教室智能節電空間管理

106年度第二期計畫導入更佳的改善措施，在計資中心第二、第三電腦教室及應數系701、702電腦教室建構智能節電空間管理系統，以強化用電數據管理及智慧節能，系統可依據教學空間課表，自動進行電源供電控制，並使用物聯網技術建置感測器收集環境數據，再依數據資料依預定義之智能邏輯執行電源控制。另外，搭配智慧電錶蒐集用電資訊，進行後續用電分析。(初步估算建置成本及節能效益，約6個學年度可完全回收。)

Web管理系統統一管理多間智能教室，並支援多單位及多管理者，各教室可授權不同單位管理，每間教室可以獨立設定參數，包含上課前送電時間、課後斷電延遲時間，教室可自定人流自動關閉電源的人數以及延遲時間。以課務系統排定的課程資訊做為智能教室的預設週期課表，並可進行異動修改。系統提供各式記錄查詢，可供後續分析持續改善節電管理措施。

 安裝DIO及電錶

 安裝RFID門禁卡機

 系統與學校教室排課資料介接

教室智能節電空間管理

下午5:55 智慧用電執行

圖書館自習室智能空間節能

以往自習室僅有天花板燈光照明，不論該空間人數如何，均需開啟所有燈光，造成不必要的照明電源浪費。為了提供自習室160個席位都有獨立的檯燈照明，本校編列配合款執行圖書館自習室的高架地板及防陷地毯施工，並為每個座位增加檯燈、插座及USB埠。

每個席位的檯燈、插座及USB埠，是整合數位輸出/輸入控制器，透過預約簽到資訊來控管插座與檯燈的電力供應。

如此可增加閱讀照明效用，並避免天花板燈光過度浪費，可節省照明如下表試算節能率達69%。

自習室於106年8月18日現場工程完工後即試營運，總工程於9月22日驗收，於10月2日正式啟用，並舉辦推廣活動讓本校師生瞭解此一創新服務，提供更安全、更智慧化及節能減碳的自習室空間使用服務。(自習室預約使用至10月30日止，計有18,711人次，APP至10月30日止共566人下載利用。)

圖書館自習室智能空間節能

下午3:39 智慧用電執行

圖書館自習室智能空間管理

 

在106年度第二期計畫，本校圖書館以既有「智慧化自主學習空間管理系統」為基礎，進一步建置「自習室智能空間管理系統」，並與空間管理系統進行整合。整個系統建置包括預約管理系統Web介面、Kiosk資訊站主機、席位簽到系統、席位電源管理系統、自學空間APP。
 

以往自習室的席位，都是到現場找空位，非常不方便，也常常可見空位上放置物品佔用的情況。而自習室智能空間管理系統啟用之後，讓本校教職員工生隨時隨地輕鬆預約圖書館自習室160個閱讀席位，改善過去佔位嚴重情形，有效節省人力管理成本及能源之耗損問題。該系統的預約介面採Web設計，使用者可連上網站進行席位預約，或者在圖書館現場的Kiosk資訊站操作，進行席位預約或取消預約更加方便了。

 

為了加強使用之便利性，建置行動應用程式「自主學習空間管理系統APP」，提供更加便利與方便的預約管道。讀者可使用APP進行查詢、預約及取消預約空間外，讀者於完成預約及取消預約時，系統可自動發送訊息通知讀者，在預約使用前2小時主動推播訊息提醒讀者，讓讀者預約空間座位更加便利與人性化，不受時空限制，隨時隨地都能輕鬆預約圖書館空間。

自習室入口建置二進二出門禁讀卡機，使用者預約席位後，通過自習室門禁讀卡機靠卡後即完成簽到，並透過線上預約及現場簽到的機制，可有效管控進入的讀者，增加空間的安全性，藉由後台管理機制即可瞭解席位使用狀況，節省管理人力，及提昇工作效能。

圖書館自習室智能空間管理

下午3:25 智慧用電執行

興大校園App - 太陽能發電

興大校園App - 太陽能發電

下午6:44 智慧用電執行, 智慧軟體執行

興大校園App - 智慧用電

用電管理系統廠商也依本校要求提供API規格，由計資中心協同APP開發廠商研究，將可公開的各單位用電資訊呈現於興大校園APP。

興大校園App - 智慧用電

下午5:50 智慧用電執行, 智慧軟體執行

用電需量控制

導入需量控制最重要的步驟即是建立用電管理系統，經由長期的用電資料收集，分析其用電需求分析，建立長期用電資料，透過PDCA循環持續了解用電趨勢後，研擬下一階段能源策略。

在105年度的第一期計畫，也是將用電需量監控訂為最優先發展，依據本校用電度數統計(以101年為基期)，105年度用電度數55,545,340度，用電降幅已達5.81%。配合「政府機關及學校節約能源行動計畫」，以104年為基期，未來於106-108年度，期能達到7%-23%節電幅度。

為監控本校用電量進而達到節能減碳，校園電力監控系統規劃主要目標為：調整契約容量合理化，降低用電量並強化設備使用效率及有效用電行政管理，調整功率因數合理化以減少電費支出，監控尖峰最高需量，讓動力設備及各大樓空調設備運轉管理合理化。iEN用電管理系統上線後，本校將持續利用歷史記錄資訊做節能運轉分析之依據，透過統計分析，可將節能效益最大化。

整體來說，本校導入的iEN用電管理系統架構如下:

• 導入開放式架構的智慧型節能管理系統
  支援各種不同耗能設備之介面與控制協定(如BACnet, LonWorks, Modbus等)，可整合多種遠端控制器與感測器，透過網路連線取得相關設備運轉資訊，由後端系統進行節能診斷及設備控制管理，功能特色如表3所示。單一系統就能管控八大領域好能設備，包含電力、空調、照明、熱泵鍋爐、太陽能、節水、給排水、環境監控等。
• 智慧用電管理的數位電錶及網路設備
  包含數位電錶、Modbus閘道器、LoRa傳輸介面。方便佈建網路的室內變壓站，建置數位電錶後，連結Modbus閘道器將資料傳輸至系統後台。不便佈建網路的戶外變壓站，建置數位電錶後，以低功率廣域無線網路LoRa傳輸至鄰近Modbus閘道器，將資料傳輸至系統後台。
• 系統功能特色
  包含網頁式管理、即時狀態監控、排程控制、智慧化分析、客製化圖控介面。

系統上線後，持續觀測並與歷史記錄比較，像是即時監測各建築物EUI(Energy Use Intensity)指標趨勢圖，可以分析建築物之樓板面積單位時間平均耗電量(kWh/m2)，反映建築物的耗能情況，管理人員可藉由數據的變化評估節能策略之效益。

另外，透過需量即時資訊，並根據不同電錶的契約與電價設定，管理人員將進行需量控制與用電規劃，據以制定需量合約電價、用電設備自動化復載/卸載規劃，以及依據用電設備負荷量施以自動卸載或復載，以確保需量不致逾越契約容量。

電量即時報表

電錶契約設定

電價設定

需量控制

系統可設定用電告警通知，透過事前設定的告警方式，即時通知管理人員適時處理，避免過去曾經發生超出契約容量而導致超額用電罰鍰，如此可有效將用電容量基本費率控制在合理範圍。

更進一步，透過分析各分電盤用電資訊，如空調、照明、動力、緊急用電等，判斷各項用電設備之用電百分比，確認其用電是否合理，針對用電不平衡與功因過低之問題，可立即著手進行改善，且在合理範圍內配合需量管理進行卸載。

用電需量控制

下午3:51 智慧用電執行

智能節電空間管理系統

在105年度的第一期計畫，以不到10萬元的經費先投入實驗一套物聯網架構下具有自動控制功能的節能智慧管理系統，於計資中心擇定會議室及電腦教室佈建測試，建構一套低成本、高效能、易操作的自主智慧用電管理系統。用物聯網科技結合感測器進行教室的智能節電管理，設置紅外線人體感測器偵測人體活動並將感測訊息傳輸至中控器，中控器再依照所設定的邏輯驅動動作，例如透過無線電源開關控制電源迴路，或透過紅外線發射器對空調進行開關，藉由智慧邏輯動作，防止因空間閒置所造成電燈、空調的能源額外耗費，達到自主節能的效果。

經過一段時間持續觀測，於106年度的第二期計畫導入更佳的改善措施，未來將能以改善後的系統再建置於其他空間，更加擴大教室節能效益。


 

智能節電空間管理系統

凌晨12:12 智慧用電執行

智慧電錶控制模組安裝

在105年度的第一期計畫，已經將智慧電錶建置訂為最優先發展，原本在校本部71棟大樓124具計費電錶均屬舊型機械式電錶，抄錶及維護費用高，且分佈於各系所大樓管理不易，所以在105年度第一階段先建置25顆智慧型數位電錶。

人文大樓

作物大樓

圖書館

土環大樓

學生活動中心

機械二館

機械館

混凝土科技大樓

理學大樓

前理工大樓

社管大樓

育成中心

行政大樓

動物診斷中心

萬年樓

資訊科學大樓

農環大樓

雲平樓

 

綜合大樓

其餘智慧電錶的佈建在106年度第二階段完成，其中還包含部分電錶位於戶外，要再鋪設實體網路線恐需開挖馬路，並且會有距離過長、後續維護困難、成本過高等種種問題，所以這些電錶的佈建結合LoRa低功耗廣域網路技術，以此少量資料且長距離傳輸的絕佳解決方案，設立一個LoRa基地台即涵蓋整個校園的傳訊。智慧型數位電表能有效解決管理問題，蒐集電力資訊供學校節能規劃，即時監控機制提早發現校園用電異常情形，並能避免超約狀況。

智慧電錶控制模組安裝

中午12:58 智慧用電執行