Výzkum

 

Firma Energocentrum Plus se dlouhodobě soustředí na výzkum v oblasti pokročilého řízení budov. Popis nejvýznamnějších projektů je uveden níže, případně v některém z následujících veřejných odkazů pro obecné popisy projektů:

• Prediktivní řízení vytápění budov - pilotní aplikace, portál TZB-info - obecný popis pilotní aplikace řízení vytápění metodou MPC
• Matematika v roli topiče, Česká televize, pořad Port - popis metody MPC
• Prediktivní řízení soustav vytápění budov, portál TZB-info

a v dalších zahraničních odborně specializovaných prezentacích:

• Široký J., Oldewurtel F., Cigler J., Prívara S.: Experimental analysis of model predictive control for an energy efficient building heating system, Applied Energy, Volume 88, Issue 9, September 2011
• Ferkl L., Široký J.: Ceiling radiant cooling: Comparison of ARMAX and subspace identification modelling methods. Building and Environment, Volume 45, Issue 1, January 2010, Pages 205-212
• S. Prívara, J. Široký, L. Ferkl, J. Cigler: Model predictive control of a building heating system: The first experience, Energy and Buildings,vol. 43, no. 2, pp. 564-572, 2011.
• S. Prí­vara, J. Cigler, Z. Váňa, F. Oldewurtel, C. Sagerschnig and E. Žáčeková, “Building modeling as a crucial part for building predictive control”, Energy and Buildings, no. 0, pp. - , 2012.

Projekty podporované Ministerstvem průmyslu a obchodu

Inteligentní řízení a diagnostika vzduchotechnických jednotek - CZ.01.01.01/01/22_002/0000537

Energocentrum Plus, s.r.o., jako spoluřešitel projektu vedeného firmou Mandík a.s., se podílí na modernizaci řízení a monitoringu vzduchotechnických jednotek (VZT). Naším hlavním úkolem je navrhnout a implementovat systém, který zahrnuje datově založenou diagnostiku provozu VZT a algoritmy pro flexibilní spotřebu elektrické energie.  Diagnostický systém, využívající strojového učení a expertních fyzikálních pravidel, umožní vzdálený monitoring a včasnou detekci poruch, což zajistí dlouhodobou životnost a hospodárnost provozu vzduchotechnických jednotek.

RoboPID - diagnostika a automatické ladění parametrů regulátoru pro průmyslové využití v budovách - CZ.01.1.02/0.0/0.0/21_374/0026965

Projekt je zaměřen na vývoj robustního systému automatického ladění řídicích smyček technických zařízení budov. Cílem projektu je implementovat nově navržený algoritmus klasifikace odezvy řídicího systému a systém automatické kalibrace parametrů regulace, který monotónně zlepšuje kvalitu řídicí smyčky. Záměrem projektu je tyto algoritmy implementovat v jazyce pro průmyslové počítače (PLC) a validovat je poloprovozním testováním v reálných budovách. 

Otevřený dispečerský systém uplatňující principy business intelligence a sémantického popisu dat - CZ.01.1.02/0.0/0.0/20_321/0024003

Projekt v rámci OP PIK Aplikace VIII je řešen ve spolupráci s ČVUT (UCEEB). Tvání je 2021 - 2023. Projekt ma za cíl vývoj nové generace dispečerského SCADA systému, který bude unikátní extenzivním využitím sémantických dat a vizualizací ve stylu business intelligence nástrojů. Díky tomu bude umožňovat dramatické zefektivnění práce zejména pro zákazníky s rozsáhlými instalacemi. Kromě výrazného snížení počátečních nákladů na vizualizaci a její údržbu ocení zákazníci zejména dynamické pohledy na data, které umožní komplexní pohled na velké technologické soustavy.

Nástroje pro aktivní energetický management - CZ.01.1.02/0.0/0.0/16_084/0009838

Projekt v rámci OP PIK Aplikace III je řešen ve spolupráci s ČVUT (UCEEB). Tvání je 2017 - 2019, projekt se zaměřuje na vývoj analytických algoritmů a nástrojů pro automatizované hledání neúsporných provozů technického zařízení budov a podpůrných průmyslových technologií. Cílem projektu je vývoj komplexní sady softwarových nástrojů pro nízkonákladový dohled nad chodem technologií za účelem jejich optimalizace. 

Integrace systémů budov a aplikace inteligentních algoritmů ovlivňujících spotřeby energií budov a obytných domů - 2A-1TP1/084

Projekt podporovaný MPO v rámci programu Trvalá prosperita řešený v letech 2006-2011 (řešitel Energocentrum Plus). Výzkumná část projektu se zaměřila na uplatnění metod detekce poruch při provozování budov a na prediktivní řízení budov. V rámci projektu se podařilo úspěšně aplikovat prediktivní řízení na pilotní budově v Praze Dejvicích. Analýzou výsledků se poté ukázalo, že navržený regulátor uspoří 16-27% nákladů na vytápění v porovnání s dobře naladěným konvenčním regulátorem. Aplikace prediktivního řízení v reálném provozu na tak velké budově byla i v celosvětovém měřítku unikátní, což dokládá například publikace tří článků u impaktovaných časopisech (Energy and Building, Building and Enviroment, Applied Energy). Unikátnost této pilotní aplikace také umožnila navázání aktivní spolupráce s předními univerzitními pracovišti v oboru prediktivního řízení budov (ETH Zurich a KU Lueven).

Vývoj systému pro vyhodnocování zkoušek tvrdosti s důrazem na výzkum nových možností analýz materiálových vlastností polymerů a uplatnění výsledků na trhu - FR-TI1/487
Projekt podporovaný MPO v rámci programu TIP řešený v letech 2009-2012 (spoluřešitel Energocentrum Plus). Energocentrum Plus v rámci projektu vyvíjí software pro automatické vyhodnocování zkoušek tvrdosti s využitím algoritmů počítačového vidění.

 

Projekty podporované Technologickou agenturou ČR

Cloudová platforma pro analýzu energetických dat pomocí umělé inteligence (FW06010211)

Cílem projektu je vývoj cloudové platformy využívající algoritmů umělé inteligence pro optimalizaci provozu technického zařízení budov. Pomocí umělé inteligence bude možné detekovat anomálie ve spotřebě energie a dosahovat snižování energetické náročnosti budov. Dále bude možné využívat predikci spotřeby energie a tím lépe reagovat na požadavky plynoucí z integrace obnovitelných zdrojů a modernizace energetické soustavy, jako je prevence překročení odběrových špiček nebo rozložení spotřeby energie v čase. Návrh projektu vychází ze zkušeností hlavního řešitele a obou spoluřešitelů s uplatňováním metod umělé inteligence v energetice, a to jak z výzkumně vývojového, tak obchodního pohledu.

Systém automatické detekce a diagnostiky chyb technických zařízení budov - FaDeDiS

Cílem projektu byl vývoj nových algoritmů a nástrojů, které umožní automaticky detekovat chyby a nehospodárný provoz technologických zařízení v budovách a to včetně hledání vhodné grafické prezentace zjištěných chyb a srozumitelné způsoby předání informace o nalezených chybách lidským expertům. Probíhala implementace algoritmů do pilotního softwaru pro automatickou detekci chyb v produkčním prostředí, vyladění uživatelského rozhraní a odzkoušení algoritmů v rámci zkušebního provozu na několika desítkách prvků technických zařízení budov.

Znalostní řízení biotechnologické výroby antibiotika nystatin

Hlavním cílem projektu je zvýšení produkce antibiotika nystatin v důsledku snížení variability výtěžků jednotlivých šarží fermentační části výroby. Prostředkem pro dosažení tohoto cíle je návrh znalostního řízení fermentačních procesů jako nadřazené řídicí úrovně nad klasickým stávajícím řídicím systémem. V návaznosti na analýzu procesu budou vytvořeny jeho matematické a fyziologické modely, na jejichž základě bude navržena konkrétní strategie znalostního řízení, která přinese úspory na straně energií a vstupních surovin a zvýší výtěžnost fermentačního rocesu. Navržené řešení bude aplikováno na výrobu antibiotika nystatinu, přičemž bude snadno přenositelné i na výrobu dalších antibiotik produkovaných rodem Streptomyces.

Projekty podporované Hlavním městem Praha

Inovační Voucher (2020) - Návrh a pilotní implementace obecného systému řízení vzduchotechnických jednotek

V roce 2020 získala firma Energocentrum Plus,s.r.o. podporu z Evropských strukturálních a investičních fondů, realizovanou skrz Operační program Praha – pól růstu ČR a čerpanou přes 4. výzvu Pražský voucher na inovační projekty (reg. č. CZ.07.1.02/0.0/0.0/16_025/0000605). Podpora byla mířena na účast firmy Energocentrum Plus,s.r.o. na projektu „Návrh a pilotní implementace obecného systému řízení vzduchotechnických jednotek“ v Praze za účelem zeefektivnění procesu návrhu řidicích algoritmů pro vzduchotechnické jednotky. Očekávaným výstupem je implementace nového řídicícho algoritmu v prostředí Mervis IDE.
Projekt „Návrh a pilotní implementace obecného systému řízení vzduchotechnických jednotek“ je spolufinancován Evropskou unií.

Inovační Voucher (2014)

V rámci poskytnutí podpory podnikatelům prostřednictvím projektu Inovační vouchery v Praze - výzva 2014 jsme ve spolupráci s ČVUT pracovali na projektu Analýza návrhu a realizovatelnosti automatického vyhodnocování dat z technického zařízení budov za účelem detekce chyb a nežádoucích stavů s pomocí algoritmů umělé inteligence a adaptivního zpracování signálů.

Součástí analýz je studie adaptivní detekce neočekávaných stavů s využitím neuronových sítí a adaptivních filtrů. Testování i dalších algoritmů pro zjišťování závislostí a neočekávaných událostí v datech a algoritmy na principech lineárních a nelineárních korelačních analýz (PCA, KPCA).

Mezinárodní projekty

Optimization of Building Control for the Icade Premier House 1, Munich
Mezinárodní projekt iniciovaný společností Icade, vedený ETH Zurich (spoluřešitel Energocentrum Plus). Projekt byl řešen v letech 2010-2012 a jeho cílem bylo ověřit potenciál úspor prediktivního regulátoru při řízení moderní kancelářské budovy v Mnichově. Těžiště práce leželo v získání matematického modelu popisujícího fyzikální děje uvnitř budovy. K tomu byly použity speciálně vyvinuté identifikační nástroje, které dokázaly pojmout takto velký identifikační problém (počty vstupů a výstupů tohoto modelu se pohybovaly v řádu stovek). Model se poté použil k porovnání několika strategií řízení a tedy v vyhodnocení potenciálních úspor. Protože se jednalo o velmi lehkou budovu (bez možnosti tepelné akumulace v konstrukci), ukázalo se, že pro tento typ budov jsou úspory vzniklé optimálním řízením minimální v porovnání s dobře naladěným standardním regulátorem.

 

GEOTABS
Projekt výzvy EU EraSME zaměřený na spolupráci MSP a VO, konkrétní náplní projektu je prediktivní regulace budov s aktivním betonem a zemními tepelnými čerpadly, 2011-2012 se zaměřením na i) vylepšení návrhu a řízení geotermálních tepelných čerpadel při použití v kancelářských budovách, ii) analýzu tepelného komfortu v kancelářských budovách vybavených TABS systémy (aktivní beton - topné médium proudí uvnitř betonové konstrukce). http://www.geotabs.eu/

 

Opticontrol
Projekt zaměřený na vyhodnocení aplikovatelnosti prediktivního řízení na širokou škálu budov řešený ETH Zürich, Siemens, Gruner AG a Meteoswiss. V navazujícím projektu Opticontrol II je pozornost zaměřena na ověření simulačních výsledků na reálné budově ve Švýcarsku. Pro čtení dat do prostředí Matlab je využívána RcWareDb vyvíjená firmou Energocentrum Plus. Dále firma Energocentrum Plus vyvíjela nástroj pro porovnávání různých řídicích strategií, které byly zkoumány v projektu Opticontrol. Nástroj BACTool je dostupný na http://www.bactool.ethz.ch/

 

Podrobnější informace lze nalézt v anglické části stránek.