Tekoäly- ja digitaalisiin ratkaisuihin sijoittaminen voi tuntua vaikealta, kun kyseessä on ”pieni”, noin 4 700 asuntoa omistava julkinen asuntoyhtiö. Andreas Skälegård on Uddevallahemin energiastrategisti ja avainhenkilö siinä, että yhtiö on koostaan huolimatta investoinut energiatehokkuuteen nykyaikaisella teknologialla.
”Tässä kontekstissa Uddevallahem on pienkiinteistön omistaja, jolla on vain vähän henkilökuntaa eikä lainkaan taloudellisia resursseja kehitystyöhön. Meidän on luotettava kaupallisten toimijoiden kehittämiin palveluihin. Voimme esimerkiksi hyödyntää Kionan teknologiakehitystä, joka on jatkunut lähes 20 vuotta ja jonka tekemä työ hyödyttää paitsi meitä, myös muita asiakkaita”, hän sanoo.
Viime vuosina standardoitujen ja helppokäyttöisten tuotteiden saralla on tapahtunut paljon kehitystä. Tämä on osaltaan rohkaissut Uddevallahemia ottamaan nyt askeleen oman ekosysteemin rakentamiseksi, ja se koostuu avoimista rakennusautomaatio- ja energianhallinta -alustoista.
Järjestelmän palaset
Uddevallahem on aiemmin käyttänyt Edgen tekoälyä rakennustensa lämmityksen hallintaan, joten yhteistyö oli entuudestaan tuttua. Uddevallahemin rakentama ekosysteemi koostuu yksinkertaisesti useista palapelin palasista. Keskeisiä osia ovat Schneiderin SCADA-alusta EcoStruxure, joka on yhdistetty moderneihin alakeskuksiin sekä huoneistojen lämpötila-anturit. Anturit on liitetty joko langalliseen M-Bus-väylään, tai langattomaan ja lisensoimattomaan LoRaWan-väylään.
Andreas Skälegårdin mukaan LoRaWanin etuna on sen radiostandardi, joka kuulee erittäin hyvin vastaanotettavaa signaalia. Uddevallassa on neljä antennia, jotka kattavat koko urbaanin alueen ja vastaanottavat mittaustietoa jopa "ikkunattomissa kellareissa" sijaitsevilta laitteilta.
Uddevallahemin järjestelmäarkkitehtuuri sisältää Schneider EcoStruxure -ratkaisun, SCADA-alustan, johon Edge integroituu tässä tapauksessa MQTT-välittäjän kautta. EcoStruxure tilaa kaikki Kiona MQTT:hen tehdyt päivitykset ja tekee jatkuvasti muutoksia kunkin rakennuksen omiin alakeskuksiin.
Yksi esimerkki voisi olla, että Kiona Edgen tekoäly on luonut rakennukselle uuden lämmityskäyrän, joka julkaistaan MQTT-välittäjälle. EcoStruxure tilaa sieltä päivityksiä, havaitsee uusia tai muuttuneita tietoja tietystä kiinteistöstä. Nämä muuttuneet tiedot tai päivitykset viedään rakennuksen alakeskukselle.
Palapelin eri osien välinen yhteys sujuu nopeasti ja helposti.
MQTT-välittäjä toimii keskuksena
Kiona MQTT -välittäjä – Tämä ominaisuus toimii kuten OneDrive data, jossa eri sidosryhmät, käyttäjät ja toimittajat, joilla on valtuutus, voivat työskennellä saman "asiakirjan" parissa samanaikaisesti.
Rakenne perustuu Node-RED -ohjelmistoon, joka on siirtoperusteinen, matalan koodin kehitystyökalu laitteiden, APIen ja verkkopalvelujen yhdistämiseen. Luomalla JavaScript-funktioita selainpohjaisessa käyttöliittymässä on määritetty siirtoeditori. Tätä voidaan verrata Excel-taulukkoon, jossa on välilehtiä erityyppisille tiedoille. Esimerkiksi sisäilmalle on oma välilehti, ja ohjaukselle on omansa.
MQTT-välittäjä ohjaa, mitä EcoStruxure (SCADA) -ratkaisun tulee kussakin kiinteistössä tehdä.
Näin älyä hyödynnetään
Jokaisesta huoneistosta jatkuvasti saatava lämpötiladata opettaa tietomallia automaattisesti tekoälyn ja koneoppimisen avulla. Se oppii tuntemaan talon, miten rakennus käyttäytyy eri ulkoilman olosuhteissa ja kuinka lämpöhidas se on. Tietomalli tarvitsee myös parametreja, kuten päivämäärä, aika sekä paikallinen sää. Edge lähettää tiedot lämmönjaon alakeskuksen kautta ja yhdistää ne huoneistojen lämpötiladataan. Tieto kulkee molempiin suuntiin ja opettaa järjestelmälle, mitä ohjauslämpötilaa säätimelle tulee lähettää.
Edge kerää useita eri mitta-arvoja ja jalostaa niistä kiinteistökohtaisen asetusarvon, joka lähetetään jokaiselle yksittäiselle rakennukselle. Kiona on kehittänyt teknologiaansa niin pitkään, että perinteiset asetusarvojen laskentamenetelmät eivät kykene Edgen tarjoaman energiatehokkuuden kanssa kilpailemaan.
Hän myös uskoo, että laskelmien tai asetusarvolaskelmien algoritmien tallentaminen ulkoiseen pilveen, kuten Kiona tekee, tarjoaa useita etuja. Hänen mukaansa toimittajat, jotka rakentavat teknologiansa tällä tavalla, voivat olla erittäin ketteriä algoritmien kehittämisessä ja lisätä muiden tietolähteiden syötteitä. Ne myös voivat muokata algoritmeja siten, että eri tuloparametreilla on suurempi tai pienempi vaikutus asetusarvoihin.
”Kiona kehittää algoritmeja omassa IT-ympäristössään. Asiakkaille ei tarvitse siirtää ohjelmia tai päivityksiä, jotka aina vievät aikaa ennen käyttöönottoa, ja aika on rahaa. Kaikki tämä tekee järjestelmäkehityksestä kustannustehokasta ja mikä tärkeintä, myös nopeampaa toteuttaa useammissa rakennuksissa.”
Sen lisäksi, että laskelmat ovat "pilvessä", palvelu sisältää visuaalisen mallin Uddevallahemin eri rakennuksista, joita järjestelmä ohjaa. 3D-mallit havainnollistavat kaiken selkeästi ja näyttävät jokaisen huoneiston lämpötila-anturin pienenä pisteenä eri väreissä: sinisenä, vihreänä tai punaisena asunnon lämpötilan mukaan.
Mallia voi tutkia eri kulmista, ja aikajanan avulla myös eri ajankohtina. Tämä antaa tietoa rakennuksesta visuaalisessa muodossa, jonka sitten voi viedä käytännön toimenpiteisiin.
Tulokset
Projekti saadaan päätökseen alkusyksyllä 2024 yhdistämällä noin puolet Uddevallahemin rakennuksista ekosysteemiin. Prosessi suoritetaan napin painalluksella.
”Se vaikuttaa merkittävästi siihen, miten me Uddevallahemissä työskentelemme kiinteistöjemme automaation ja tehokkuuden parissa”, sanoo Andreas Skälegård.
Tämä lähestymistapa perustuu koodiin eikä vaadi fyysisen laitteiston asentamista, kuten aiemmin. Koodi lisätään lämmityskeskukselle ja toistetaan kymmenille muille keskuksille. Tämä on paljon nopeampaa kuin asentajan tilaaminen laitteiston asentamista varten. Asennustyön toistaminen rakennuksissa on koodin replikointia huomattavasti hitaampaa. Tämä tuo myös useita etuja, kuten esimerkiksi päivitykset, jotka tapahtuvat suoraan ja automaattisesti, sisältäen AI-algoritmien syöttämisen energian optimointiin. Lisäksi on luotu ekosysteemi, joka on dynaaminen, joustava ja skaalautuva.