在各种新技术的导入下，现在能源系统已从过去的被动管理转化为主动掌握能耗数据、改变用电行为，目前市场上已有各种的解决方案，物业管理业者或家庭用户都可视本身的需求来选择最适合的方案，以智慧化管理机制，落实环境永续愿景。

地球环境的异常变化加剧，极高与极低温不断出现在不该出现的地方，近期最明显的就是德州大停电事件。 2021年2月15日开始，数波不寻常的北极暴风雪侵袭德州，气温骤降导致民众大量使用暖气，在电网不堪负荷的态势下，该州出现大规模停电，有400万户家庭无电可用。德州停电的原因众多，除了气候异常外，电力公司的设备无法在极端气温下稳定运作也是其一，而要避免类似情况再发生，短期作法是强化能源设备的稳定度，长期作法则是精准聪明的使用、管理能源，此作法不仅能降低地球的负担，节能效益也可以直接体现在能源费用的支出。

在所有的能源中，电能是用量最高者，而在电量使用上，又以工业最大，一般工业国家都有50％左右，接下来依序是占25％的民生用电与20％的商业用电，就此比例分配来看，工业与商业就占了一个国家70％的电能使用量，因此其电源管理的效益也最佳，只要下降一定比例，就能减少大量的电能消耗，这也是近期智慧工厂、智慧建筑都将能源管理列为旗下IT系统重点功能的主因。

图1 : 旧大楼的能源管理系统的主要导入困境，在于既有系统之间的整合与软硬体链接。 （source：Queen's College Mississauga）

至于民生用电，过去多靠政府的政令宣导，提醒民众随手关灯、尽量减少开冷气…等，近年来智慧住宅概念启动，节能已经从被动改为主动，民众可经由系统掌握家中各电器的用电数据，并透过自动化机制聪明制定家中的用电模式，让节能与舒适可以兼具。

整合各端设备状态 精准掌握用电资讯

再从系统架构面来看，现在建筑能源管理主要为BEM（Building Energy Management System），此系统负责监控大楼公共空间的电能使用，如果是商用办公大楼，如果是家庭用电管理，则是进一步内缩为HEMS（Home Energy Management System），无论是BEMS或HEMS，能源管理系统的主要运作方式都是先撷取各端点设备的用电量，将数据透明化后，再藉由自动化技术控制设备，达到用电最佳化的目标。

建筑业能源管理概念启动相当早，早期西门子、洛克威尔、Honeywell等全球大厂都有推出类似的系统，不过一座建筑所需的资讯不仅仅是能源，安全监控、消防、照明…等也都有各自的系统，建筑IT刚起步时市场技术并未成熟，各类系统的功能也较为简单，因此彼此之间并未整合，而且即便有整合需求，不同系统之间各异的通讯协定问题也难以克服，因此当时多为独立运作。

建筑IT系统的整合一直到技术成熟、终端市场的导入意愿也提升时才出现，系统整合的主要效益在于管理层面。过去各自独立运作时，所有系统的介面同时呈现，如有事故发生，管理者难免会顾此失彼，整合后此一问题将获得解决，透过智慧化设计，管理者只会看到有状况的设备或环境讯息，例如设备用电状况只有在异常时，系统才会发出警讯通知管理者，并在画面上显示设备所处的环境状态与用电数值。

观察目前市场发展，系统整合已成为各自动化大厂BEMS的基本设计之一，如果导入对象是新大楼，其问题相对简单，这类工程在建筑设计阶段就会纳入，并于大楼建造时一并完成。导入困难较高者则是旧建筑，虽然难度高，不过此市场也最大，因此多数自动化业者与系统整合厂商也都有提出服务方案。

至于旧大楼的能源管理系统的主要导入困境，在于既有系统之间的整合与软硬体链接，目前大楼常见的系统通讯协定，包括工业控制器的Modbus与OPC、照明系统的DALI、电/水/瓦斯表的M-Bus、影像监控的ONVIF，业者必须先将这些协定整合到软体平台，再将数据以数位化方式呈现于系统介面。

打造智慧云端架构 全面提升系统效益

至于呈现方式，现在的BEMS已从过去的纯地端架构走向云端化。云端化最大的好处是降低系统建置成本、提升管理弹性。 BEMS与一般企业IT系统一样，初期都需投入巨额建置成本，用以储存、运算终端设备所传来的数据，在云端概念出现后，业者不必耗费大量时间与金钱建置系统，采用公有云业者的平台就可让系统上线使用，未来也不必编制维护人员，对资源有限的物业管理者而言，是较佳的选择。

而如果是制造业、金融业、政府机关等建筑资讯敏感度较高的业者，则可考虑自建私有云，虽然初期需投入大量成本，不过云端平台可集中管理资讯，系统也可将手机、平板等手持式通讯装置纳入，提供远端管理功能，强化系统效益。

图2 : 精准聪明的使用、管理能源不仅能降低地球的负担，节能效益也可以直接体现在能源费用的支出。（source：Wall Street Journal）

除了云端之外，BEMS的另一趋势是AI。 AI被物联网应用的最后一块拼图，早期物联网仍停留在感测网路架构时代时，其系统仅与自动化控制设备整合，当设定的环境或设备参数被触发后，才会启动后续的动作，AI应用于BEMS时，则会化被动为主动。

AI在BEMS的应用可分为两部分，高阶决策者可透过AI分析建筑物内的各种数据，除了找出异常数据外，也可以进一步提供用电的建议，优化用电行为；至于终端系统部分，现在AI已走向边缘运算，让终端节点具备一定程度的运算能力，侦测到异常时，不必等到后端下指令，前端就会自动判别其状态属性，并即时做出对应动作，以精准控制灾害范围。

除了整体建筑物外，家庭也是能源管理的重点之一。 HEMS与BEMS相同都属于物联网架构，不同之处则是前者的使用族群是一般家庭，因此系统强调的是易用性，使用者需要的是电器买回家后不须设定，只要接上电源，系统就会自动将之纳入电能管理项目中。要达到此目标的前提是电气通讯标准必须统一，各电器大厂已开始筹组联盟订立规范，不过目前仍未普及。

随着环保议题的加温，业界对能源管理的重视程度也不断升高，在各种新技术的导入下，现在系统已从过去的被动管理转化为主动掌握能耗数据、改变用电行为，目前市场上已有各种解决方案，物业管理业者或家庭用户都可视本身需求，选择最适合方案，以智慧化管理机制，落实环境永续愿景。

**刊头图（source：Iota Communications, Inc.）