在各種新技術的導入下，現在能源系統已從過去的被動管理轉化為主動掌握能耗數據、改變用電行為，目前市場上已有各種的解決方案，物業管理業者或家庭用戶都可視本身的需求來選擇最適合的方案，以智慧化管理機制，落實環境永續願景。

地球環境的異常變化加劇，極高與極低溫不斷出現在不該出現的地方，近期最明顯的就是德州大停電事件。2021年2月15日開始，數波不尋常的北極暴風雪侵襲德州，氣溫驟降導致民眾大量使用暖氣，在電網不堪負荷的態勢下，該州出現大規模停電，有400萬戶家庭無電可用。德州停電的原因眾多，除了氣候異常外，電力公司的設備無法在極端氣溫下穩定運作也是其一，而要避免類似情況再發生，短期作法是強化能源設備的穩定度，長期作法則是精準聰明的使用、管理能源，此作法不僅能降低地球的負擔，節能效益也可以直接體現在能源費用的支出。

在所有的能源中，電能是用量最高者，而在電量使用上，又以工業最大，一般工業國家都有50％左右，接下來依序是佔25％的民生用電與20％的商業用電，就此比例分配來看，工業與商業就佔了一個國家70％的電能使用量，因此其電源管理的效益也最佳，只要下降一定比例，就能減少大量的電能消耗，這也是近期智慧工廠、智慧建築都將能源管理列為旗下IT系統重點功能的主因。

圖1 : 舊大樓的能源管理系統的主要導入困境，在於既有系統之間的整合與軟硬體鏈接。（source：Queen's College Mississauga）

至於民生用電，過去多靠政府的政令宣導，提醒民眾隨手關燈、盡量減少開冷氣…等，近年來智慧住宅概念啟動，節能已經從被動改為主動，民眾可經由系統掌握家中各電器的用電數據，並透過自動化機制聰明制定家中的用電模式，讓節能與舒適可以兼具。

整合各端設備狀態 精準掌握用電資訊

再從系統架構面來看，現在建築能源管理主要為BEM（Building Energy Management System），此系統負責監控大樓公共空間的電能使用，如果是商用辦公大樓，如果是家庭用電管理，則是進一步內縮為HEMS（Home Energy Management System），無論是BEMS或HEMS，能源管理系統的主要運作方式都是先擷取各端點設備的用電量，將數據透明化後，再藉由自動化技術控制設備，達到用電最佳化的目標。

建築業能源管理概念啟動相當早，早期西門子、洛克威爾、Honeywell等全球大廠都有推出類似的系統，不過一座建築所需的資訊不僅僅是能源，安全監控、消防、照明…等也都有各自的系統，建築IT剛起步時市場技術並未成熟，各類系統的功能也較為簡單，因此彼此之間並未整合，而且即便有整合需求，不同系統之間各異的通訊協定問題也難以克服，因此當時多為獨立運作。

建築IT系統的整合一直到技術成熟、終端市場的導入意願也提升時才出現，系統整合的主要效益在於管理層面。過去各自獨立運作時，所有系統的介面同時呈現，如有事故發生，管理者難免會顧此失彼，整合後此一問題將獲得解決，透過智慧化設計，管理者只會看到有狀況的設備或環境訊息，例如設備用電狀況只有在異常時，系統才會發出警訊通知管理者，並在畫面上顯示設備所處的環境狀態與用電數值。

觀察目前市場發展，系統整合已成為各自動化大廠BEMS的基本設計之一，如果導入對象是新大樓，其問題相對簡單，這類工程在建築設計階段就會納入，並於大樓建造時一併完成。導入困難較高者則是舊建築，雖然難度高，不過此市場也最大，因此多數自動化業者與系統整合廠商也都有提出服務方案。

至於舊大樓的能源管理系統的主要導入困境，在於既有系統之間的整合與軟硬體鏈接，目前大樓常見的系統通訊協定，包括工業控制器的Modbus與OPC、照明系統的DALI、電/水/瓦斯錶的M-Bus、影像監控的ONVIF，業者必須先將這些協定整合到軟體平台，再將數據以數位化方式呈現於系統介面。

打造智慧雲端架構 全面提升系統效益

至於呈現方式，現在的BEMS已從過去的純地端架構走向雲端化。雲端化最大的好處是降低系統建置成本、提升管理彈性。BEMS與一般企業IT系統一樣，初期都需投入巨額建置成本，用以儲存、運算終端設備所傳來的數據，在雲端概念出現後，業者不必耗費大量時間與金錢建置系統，採用公有雲業者的平台就可讓系統上線使用，未來也不必編制維護人員，對資源有限的物業管理者而言，是較佳的選擇。

而如果是製造業、金融業、政府機關等建築資訊敏感度較高的業者，則可考慮自建私有雲，雖然初期需投入大量成本，不過雲端平台可集中管理資訊，系統也可將手機、平板等手持式通訊裝置納入，提供遠端管理功能，強化系統效益。

圖2 : 精準聰明的使用、管理能源不僅能降低地球的負擔，節能效益也可以直接體現在能源費用的支出。（source：Wall Street Journal）

除了雲端之外，BEMS的另一趨勢是AI。AI被物聯網應用的最後一塊拼圖，早期物聯網仍停留在感測網路架構時代時，其系統僅與自動化控制設備整合，當設定的環境或設備參數被觸發後，才會啟動後續的動作，AI應用於BEMS時，則會化被動為主動。

AI在BEMS的應用可分為兩部分，高階決策者可透過AI分析建築物內的各種數據，除了找出異常數據外，也可以進一步提供用電的建議，優化用電行為；至於終端系統部分，現在AI已走向邊緣運算，讓終端節點具備一定程度的運算能力，偵測到異常時，不必等到後端下指令，前端就會自動判別其狀態屬性，並即時做出對應動作，以精準控制災害範圍。

除了整體建築物外，家庭也是能源管理的重點之一。HEMS與BEMS相同都屬於物聯網架構，不同之處則是前者的使用族群是一般家庭，因此系統強調的是易用性，使用者需要的是電器買回家後不須設定，只要接上電源，系統就會自動將之納入電能管理項目中。要達到此目標的前提是電氣通訊標準必須統一，各電器大廠已開始籌組聯盟訂立規範，不過目前仍未普及。

隨著環保議題的加溫，業界對能源管理的重視程度也不斷升高，在各種新技術的導入下，現在系統已從過去的被動管理轉化為主動掌握能耗數據、改變用電行為，目前市場上已有各種解決方案，物業管理業者或家庭用戶都可視本身需求，選擇最適合方案，以智慧化管理機制，落實環境永續願景。

**刊頭圖（source：Iota Communications, Inc.）