Iseõppiv Jenny teeb targast majast elektrijaama

Targas ehk tehisintellektiga juhtimissüsteemi hallatud majas on mõnus olla: sisekliima hea ning õhk puhas, lisaks hoiab Eesti firma R8 Technologies oma tehnoloogiaga energiakuludelt kokku uskumatu 30 protsenti ning soovib kokkuhoiu ka elektriturule viia. Kirjutab Ants Vill.

Juba kolm aastat järjest Euroopa parimate kinnisvaratehnoloogia ettevõtete sekka valitud R8 Technologies töötas välja ning arendab järjest edasi hoonete tehnovõrkude tehisintellektiga (ingl k artificial intelligence, AI) juhtimissüsteemi Jenny. Ligi kuus aastat tagasi idufirmana sisuliselt Viru Keskuse keldrist alustanud ettevõte on praeguseks enda süsteemi hallata saanud 1,9 miljonit ruutmeetri jagu peamiselt suuri hooneid, kokku 19 riigis ja see number kasvab kiirelt. Sama süsteem, nimega R8 Digitaalne Operaator või personifitseeritult Jenny, juhib ka Viru Keskuse kütte-, jahutus- ning ventilatsioonisüsteeme. Tehisintellektil põhinev Jenny võtab töötamiseks kasutusele suuremas hoones olevad umbes 40 000 mõõtepunkti, nii saab kõikide süsteemide tööd juhtida ennetava algoritmiga viisil, mis tagab hea sisekliima ja suure energiakokkuhoiu. Mugavusparameetrites järeleandmisi tegemata saavutas Jenny ka Viru Keskuses atmosfääri, mille Eesti Kaupmeeste Liit tunnistas äsja puhta õhu märgise vääriliseks. Kõige märgatavam, seda eriti halduskulude arvete maksjate jaoks, on süsteemi optimeerimise tulemusel saavutatud 30-protsendine energiakokkuhoid. Jenny rakendamine on sarnaseid tulemusi näidanud kõikidel objektidel, nende hulgas on pea kõik Tallinna ja Eesti mainekamad ning suuremad kaubanduskeskused, büroohooned ning muud suuremad ühiskondlikud hooned.

Virtuaalne elekter teeb hinnad õiglasemaks

Aga nagu öeldakse telemarketingis – see pole veel kõik! Suur ning ette väljaarvutatav kütte ja elektrisääst on ühtlasi ka suure potentsiaaliga tegur rohelise tuleviku ehitamisel, sest vähem kulutatud energia tähendab ka vähem toodetud energiat, mis omakorda tähendab tekkimata jäänud heitmeid. Aga veelgi enam: R8 arvutused ja praktika näitavad, et tarbimise paindlikkust ja kulutamata energiat on võimalik kasutada pidevalt uusi elektrihinna rekordeid püstitava päev-ette-elektribörsi Nord Pool tipptarbimise ja seega ka tipuhindade mahalõikamiseks.

Firma R8 Technologies tegevjuht Siim Täkker tõi esile väga kaaluka sõnumi kõigile meile, kes Eleringi süsteemis elektrit tarvitavad: „Kui juhime kontrollitult oma hallatavate hoonete süsteemide tarbimist koostöös süsteemihalduri Eleringiga, aitab see hoida varustuskindlust ja võrgusagedust. Samuti aitab see paremini juhtida elektrit tootvate jaamade tööd ja mis kõige olulisem – säästa tootmisvõimsustelt ja energialt, kuna kokku hoitud energiat ei pea tootma, samuti on tootmisvõimsused tipptundidel piiratud. Kokkuhoitud energia ei mõjuta ka keskkonda ja see on süsinikujalajälje mõistes täiesti roheline.“

Tarbimine ja kokkuhoid on hoonetes süsteemse inertsi tõttu tehtav nii, et kellegi tingimused neis majades ei muutu, ainult et seda inertsimäära peab täpselt teadma. Teadmine ning selle järgi juhtimine ongi R8 Technologiese üks oskusi, sest Jennyl on hoonest täpne ülevaade ja nii oskab see tuleviku ennustuste järgi leida kõige optimaalsema viisi minimaalseimate kuludega sobiva sisekliima tagamiseks.

R8 partner Kristo Peerna rääkis n-ö äärmuslikust näidisolukorrast, mis esines elektriturul Nord Pool lõppeva aasta 17. augustil, kus elektribörsil oli hind viidud ühel tunnil puuduliku tootmisvõimsuse pärast 4000 euro peale MWh eest. Selle tingis võimsuse puudujääk, mida kompenseeriti eriti kallite tootjate pakutud võimsusega ning mis oli samas nii tühine (2,14 MW), et R8 oleks saanud pakkuda oma varu ja seda oleks saanud võtta arvesse päev-ette-hinna kujundamisel. Nii oleks see sääst löönud hinna alla vähemalt 1000 eurole MWh eest. „Kui saaksime R8 klientide portfellis pakutavat virtuaalvõimsust müüa päev-ette-turul, korrastaks see turul olukorda ja sellel oleks kõigile tarbijatele ja ühiskonnale suur sotsiaalne mõju, kuna hinnad tuleks alla.“ Peerna rääkis, et tol päeval, kui see planeeritud tipuhetk kätte jõudis, oli enamik tarbijaid juba oma tarbimisplaane vähendanud, et mitte kulla hinnaga elektrienergiat kasutada. „Nii erines tegelikult tarbitud kogus päev ette prognoositud kogusest 114 MW võrra, need ülikallid tootjad ei pidanudki oma jaamu käivitama, aga kõik pidid maksma n-ö täie raua eest, päev ette prognoositud olukorra eest, mida ei tekkinudki. Selle näite alusel tegime elektribörsile ja meie majandusministeeriumile ettepaneku lubada planeeritud tarbimise-säästmisega ehk negatiivse võimsusega tulla börsile hinda kujundama. Idee seisneb selles, et neil hetkedel, kus ressursinappuse tõttu planeeritult ülikõrged päev-ette-hinnad teevad rekordeid, saaks tootmisele vastu samasugust mõju avaldada ka energia kokkuhoid või energia tarbimise juhtimine, kuna see tooks tegelikult vajamineva võimsuse alla,“ tutvustas Peerna. „Samuti aitaks see ühtlustada tarbimist ja vähendaks ka igasuguste ebabilansside ja muude arvutuslike segaduste tekkimist tuhandetes ettevõtetes.

Jenny töötab ennustuste baasil

Tehisintellektiga (TI/AI) juhitavate hoonete haldussüsteemid on suure energiakulu haldamise viinud hoopis uude ajastusse. „Kui suurima energiakuluga majandusharu on ülemaailmselt kinnisvarasektor, kus kulub 40 protsenti toodetud energiast ja samavõrra ka tekib heitmetest, siis TI rakendamine vähendab kütmise-ventileerimise-jahutamise kulusid minimaalselt 20 protsenti. Kui seda süsteemi timmida ja lasta sel õppida, siis on tavaline energiasääst juba 30 protsenti. Süsinikujalajälje vähendamisel on see suur samm, vahetumalt on aga eriti märgatav praeguses süveneva energianappuse ja tõusvate hindade olukorras. Pilootprojektis, Tallinnas Lubja tänava kohtumajas, saavutasime ulmelisena tunduva energiakokkuhoiu 38 protsenti,“ tutvustas edusamme R8 tehnoloogiajuht Ahmet Köse.

Ta tõi konkreetse näite, kuidas süsteem maja üldseisundit parandada oskab: „Asja tuum on kõigi protsesside ühine mudelipõhine juhtimine: teame ju, millistel aegadel on hoones rohkem kasutajaid, milline on ööpäevane ilmaprognoos ning Nord Pooli elektribörsi järgmise ööpäeva iga tunni peale ette määratud hinnagraafik – kõik on suurema-vähema täpsusega ööpäeva jagu ette teada. Kui siia lisada veel suure hoone kliima-energeetikanäitajate küllalt suur inerts, siis saame tehisintellektile, robotile puremiseks paraja ülesande: leida igaks ajahetkeks süsteemides optimaalsed seadesuurused. Lihtsustatult öeldes mängime justkui malet – ebaefektiivsuse, ilmamõjude, hindade, valede või ebatäpsete seadistuste vastu ja see kõik on ajas äärmiselt dünaamiline protsess, mille puhul meil peab olema alati mitu käiku varuks, et süsteemid ei töötaks majas teineteise vastu, näiteks korraga küte ja jahutussüsteem jne. Selline ebaefektiivsus on aga paljudes hoonetes vägagi tavaline praktika: lihtsustatult öeldes – algul kogu majale küte peale ja siis sinna, kus liiga palav, ka jahutus.“

„Olukorda, kus mõnes ruumis on liiga jahe, teises aga vaja jahutust, saabki meie robotiga vältida, kui tüürida süsteeme ühe ruumi täpsusega ja inertse arvestades. Näiteks Viru Keskuses on meil 40 000 andurit, sealt see täppisjuhtimine algabki – mõõtmisest. Kogu hoone jaoks on loodud digikaksik ehk mudel. Selle abil saab seada näiteks igale ruumile soovitava temperatuuri, robot Jenny näitab kohe, kuidas kujuneb muutuse tõttu ümber kogu hoone elektrikulu ning milliseks kujunevad temperatuurid teistes ruumides. Jenny võtab sisekliima juhtimisel aluseks selle, kui palju majas inimesi viibib. Ka nende tekitatud soojus võetakse arvesse – arvestus on 100 W soojatootmist iga inimese pealt. Jenny on juhitava iseõppimisega, nii lähevad asjad igas roboti juhitud majas iga päevaga üha paremaks,“ kiitis Köse.

„Kokkuhoiu üks allikas on muidugi täppishäälestus. Saame nii-öelda teadlikku inertsi ja täppishäälestust kasutades Eestis hallatavate hoonete pealt tekitada kokkuhoidu ca 15 MW tunnis, see on nagu virtuaalne elektrijaam,“ selgitas Köse. „See on kokkuhoid meie klientidele, aga võiks olla kokkuhoid ka kõigile elektritarbijatele kogu meie elektrivõrgus.“ „Ja veel: kogu TI mudel annab meile protsesside hea juhtimise võime, aga ka nende kulgemise vägagi hea etteennustatavuse. Nii juhime oma hooneid ning ühtlasi kaupleme selle virtuaalse võimsusega ka elektritasakaalu Baltic Transparence Marketi turul ja teenime sellega raha majaomanikele. See võimsus on see, mida müüme elektrivõrguettevõte Eleringile, kel on tarvis kogu elektrivõrk tasakaalus hoida, võrgusagedust 50 hertsi garanteerida. Suures vaates oleme veel Venemaa elektrisüsteemi loodevõrgu osa, suurem tasakaal on sealtkaudu tagatud, teisalt oleme Balti võrgu osa. Nii või teisiti – edaspidi on üha enam vaja tegeleda võrgu stabiilsusega, meie saame sellesse anda oma üha kasvava tegevusbaasiga ka aina suuremat panust,“ tutvustas Köse TI laialdasema rakendamise üldkasulikku külge.

Üha kasvav turg

„Kokku tegutseme üle Euroopa 19 riigis. Tallinnas on meil peakorteris 30 inimese ringis, uuest aastast võtame veel mõned juurde – kasvame. Pea pooled siinsed töötajad on meil teaduskraadiga – doktorid, professorid ja tippinsenerid, sest süsteeme on tarvis pidevalt täiustada ja edasi arendada. Kogu Euroopas on meie ettevõtte R8-ga koos allhankijate ja koostööpartneritega seotud 100 inimese ringis. Tehnosüsteemid ei ole ju iseenesest keerulised: meil on igas ruumis andurid, kuulame neid n-ö pealt ja töötleme nende andmeid, igas ruumis on ka ventilatsioon, küte ja jahutus, mida nende näiturite järgi peame juhtima. Keeruliseks läheb siis, kui tuleb leida kõige optimaalsemad ja õigemad seadesuurused süsteemides terviklikuna, igas ajahetkes, kasutades mitmeid väliseid sisendeid. See ongi R8 tehnoloogia ülesanne ja töö, mida teeme mudelipõhiselt, täiesti automaatselt. Lubja tänava kohtuhoone on hea näide, kuidas süsteem töötab. Ühes nurgakabinetis oli külm, süsteem tõstis küttesüsteemis vee temperatuuri, ruumis aga midagi ei muutunud. Siis pandi ka ventilatsioonisüsteem kütma, seal ruumis läks normaalseks, samas – teistes ruumides läks juba liiga palavaks, hakati jahutama. Süsteemi tehisintellekt järeldas: nurgaruumi kütteelemendil on midagi viga. Saadeti töömees uurima, selguski, et radiaatori automaatkraan ehk täiturmehhanism ei töötanud, oli ehituse valmimisest saati olnud kinnises asendis. Kõik sai korda, enam ei pidanud kütma ventilatsiooni abil, samas teisal jahutama – ebaefektiivsus kõrvaldati! Kogu TI tegevus ongi suunatud ebaefektiivsuse vastu võitlemisele, probleemide läbisõelumisele, sealt vajaliku eraldamisele, võttes arvesse ka energiahindu. Kõik reguleerimised teeb R8 süsteem ise, osa tulevad töömeestele töökäskudena. Seda süsteemi – mis kõige kaunim, kõige ägedam – saab kasutada igal pool, seda saab skaleerida, rakendada üha suurematele või rohkematele objektidele üle maailma. Õpitud teadmisi rakendab Jenny automaatselt kõigis hallatavates hoonetes, samas igas hoones unikaalselt,“ rääkis tegevjuht Siim Täkker.

„Mis puudu jääb, õpib TI ise juurde, peamine on vaid, et ülesande püstitus oleks selge. Mis veel puudu, saab põhimootorile juurde kasvatada ning kohe ka kõigile teistele haldusobjektidele laiendada. Näiteks töötab robot Jenny hästi ka Portugalis, ehkki seal on kliima ju hoopis teine: põhirõhk on kütmise asemel jahutamisel. Samas, mudelipõhine juhtimine võimaldab ka Portos asuvatel objektidel lahendada olukorra, kui seal esinevad näiteks vaid kord 10 aasta jooksul sellised ilmad nagu meil siin tavaliselt. Need on tehisintellekti juhitava õppimise eelised. Robot Jenny on selle abstraktse idee kehastuseks, et tarbijail oleks tunnetuslikult lihtsam sellega koostööd teha,“ tutvustas tegevjuht Täkker TI Jenny võimalusi.

Peerna lisas, et Eesti on R8 jaoks justkui laboratoorium, kuna siin on kõik käe-jala juures ja meil on ka palju meeskonnaliikmeid, kes on varem töötanud suurte hooneportfellide haldamise ja hooldamisega ning kelle kogemust saab nüüd tehisintellekti Jenny arendamise juures ära kasutada. „Mul endal oli ka üks edukamaid haldus-hooldusettevõtteid, mille müüsin 2019. aasta lõpus, pärast seda liitusin R8 meeskonnaga, et anda oma teadmised just siia.“

„Meil on palju kliente üle Eesti, aga ka Tallinna kesklinna ägedaimad pilvelõhkujad, kaubanduskeskused, kus enamasti igas hoones on kokku oma 30 000 kuni 100 000 andmeallikat – neid tehnosüsteeme saab kõige efektiivsemalt just tehisintellekt Jenny abil juhtida. Ühtlasi on see ka väga hea andmete baas iseõppiva süsteemi arendamiseks. Mõjutame tugevalt ka tööjõuturgu: näiteks näeme arvutiekraanilt, et siin just tegi ühes majas süsteem ööpäeva jooksul 413 muudatust. Need on juhtimisotsused. Samal ajal tegi inimoperaator neli otsust, see on hea näide süsteemi efektiivsusest. Kõige olulisem vast on mainida, et R8 tehtud süsteemimuudatused on orienteeritud tulevikule, kus on arvestatud ka minevikku. Inimoperaatori otsused on aga orienteeritud pigem protsesside minevikule või kliendilt tulnud kaebusele, mida Jenny oleks 99-protsendilise tõenäosusega suutnud vältida,“ märkis Peerna.

„Edaspidi suureneb vahetult oma kätega tööd tegevate inimeste spetsialiseerumine ja nad saavad tänu R8 tööriistale keskenduda rohkem vigade ja puuduste parandamisele, kus vaja käed külge panna ja kus tehisintellekt ei saa füüsiliselt osaleda. Tulevikus ongi R8 Jenny abiliseks haldus-hooldusettevõtete spetsialistidele, kes saavad täpsema tööülesande lühema ajaga. Kõik haldus-hooldusettevõtted, kes on võtnud R8 tehisintellektil põhineva tööriista Jenny kasutusele, on suurendanud ettevõtte efektiivsust ja suutnud ühe töötaja kohta kvaliteeti silmas pidades teenindada rohkem ruutmeetreid. Eesmärk jääb ikka samaks – korras hooned, hoonete võimalikult efektiivne majandamine ja klientide heaolu. R8 kogutud andmed näitavad, et sisekliima läheb paremaks ja kulud langevad, Jenny abiga süsteemidest leitud vead saavad halduspartneri abiga korda ja hoone on paremini juhitud, hallatud ja kliendid hoitud.“ „Süsteem ise jookseb mitmes võimsas serveris, turvalisuse kaalutlustel eri maailmajagudes. Kokkuvõttes: kõikide tegurite arvestamine tähendab, et objekti suurenemisel kasvab andmete hulk eksponentsiaalselt, seepärast peamegi kogu aeg süsteemi täiustama, lisaks ka õpetama,“ rääkis Peerna.

Poliitilised kraadid

„Huvitav näide süsteemi n-ö poliitilisel juhtimisel on valitsusringkondade otsus viia Pärnu maantee superministeeriumis tööruumide temperatuur 19 kraadi peale ning töövälisel ajal veelgi madalamale. Hoiame nii energiat kokku, paneme ametnikud veidi soojemalt riidesse. See on poliitiline otsus, hea eeskuju ka energia kokkuhoiuks, aga tulemused ei pruugi olla tööviljakuse mõttes positiivsed. Kuna lähteülesanne anti: soojus kaks kraadi alla 19 peale, siis kõik muud tegurid jäid mudelist välja. Aga see näitaja üksi ei taga, et sisekliima oleks hea ja otstarbekalt juhitud ning energia ka tegelikult efektiivselt kasutatud,“ tõi Täkker esile, kus intuitsioon võib viia otsused vastuollu tegelikult taotletava tööviljakuse eesmärgiga.

Peerna lisab, et riigipoolne algatus säästa energiat on igati teretulnud, aga seda oleks tulnud teha veidi teisiti. Viimased uudised ongi, et sellisest meetmest loobuti osaliselt. „Aga kokkuvõttes – Eesti energiakasutus on suurte valikute ees. Eestis kasvas võrreldes eelmise aastaga elektrienergia tarbimine ca seitse protsenti, tipuvõimsuste katmiseks oleks vaja ehitada juurde järjest uusi elektritoomise võimsusi. Peaks valama betooni, kulutama raha, tekitama heitmeid. Aga sama suure juurdekasvu saab, kui meie tooks oma virtuaalvõimsuse tiputarbimise hetkeks turule. See ei ole lihtsalt aritmeetiline kokkuhoid, vaid ehtne. Meie toode hoiab suurema efektiivsuse tõttu vähemalt 20 protsenti kokku, lisaks veel keskkonna säästmine. Oktoobris oli meie süsinikdioksiidi heitmete sääst ca 1300 tonni ehk ca 30 hektaris metsas seotud süsinikku, energiakulu on meie objektidel oktoobris olnud 3,5 kWh ruutmeetri kohta. Pole ju paha?“ märkis Peerna

Tegelik kokkuvõte kokkuhoiust

„Kui hoiame oma klientidel energiat ja ka heitmeid kokku vähemalt 20 protsent, saab sama protsendi jagu ka keskkonda koormamata maju juurde ehitada. Vaatame asju üleilmses mastaabis – aga ainult nii ongi mõtet ju tegutseda – kui mina koolis käisin, oli maakera rahvaarv kuus miljardit, nüüd sai läinud kuul juba kaheksa täis ja lisapindade ehitamine on paratamatu. Kõik vajavad ressursse, meie pakutav kokkuhoid tehisintelligentsi rakendamise kaudu on tõsiselt abiks kõigile meie planeedil. Lihtne arvutus: hoonete haldamise kulu on 40 protsenti maailma energeetilisest kulust, selle vähendamine kolmandiku võrra säästab julgelt 13 protsenti ehk kaheksandiku energiast ning ühtlasi ka heitmete tekkest. Ja seda vaid praegu olemasolevate hoonete parema, TI-ga juhtimise tõttu,“ võttis Peerna suure teema lihtsalt kokku.

R8 Technologies on rahvusvahelise haardega

Kokku haldab R8 objekte 19 riigis: Austrias, Eestis, Hollandis, Leedus, Luksemburgis, Lätis, Norras, Poolas, Portugalis, Prantsusmaal, Rootsis, Saksamaal, Slovakkias, Soomes, Šveitsis ,Tšehhis, Tšiilis, Ungaris ja Ühendkuningriikides. Hallatav kogupindala on 1,9 miljonit ruutmeetrit, selles üle 800 000 Eestis.

R8 juhitavad suuremad objektid (alates 20 000 ruutmeetrisest üldpinnast):

Ülemiste kaubanduskeskus Tallinnas, Rocca al Mare keskus Tallinnas, T1 Tallinnas, Kristiine Keskus Tallinnas, Viru Keskus Tallinnas, ostukeskus Portos Portugalis, Origo ostukeskus Riias Lätis, Viru hotell Tallinnas, Nordica ostukeskus Vilniuses Leedus, ostukeskus Prahas Tšehhis, büroohoone Helsingis Soomes, Solarise keskus Tallinnas, büroohoone Portos Portugalis, ostukeskus Spice Riias, ostukeskus Göttingenis Saksamaal, Radisson Blue hotell Tallinnas, Lubja tn kohtuhoone Tallinnas, Stockmanni keskus Tallinnas, büroohoone Riias, Nordica ostukeskus Tallinnas, Postimehe büroohoone Tallinnas, Clarion hotell Helsingis, Swedbanki büroohoone Tallinnas, Mustika keskus Tallinnas, ostukeskus Bytomis Poolas, büroohooned Ülemiste Linnakus Tallinnas.

Allikas: https://r8tech.io