iKnos Energy

BEE Group-CIMNE

 

BEE Group Research Lines

 

 

 

 

Statistical learning methods for energy assessment in buildings with applications at different geographic levels

Descarbonització d'edificis comercials a través de solucions intel·ligents per l'optimització de l'ocupació i el consum energètic

Metodologia

Metodologia

Preprocessat

  • Detecció de valors anòmals
  • Omplir petits forats de dades
  • Filtratge

Transformacions

  • Dades en format requerit

Entrenament models

  • Sintonització d'hiperparàmetres

Validació models

  • Anàlisis biaix-desviació
  • Indicadors estadístics

Generació d'escenaris

  • Canvis d'ocupació en l'edifici

Càlcul estalvis

  • Estalvis energètics
  • Estalvis d'emissions de GHI

Dades harmonitzades

Resultats

Edificis Pilot

Metodologia

Banc Sabadell - Las Tablas 

CTTI

Banc Sabadell - CBS 

Cuatrecasas 

Fonts energia:

  • Electric
  • Gas

 

Fonts energia:

  • Electric
  • Fotovoltaic
  • Gas

 

Fonts energia:

  • Electric
  • Districte clima
  • Gas

 

Fonts energia:

  • Electric
  • Districte clima
  • Futur fotovoltaic

 

Models de predicció del consum d'energia

Model genèric

S'han avaluat tres models basats en algoritmes XGboost: 

  • El model escollit generalitza bé ja que serà aplicat a dades de diverses fonts d'energia
  • La relació entre ocupació i consum variarà segons la font considerada.
  • Es farà servir un model diferent per a cada font d'energia (dades amb diferents granularitats)

Models de predicció de consum d'energia

Model adaptat

Models de predicció de consum d'energia

S'ha desenvolupat un model adaptat:

  • Model creat per a situacions específiques (edifici CTTI) amb dades generals de comptador que inclouen varis edificis o espais dels que només es diposa de dades de consum mensual

Edifici Pilot 1 - Banc Sabadell - Las Tablas

Dades disponibles

Edifici Pilot 1 - Banc Sabadell Las Tablas

  • Dades de consum elèctric (horàries)

Tot el consum d'aquest edifici prové de l'energia elèctrica de xarxa i de gas

  • Dades d'ocupació

Origen Foot Analytics

  • Dades meteorològiques

Origen Meteogalicia

Origen Datadis

Avaluació dels resultats dels models

Pilot 1 - Resultats entrenament

Avaluació dels resultats dels models

En l’entrenament es veu que el model 3 no té millora respecte al 2, llavor la precipitació no sembla aportar millores a la predicció.

Període de dades comprès entre 2023 i 2024

Pilot 1 - Resultats de validació

Avaluació dels resultats del models

En la validació es veu que el model 1 es porta millor, els altres poden estar fent “overfitting”, per tant, el model 1 generalitzarà millor.

Període de dades comprès entre 2023 i 2024

Pilot 1 - Entrenament model

Avaluació dels resultats del models

Resultats del model escollit en el període definit per a l'entrenament.

Període de dades comprès entre 2023 i 2024

Pilot 1 - Validació model

Avaluació dels resultats del models

Resultats del model escollit en el període definit per a la validació.

Període de dades comprès entre 2023 i 2024

Avaluació d'escenaris de canvi d'ocupació

Pilot 1 - Escenaris plantejats

Generació d'escenaris

Diferents escenaris de canvi d'ocupació

Escenari 1

Passar ocupació de les zones P4 i P6 a P5 durant tot el període

Escenari 2

Baixar la ocupació un 15% durant tot el període

Escenari 3

Passar la ocupació de les zones P4 i P6 a P5 els divendres

Escenari 4

Passar la ocupació de les zones P4 i P6 a P5 durant el juliol

Escenari 5

Pujar la ocupació un 15% durant tot el període

Pilot 1 - Resultats escenari 1

Generació d'escenaris

Passar ocupació de les zones P4 i P6 a P5 durant tot el període

Factor (dades CNMC per 2023) = 260 g CO2eq/kWh.*

Estalvis totals (kWh) Estalvis CO2 aprox. (kg)*
7000,3750 1820,0980

Pilot 1 - Resultats escenari 2

Generació d'escenaris

Estalvis totals (kWh) Estalvis CO2 aprox. (kg)*
3194,885 830,6701

Baixar la ocupació un 15% durant tot el període

Factor (dades CNMC per 2023) = 260 g CO2eq/kWh.*

Pilot 1 - Resultats escenari 3

Generació d'escenaris

Estalvis totals (kWh) Estalvis CO2 aprox. (kg)*
-480,8634 -125,0245

Passar la ocupació de les zones P4 i P6 a P5 els divendres

Factor (dades CNMC per 2023) = 260 g CO2eq/kWh.*

Pilot 1 - Resultats escenari 4

Generació d'escenaris

Estalvis totals (kWh) Estalvis CO2 aprox. (kg)*
3161,041 821,8707

Passar la ocupació de les zones P4 i P6 a P5 durant el juliol

Factor (dades CNMC per 2023) = 260 g CO2eq/kWh.*

Pilot 1 - Resultats escenari 5

Generació d'escenaris

Estalvis totals (kWh) Estalvis CO2 aprox. (kg)*
-6933,5590 -1802,725

Pujar la ocupació un 15% durant tot el període

Factor (dades CNMC per 2023) = 260 g CO2eq/kWh.*

Edifici Pilot 2 - CTTI

Dades disponibles

Edifici Pilot 2 - CTTI

  • Dades de consum de diferents fonts d'energia
  • Dades d'ocupació

Origen Foot Analytics

  • Dades meteorològiques

Origen Meteogalicia

Orígens i granularitats diverses

Avaluació dels resultats dels models

Pilot 2 - Entrenament model

Avaluació dels resultats del models

Període de dades comprès entre 2023 i 2024

Resultats del model escollit en el període definit per l'entrenamet.

Pilot 2 - Validació model

Avaluació dels resultats del models

Resultats del model escollit en el període definit per a la validació.

Període de dades comprès entre 2023 i 2024

Avaluació d'escenaris de canvi d'ocupació

Pilot 2 - Escenaris plantejats

Generació d'escenaris

Diferents escenaris de canvi d'ocupació

Escenari 1

Baixar la ocupació un 30% durant tot el període

Escenari 2

Tancar la zona P2  els divendres durant tot el període

Escenari 3

Tancar la zona P2 durant els mesos de juliol i agost

Escenari 4

Tancar la zona P2  a partir de les 15h durant tot el període

Escenari 5

Pujar la ocupació un 30% durant tot el període

Pilot 2 - Resultats escenari 1

Generació d'escenaris

Estalvis totals (kWh) Estalvis CO2 aprox. (kg)*
25432,53 6612,4578

Baixar la ocupació un 30% durant tot el període

Factor (dades CNMC per 2023) = 260 g CO2eq/kWh.*

Pilot 2 - Resultats escenari 2

Generació d'escenaris

Estalvis totals (kWh) Estalvis CO2 aprox. (kg)*
2014,533 523,7786

Tancar la zona P2 els divendres durant tot el període

Factor (dades CNMC per 2023) = 260 g CO2eq/kWh.*

Pilot 2 - Resultats escenari 3

Generació d'escenaris

Estalvis totals (kWh) Estalvis CO2 aprox. (kg)*
5516,743 1434,3530

Tancar la zona P2 durant els mesos de juliol i agost

Factor (dades CNMC per 2023) = 260 g CO2eq/kWh.*

Pilot 2 - Resultats escenari 4

Generació d'escenaris

Estalvis totals (kWh) Estalvis CO2 aprox. (kg)*
3454,021 898,0455

Tancar la zona P2 a partir de les 15h durant tot el període

Factor (dades CNMC per 2023) = 260 g CO2eq/kWh.*

Pilot 2 - Resultats escenari 5

Generació d'escenaris

Estalvis totals (kWh) Estalvis CO2 aprox. (kg)*
-18976,56 -4933,906

Pujar la ocupació un 30% durant tot el període

Factor (dades CNMC per 2023) = 260 g CO2eq/kWh.*

Conclusions

BEE Group Research Lines

  • El fet de tindre diferents granularitats i a tindre diferents fonts d'energia que poden tindre diferents relacions amb les variables d'ocupació ha portat a triar una estratègia basada en utilitzar un model per a cada font d'energia
  • Degut a que s'ha triat com a estratègia fer servir un model diferent per a cada font d'energia, el model ha de generalitzar prou bé per ser aplicable.
  • En alguns casos específics, en que les dades exigeixin un tractament específic diferent a l'habitual, requeriràn un preprocessament especial, això implica que no es podrà realitzar una implementació totalment automàtica dels processos d'analítica.
  • L'eina analítica ajuda a dissenyar estratègies diferents per a edificis amb comportaments diferents davant canvis d'ocupació.

Gràcies per la vostra atenció