總所周知，物聯網促進了物流、制造和零售等眾多行業的流程自動化和運營效率。而如今消費者和企業特別關注能源領域的物聯網應用，特別是近年來有關 CO ₂排放管理的相關法規進一步強化了這一點。

除了電力供應鏈的眾多優勢之外，物聯網能源管理系統還為新型、更智能的基礎設施鋪平了道路，有望顯著節省成本、提高安全性和提高效率。

財務收益是企業研究物聯網功能以實現節能的主要原因之一。借助智能電表、實時能源監控和數據驅動的預測，所有行業參與者都可以更好地管理成本和投資并減少浪費。

為了跟上通常旨在減少排放的新法規，能源行業經歷了巨大的變革。企業越來越多地將用于能源消耗和管理的物聯網軟件和硬件以及其他解決方案集成到其運營中，以減少碳足跡并制定面向未來的戰略，目標是成為100%綠色公司。

一般來說，房主不會主動每天或實時監控他們的能源消耗：月度報告和公用事業賬單說明了過去的能源消耗，但立即采取行動至關重要。在商業建筑中，參與度和意識同樣重要，但自動化監控提供了最大的價值。

支持Wi-Fi的LED燈可根據慣例、動作或聲音進行編程以打開和關閉，以節省能源。通過物聯網照明系統的可定制性，企業可以從更節能的照明解決方案中受益，并減少燈光和電器的開啟時間。能源的大幅減少對財務產生積極影響，并有助于打造可持續的工作場所。

能源管理

建筑物占全球能源使用量的40%以上和電力使用量的70%以上。鑒于我們大部分時間都在其中度過，這些統計數據可能并不令人震驚。

為了信守承諾并實現目標，減少對從全球氣候變化到對當地生態系統的關注等大大小小的問題的影響，越來越多的垂直行業企業正在制定戰略，使其設施對環境更加敏感。

在可行的情況下，可以通過使用物聯網設備測量能源來制定計劃來減少能源使用，這將節省資金和資源。商業領域是物聯網監控廣泛采用的行業之一。零售店客流量的變化常常導致對空調等大型能耗設備的需求發生變化。

例如，臺灣一家重要的移動電話服務提供商在其零售店安裝了物聯網系統。通過將每家商店連接到中央監控系統，他們能夠快速監控每家商店的能源使用情況和客流量，并且能夠相應地調節空調的使用，以在減少用電量的同時保持舒適的環境（圖1） 。

物聯網解決方案為智慧能源基礎設施鋪平道路

圖 1：SRG-3352 物聯網網關在臺灣的一座建筑中實施，用于跟蹤和管理每個商店的電力使用情況。(Source: AAEON)

遠程監控

基于物聯網的能源監測系統包含傳感器、調制解調器、微控制器和其他相關組件，以增強能源管理流程。

如果沒有工業物聯網 (IIoT)，收集有關機器狀態和性能的操作數據就需要人工訪問。遠程監控是一種獲取全面、實時性能數據的方法。然后可以檢查該信息以找出影響設備的整體效率和輸出的趨勢和關系。

人工智能的用途之一是預測將產生多少能源。在這種情況下，可以利用深度學習方法和神經網絡，在預測家電消耗和預測用戶行為方面進行更精確的分析。

工業物聯網中的能效解決方案可以記錄每臺工業機器的能源使用信息，以及溫度、壓力和運行速度等過程運行參數。可以對這些數據進行評估，以找到聯系和潛在應用，以逐步改變能源使用并制定公司可持續發展目標。

例如，Silicon Labs在德克薩斯州的大型建筑中開發了一個數字化項目。這些建筑每天有800多人使用，需要消耗大量電力。營業時間內的峰值能源使用量可能超過800千瓦。據Silicon Labs稱，2019 年，每年消耗的能源超過8500兆瓦時。按0.09美元/千瓦時計算，每年的電力費用超過100萬美元。

據Silicon Labs稱，物聯網政策改善了消費和年度支出。該建筑安裝了Silicon Labs的數百個傳感器，包括具有互聯網連接功能的儀表和占用傳感器。

Silicon Labs與附近的德克薩斯州企業SmarteBuilding合作，開始收集實時數據以識別潛在的能源概況。改變建筑物的供暖和制冷時間表就是其中之一。為了實現供暖、通風和空調 (HVAC) 控制的自動化，額外的算法和云服務正在應用于建筑能源管理數據。

物聯網解決方案的優勢

物聯網已經存在了足夠長的時間，足以為大城市獲得基于網格的智能物聯網能源管理的回報。世界各地的企業都采用了智能能源管理系統，因為它們比傳統技術提高了能源效率。

過去兩年，能源價格以創紀錄的速度上漲。根據地點的不同，從2021年上半年到2022年底，能源價格上漲了13%至135%。成本大幅上漲，節能成為許多企業的首要任務，這是可以理解的。因此，削減能源成本對于降低管理費用和提高收入至關重要。

例如，當照明系統在提供適當的照明水平的同時消耗盡可能最少的能源時，就會實現節能。要實現這一點，需要傳感器的實時數據更新和執行器的快速動作。執行器響應時間的延遲會導致能源浪費。許多物聯網系統都在客戶端-服務器模型上運行，其中所有通信都通過中央云服務器進行，這可能會導致通信延遲。

持續監控和修改能源使用的能力是能源管理中實時數據的另一個重要優勢。例如，跟蹤 HVAC 系統的能源使用情況使您能夠確定其是否運行效率低下或未能按計劃關閉。此信息可用于提醒維護人員，以便他們提供必要的支持。

當檢測到問題時，由于物聯網系統的連接，智能HVAC系統可以立即將通知傳輸到維護人員的智能手機或智能手表。這意味著這些小工具可以通過點對點通信或通過云上的集中式系統直接相互通信。這意味著您可以使用 PC 甚至智能手機遠程檢查物聯網系統的能源使用情況。

物聯網解決方案為智慧能源基礎設施鋪平道路

圖 2：基于物聯網的能源管理系統的拓撲（來源：Phoenix Contact）

儲能

基于物聯網的設備在不可預見的情況下可以很好地利用能源存儲。由于智慧城市中物聯網的最新進展，儲能市場正在不斷擴大。必須實施適當的儲能系統來控制可再生能源并降低能源生產和輸送的成本。

在停電或其他問題的情況下，存儲通常可以幫助消費者保持能源獨立性和耐用性。由于可再生能源的波動性，電力設施必須延長負載周期以滿足需求，這會對運營和維護成本產生影響。儲能的眾多好處包括減少負載需求、電壓穩定性、應急電源和能量平衡。

未來的趨勢

由于其明顯的優勢，物聯網能源管理市場正在以驚人的速度擴張。專家預測物聯網能源行業的年復合增長率將高于25%。也就是說，市場每年將以25%左右的速度增長。

節能解決方案的采用可能會因兼容性而延遲，這是能源管理中一個特別令人煩惱的問題。因此，提高各種設備、應用和系統之間的互操作性的需求是目前最大的物聯網主題之一。換句話說，物聯網系統中的任何設備都不應該需要任何額外的軟件、硬件或設置來以即插即用的方式與任何其他設備或物聯網系統連接。

制造組織徹底數字化轉型的主要組成部分之一是降低能源成本和優化生產流程。通過實施現代智能制造和節能技術，企業可以提高機械效率、縮短生產時間并生產出更好的產品。