunki dotyczące wilgotności są spełnione, ale gdy wykryjesz ruch to do czasu jego trwania, zablokuj włączenie wentylatora lub wyłącz wentylator.

Przykład wentylatora sterowanego na podstawie wilgotności panującej w pomieszczeniu dałem celowo, bo dzięki utrzymaniu wilgotności na określonym poziomie zapobiegamy powstawaniu pleśni i grzybów co ma bezpośredni związek ze zdrowiem przebywających w pomieszczeniu osób (więc temat związany z bezpieczeństwem), a jednocześnie mogą wystąpić warunki, w których wentylator pracujący nawet przez długi okres nie obniży wilgotności poniżej pewnego poziomu.

Pamiętajmy, że w okresie, gdy pada deszcz, wilgotność na zewnątrz budynku potrafi wzrosnąć i utrzymywać się na poziomie przekraczającym 85% w związku z tym (rozpatrując np. halę magazynową lub łazienkę bez systemów osuszania) wentylator nie jest w stanie, przetłaczając powietrze, obniżyć wilgotność poniżej tej, jaka panuje na zewnątrz.

Jednocześnie wentylator w porównaniu z innymi urządzeniami może nie zużywa gigantycznych ilości energii, ale jeśli uwzględnimy, że w niektórych warunkach może pracować bez przerwy nawet przez kilka dni, przez co w skali roku ilość zużytej energii elektrycznej może być zauważalna w rachunku za prąd.

Kto może zautomatyzować zużycie energii elektrycznej?

Czy opisany sposób działania wentylatora (z wszystkimi opisanymi zależnościami) jest skomplikowany do wykonania? Nie, jeśli do sterowania wykorzystamy np. programowalny przekaźnik logiczny Finder OPTA PLUS 8A.04.9.024.8310 i od razu zaznaczę, że brak umiejętności programowania nie jest przeszkodą przed zastosowaniem przekaźnika OTPA.

Dlaczego? Nie można znać się na wszystkim. Wystarczy, że instalator odpowiednio dobierze sprzęt, zgodnie ze schematem podłączy pod wejścia czujniki, a pod wyjścia urządzenia wykonawcze (najczęściej należy dodatkowo użyć styczników lub przekaźników, ale o tym w dalszej części opracowania). Następnie instalator musi opisać programiście sterowników PLC lub przekaźników swobodnie programowalnych, w jaki sposób ma działać automatyka.

Programista przygotowuje program i najczęściej zdalnie pomaga w jego uruchomieniu (dzisiejsza technologia związana ze zdalnym dostępem do urządzeń lub możliwość przeprowadzania telekonferencji znacznie ułatwia pracę). Pytanie, gdzie szukać odpowiednich programistów? Najlepiej pytać u producentów, którzy najczęściej współpracują z programistami i mogą w pomóc, kontaktując odpowiednie osoby.

Może okazać się, że znalezienie programisty jest łatwiejsze, niż przypuszczasz, a może ktoś z Twoich znajomych mógłby się tego podjąć? Trzeba pamiętać, że przekaźnik OPTA można zaprogramować na wiele sposobów, wykorzystując tradycyjne języki: Drabinkowy (LD); Bloków funkcyjnych (FBD); Tekst strukturalny (ST); Schematy funkcyjne (SFC); Listy instrukcji (IL); lub za pomocą popularnego języka Arduino poprzez program Arduino IDE

Jak wybrać właściwy przekaźnik logiczny?

Wróćmy do produktów, jakimi można zrealizować taką automatykę. Podstawowe zagadnienie to wybranie właściwej wersji sterownika. W przypadku OPTY mamy do wyboru trzy modele:

Jednym z częściej stosowanych przekaźników programowalnych z oferty Finder jest sterownik OPTA wersja Plus 8A.04.9.024.8310.

Sam sterownik często ma za mało wejść lub wyjść cyfrowych i/lub analogowych w stosunku do potrzeb instalatora więc w automatyce realizuje się to poprzez dokładanie do podstawowej jednostki sterującej potrzebnych modułów rozszerzeń. Z oferty Finder do dyspozycji mamy trzy produkty:

Moduł rozszerzeń OPTA ‑ 16 wejść cyfrowych/analogowych (0 - 10 V), 8 wyjść przekaźnikowych 6A, 8A.58.9.024.1600

Moduł rozszerzeń OPTA ‑ 16 wejść cyfrowych lub analogowych (0 - 10 V), 8 wyjść SSR 6 A) 8A.88.9.024.1600

Moduł rozszerzeń OPTA ‑ 6 wej. analogowych 0 - 10 V, 4 - 20 mA,PT100 (2‑3‑przewodowy), 2 wyj. analogowe 0 - 10 V, 4 – 20 mA. 4P WM 8A.26.9.024.0600

Jakie wejście wybrać — cyfrowe czy analogowe?

Czy zwróciłeś uwagę, że w opisanych modułach są wejścia cyfrowe lub analogowe, czyli uniwersalne? Programista sam decyduje, czy wejście jest analogowe np. typu 0 – 10 V, czy cyfrowe.

W module 8A.58.9.024.1600 można wybrać: jedenaście wejść cyfrowych i pięć analogowych oraz mamy wyjścia przekaźnikowe a w module 8A.88.9.024.1600 mamy taką samą możliwość programowania wejść z tą różnicą, że mamy półprzewodnikowe wyjścia SSR (Solid State Relay). Gdy potrzebujemy innych możliwości, możemy wybrać moduł 8A.26.9.024.0600, w którym jest sześć definiowalnych wejść i programista sam wybiera czy wejścia są typu: PT 100; 0 - 10 V, czy 4 - 20 mA. W tym module mamy cztery wyjścia typu PWM i do wyboru dwa analogowe typu: PT 100; 0 - 10 V, czy 4 - 20 mA.

Osobom, które do tej pory nie miały styczności z przekaźnikami programowalnymi, warto wyjaśnić, że do większości dostępnych na rynku sterowników należy dokupić licencję lub niektóre programuje się z użyciem płatnego oprogramowania. W związku z tym warto szczególnie podkreślić, że decydując się na wybór przekaźnika programowalnego OPTA, nie trzeba liczyć się z żadnymi dodatkowymi kosztami licencji, lub oprogramowania. Finder w przekaźniku OPTA wykorzystał bezpłatne otwarte oprogramowanie (IDE ARDUINO).

Codzienna praca pokazuje, że czasami w ofercie każdego producenta może brakować pewnych rozwiązań potrzebnych do zrealizowania automatyki. W takich sytuacjach warto pamiętać, że moduły rozszerzeń komunikują się z jednostką centralną, jaką jest przekaźnik OPTA za pomocą ustandaryzowanego protokołu komunikacji np. Modbus. Dzięki temu doświadczony automatyk lub producent może podpowiedzieć rozwiązanie, w którym do OPTY Findera można dołożyć moduły rozszerzeń innego producenta.

Styczniki modułowe a elementy automatyki i obciążenie

Warto pamiętać, że niezależnie od producenta elementy automatyki np. przekaźniki PLC, przekaźniki czasowe, różne czujniki, termostaty, styki pomocnicze, łączniki miniaturowe, czujniki ruchu itp. mają stosunkowo niewielką obciążalność wyjść przekaźnikowych, lub półprzewodnikowych.

Niestety spora część osób podczas doboru produktów popełnia poważny błąd, sugerując się wartością podanego na aparacie prądu znamionowego, co skutkuje sklejaniem się styków, a w ostateczności może doprowadzić nawet do pożaru. O co chodzi? Zagadnienie obciążalności omówmy na przykładzie popularnego stycznika stosowanego w układach automatyki.

Jaka Twoim zdaniem jest obciążalność stycznika modułowego 2Z 25 A 24 V AC/DC, ze wskaźnikiem zadziałania + LED, 17,5 mm 22.32.0.024.4320?

Odpowiedź na to proste i podstawowe pytanie nie jest oczywista, bo rozbieżności nawet według producenta są od 25 A do 1 A (a nawet mniej). Jak to możliwe? Wszystko zależy od rodzaju obciążenia, jakie podłączamy pod styki. Nie wierzysz? Przeanalizuj poniższe zestawienie (źródło katalog Finder).

Ale to nie wszystko. Zobacz, że producent w powyższym zestawieniu wyraźnie zaznacza dodatkowe parametry związane z kategoriami obciążenia, które rzadko są brane pod uwagę przez wykonawców:

AC-7a - Obciążenia o małej indukcyjności (cośφ = 0,8)
AC-7b - Obciążenia silnikowe; (cośφ = 0,45, I_łącz. = 6x I_rozł.)
AC-7c - Lampy wyładowcze elektryczne kompensowane (cośφ = 0,9; C = 10 mF/A)

A potem przychodzi życie, które pisze własne scenariusze. Niestety nie należą do rzadkości sytuacje, w których po uruchomieniu instalacji użytkownik w dobrej wierze sam (bez konsultacji z elektrykiem) dokonuje zmian rodzaju obciążenia, co może przyczynić się do awarii.

Powagę sytuacji najprościej pokazać porównując wymianę oświetlenia z tradycyjnych źródeł światła (żarówek) na LED-y (bo według użytkownika skoro zmniejsza moc źródeł światła, to dla „wszystkich” może być tylko lepiej). Czy na pewno? Jaką maksymalną moc pozwala podłączyć Finder pod styki omawianego stycznika 22.32.0.024.4320

Jak widać na powyższym przykładzie stycznika 25 A w zależności od zamontowanych „żarówek”, różnica w maksymalnej bezpiecznej do załączania i wyłączania mocy jest 10-krotna.

Oszczędzanie prądu a obawy przed stosowaniem automatyzacji

Wracając do oszczędzania prądu: Wiem, że cześć osób ma obawę przed stosowaniem automatyzacji. Twierdzą, że automatyka i czujniki to wrażliwe elementy, które mogą łatwo się popsuć. Ale, czy ta obawa jest uzasadniona?

Owszem, wszystko może ulec awarii, ale jeżeli instalacja elektryczna jest wykonana według aktualnie obowiązujących standardów, szczególnie jeśli ma dobrze wykonaną kompletną ochronę przeciwprzepięciową, oraz obciążenia styków są właściwie dobrane i cała automatyzacja jest dobrze przemyślana (najgorsze są nieprzemyślane układy, które po jakimś czasie próbuje się wzajemnie zintegrować w całość) i jeśli elementy automatyki są właściwie dobrane, czyli podczas wyboru elementów jedynym kryterium nie była niska cena, to praktyka pokazuje, że automatyka przez długie lata działa bezawaryjnie.

Jednak mimo wszystko dla pewności można zastosować element wykonawczy np. stycznik z możliwością ręcznego sterowania np.: stycznik modułowy 2Z 25 A 24 V AC/DC funkcja Auto‑On‑Off wskaźnik zadziałania + LED 17,5 mm 22.32.0.024.4340. Dzięki temu niezależnie od automatyki w każdym momencie można przestawiając suwak, ręcznie włączyć lub wyłączyć dany obwód.

Styki pomocnicze do styczników

Wracając do automatyki, warto wspomnieć o zagadnieniu związanym z potwierdzeniem wykonania pewnych funkcji np. załączenie przekaźnika lub załączenie stycznika powinno być sygnałem, który uruchamia inną funkcjonalność, ale jak to zrobić, jeśli stycznik nie ma odpowiedniej ilości styków, lub jeśli stycznik ma styki zwierne, a w układzie dodatkowej automatyki potrzebujemy styk rozwierny lub przełączy? W takiej sytuacji wystarczy, że do omawianych powyżej styczników dołożymy styki pomocnicze np.: styk pomocniczy do styczników serii 22.32/22.34 konfiguracja 1Z 1R 022.35.

Zegary czasowe — automatyzacja oszczędzania prądu

Jednak nie zawsze konieczne jest stosowanie zaawansowanych sterowników i pisanie na nie oprogramowania. Często w procesach automatyki, które wspierają oszczędzanie energii elektrycznej, wystarczy zastosować sterowanie czasowe np. za pomocą zegarów sterujących, dzięki którym można ustawić programy dla danego dnia, i/lub w innych dla każdego dnia tygodnia i/lub innych dla każdego dnia roku.

W sprzedaży są również zegary sterujące, które na podstawie miejsca zainstalowania dla każdego dnia wyliczają godziny wschodów i zachodów słońca, dzięki czemu załączanie lub wyłączanie różnych urządzeń można uzależniać od pory dnia.

Zwracam uwagę, że sterowanie za pomocą zegara nie musi odbywać się tylko w systemie włącz/wyłącz. Nowoczesne zegary sterujące mogą sterować sygnałem analogowym 0 – 10 V lub PWM a wykorzystując dodatkowe elementy np. ściemniacze w zależności od pory dnia, lub nocy można automatycznie sterować natężeniem oświetlenia.

Można spotkać się z opinią niektórych elektryków, że nie lubią zegarów sterujących ze względu na możliwe różnice w czasie rzeczywistym a czasie, jaki wskazywany jest przez automatycznie działający zegar.

Owszem, po jakimś czasie takie rozbieżności czasu są możliwe w każdym urządzeniu, które posiada zegar i nie ma połączenia np. z Internetem, ale w procesach, w których dokładna godzina jest ważna, można zastosować zegar sterujący, który mimo braku połączenia z Internetem za pośrednictwem zewnętrznej anteny automatycznie synchronizuje czas i dodatkowo daje możliwość rozbudowy za pomocą współpracujących z nim modułów rozszerzeń wejść i wyjść np. Zegar cyfrowy roczny, astronomiczny z możliwością rozszerzenia wyjść i wejść 2P 16A 230 V AC/DC 12.B2.8.230.0000.

Zastosowanie zegarów sterujących

Zegar sterujący można również wykorzystać do włączania np. wygrzewania buforów ciepła w godzinach, gdy ze względu na wybraną taryfę np. G12w prąd jest tańszy. Kończąc temat zegarów, warto pamiętać, że nowoczesne zegary sterujące pozwalają na wygodne programowania za pomocą aplikacji zainstalowanej na urządzeniach z technologią Bluetooth i NFC z systemem Android lub Apple, oraz lokalnie za pomocą wbudowanego joysticka.

Rozwój automatyki a oszczędzanie prądu

Podsumowując, obecnie automatyka wspierana przez nowoczesną technologię rozwija się bardzo szybko i rzeczy, które do niedawna były trudne lub drogie w realizacji, więc dostępne tylko dla grupy nielicznych osób szybko tanieją, przez co stają się ogólnie dostępne. W związku z tym warto nieustannie szukać informacji na temat integracji, jakie dają zewnętrzne platformy np. Home Assistant lub możliwości, jakie daje wykorzystanie rozwiązań różnych producentów dzięki standardom takim jak: Modbus, 0-10 V, 4-20 mA, PWM itp.

Czyli jak obniżyć rachunki za prąd?

Wracając do postawionego w tytule artykułu pytania: Jak skutecznie obniżyć rachunki za prąd? Odpowiedź może być tylko jedna. Należy w przemyślany sposób korzystać z energii elektrycznej, dzięki czemu można zmniejszyć ilość zużytych kWh, które stanowią sporą częścią rachunku.

Dodatkowo, jeśli masz wiedzę, jak zużywana jest energia elektryczna (zagadnienie omawiałem na początku artykułu w wątku dotyczącym liczników) można zapoznać się z ofertą dostępnych taryf (może warto zmienić nie tylko taryfę, ale i dostawcę energii) i dopasować najlepszą do swojego zużycia taryfę a automatyce powierzyć odpowiednie sterowanie urządzeniami tak, aby największe zużycie prądu przypadało w okresie, gdy Twój prąd jest najtańszy.

Tabela nr 1

*cena zawiera podatek akcyzowy: 0,005 zł/kWh
** cena zawiera podatek akcyzowy: 0,005 zł/kWh oraz podatek od towarów i usług (VAT) 23%

Tabela nr 2

*cena zawiera podatek akcyzowy: 0,005 zł/kWh
** cena zawiera podatek akcyzowy: 0,005 zł/kWh oraz podatek od towarów i usług (VAT) 23%

Źródło: obie tabele pochodzą z oferty taryfy TAURON

Kto powinien zająć się automatyką zużycia prądu w Twoim domu lub mieszkaniu?

Odnośnie automatyki należy porzucić stereotypy. Nie ma ludzi, którzy znają się na wszystkim i jeśli chcesz mieć dobrze wykonaną automatykę, to jeśli jesteś wykonawcą, możesz skorzystać z usług innych fachowców, którzy jako Twoi podwykonawcy wykonają część prac.

Jeśli jesteś inwestorem, możesz zatrudnić firmę, która dysponuje odpowiednim doświadczeniem i specjalistami z różnych branż albo jeśli masz odrobinę wiedzy branżowej, możesz samodzielnie podzielić prace na etapy i zrealizować wykorzystując umiejętności kilku fachowców np.:

• elektryka, który wykona instalację i podłączy niezbędne urządzenia i zabezpieczenia,
• programisty lub integratora, który napisze odpowiednią automatykę i wykona integrację pomiędzy różnymi platformami,
• teletechnika, czyli osoby, która wykona lub dostosuje do odpowiednich wymagań infrastrukturę teletechniczną np. switche, routery, sieć Wi-Fi i LAN.

Wybór kilku fachowców może okazać się trudniejszy, ponieważ oznacza, że jedna osoba musi wyznaczyć zadania dla innych wykonawców i dopilnować, aby każdy należycie wykonał swoją pracę, bo tylko to daje gwarancje, że wszytko będzie niezawodnie pracowało, tworząc jedną rozbudowaną i zautomatyzowaną instalacje.

Automatyzacja zużycia prądu — kiedy się zwróci?

Muszę poruszyć jeszcze zagadnienie związane z finansami, czyli czy i kiedy zwróci się tak wykonana automatyka? Przed podjęciem decyzji o automatyzacji trzeba pamiętać, że dzięki dobrze zaprogramowanej automatyce można uzyskać oszczędności na zużyciu energii elektrycznej, wody, lub ogrzewaniu, ale wykonanie automatyzacji kosztuje, więc zwrot kosztów należy rozpatrywać w dłuższym okresie (często kilku lat). Na szybkość zwrotu inwestycji wpływ może mieć chyba jedyna stała rzecz, jaką jest wzrost cen prądu, gazu, wody, opału.

Przykład:
Oświetlenie zewnętrzne domu z ogrodem. Kilka lamek ogrodowych, oświetlenie podbitki... Przyjmijmy łącznie 200 W w LED-owych źródłach światła, które świecą od zmierzchu do świtu (sterowane czujnikiem zmierzchowym):

• okres letni od 22:00 do 4:00, czyli 6 godzin
• okres zimowy od 17:00 do 8:00, czyli 15 godzin

Dla uproszczenia przyjmujmy, że przez pół roku oświetlenie będzie załączone przez 6 godzin i przez pozostałą część roku przez 15 godzin co łącznie daje nam:

6 h * 185 dni = 1 092 h
15 h * 185 dni = 2 730 h

W sumie otrzymujemy 3 822 godziny działania tego oświetlenia w skali roku. Mamy niezbędne dane więc możemy oszacować koszty pracy tego oświetlenia:

Ile można zaoszczędzić na automatyzacji zużycia energii elektrycznej?

Zobaczmy, ile można zaoszczędzić automatyzując ten proces? Oświetlenie będziemy włączać 15 minut po zachodzie słońca i wyłączać 15 minut przed wschodem słońca i dodatkowo ustawimy przerwę nocną od 00:00 do 5:00 w okresie, gdy ludzie praktycznie się nie przemieszczają, więc nikt nie będzie podziwiał naszego ogrodu. Przy takich założeniach zmieni się ilość godzin świecenia, czyli:

• okres letni od 22:00 do 4:00 z uwzględnieniem przerwy daje nam 2 godziny
• okres zimowy od 17:00 do 8:00, czyli po uwzględnieniu przerwy mamy 10 godzin

Dla uproszczenia przyjmujmy, że przez pół roku oświetlenie będzie załączone przez 6 godzin i przez pozostałą część roku przez 15 godzin co łącznie daje nam:

2 h * 185 dni = 364 h
10 h * 185 dni = 1 820 h

W sumie z uwzględnieniem przerwy nocnej otrzymujemy 2 184 godziny działania oświetlenia w skali roku. Zmienił się czas działania oświetlenia więc powtórzmy obliczenia:

Podsumowując w okresie pięciu lat, dzięki zastosowaniu automatyzacji w omawianej instalacji można zaoszczędzić 1 017,53 zł.

Przedstawione uproszczone wyliczenie jest obarczone błędem, który nie uwzględnia wzrostu cen prądu. Wzrosty te są trudne do określenia, ale na podstawie danych historycznych można przyjąć pewne szacunki:

Analizując ostatnie pięć lat, przyjmijmy, że średnio cena energii elektrycznej będzie rosła 5% w skali roku. W związku z tym przeliczmy jeszcze raz koszty oświetlenia oraz sprawdźmy, jaką otrzymamy oszczędność?

Z uwzględnieniem założeń, które przyjąłem do obliczeń w okresie pięciu lat, tylko na sterowaniu oświetleniem zewnętrznym można uzyskać oszczędności na „prądzie” w kwocie 1 124,49 zł.

Skoro znamy już orientacyjną kwotę oszczędności, sprawdźmy, ile będzie kosztować automatyka takiego procesu?

Do automatyzacji wybiorę cyfrowy zegar astronomiczny 16 A jednokanałowy z przerwą nocną 12.81.8.230.0000, który w dniu pisania tego artykułu kosztuje 379,15 zł i może dokonywać przełączeń obciążenia LED-ów zasilanych z 230 V o mocy do 400 W.

W związku z tym uwzględniając zakup automatyki, po okresie pięciu lat w omawianej sytuacji otrzymujemy szacowane oszczędności w kwocie około 1 120 zł, więc zostaje nam na robociznę związaną z montażem i moim zdaniem wykonanie tej automatyzacji ma ekonomiczne uzasadnienie.