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能源互聯(lián)網(wǎng):智能建筑如何變得越來越智能

2020-08-28 14:41 千家網(wǎng)

導(dǎo)讀:盡管近幾年來物聯(lián)網(wǎng)(IoT)一直風(fēng)行一時,但另一個類似的概念——能源互聯(lián)網(wǎng)(IoE,Internet of Energy)的時機(jī)已經(jīng)成熟……

在智能建筑不斷增長的功能中,一項新技術(shù)可能被證明是迄今為止最大的進(jìn)步之一:即用于測量能耗的高精度軟件。

每月高昂電費(fèi)賬單可能是許多普通人很不情愿看到的東西。能源成本受許多因素的影響,從稅收到天氣,一直是大多數(shù)房屋的主要成本之一。至少在可再生能源提高其效率或第一個可行的商用核聚變反應(yīng)堆到來之前。當(dāng)然,除了能源成本外,還需要解決生態(tài)方面的問題。當(dāng)前的重點(diǎn)是提高車輛和家用電器的效率。

如今,智能建筑逐步成為能源領(lǐng)域關(guān)注的重點(diǎn)。因為,盡管近幾年來物聯(lián)網(wǎng)(IoT)一直風(fēng)行一時,但另一個類似的概念——能源互聯(lián)網(wǎng)(IoE,Internet of Energy)的時機(jī)已經(jīng)成熟。

能源互聯(lián)網(wǎng)可理解是綜合運(yùn)用先進(jìn)的電力電子技術(shù), 信息技術(shù)和智能管理技術(shù), 將大量由分布式能量采集裝置, 分布式能量儲存裝置和各種類型負(fù)載構(gòu)成的新型電力網(wǎng)絡(luò)、石油網(wǎng)絡(luò)、天然氣網(wǎng)絡(luò)等能源節(jié)點(diǎn)互聯(lián)起來, 以實(shí)現(xiàn)能量雙向流動的能量對等交換與共享網(wǎng)絡(luò)。

及時節(jié)能,智能建筑的綜合方法

在大多數(shù)國家,建筑物的日常運(yùn)行至少消耗40%的能源。同樣,如果我們考慮建筑物從最初的地基鋪設(shè)到最終退役之間的壽命,則90%的二氧化碳排放發(fā)生在運(yùn)營階段,即建造之后。這主要是由于其HVAC(供暖、通風(fēng)和空調(diào))、照明和電氣系統(tǒng)。

尋找一種整合的方法來管理所有這些資源并通過引入自動化和遠(yuǎn)程控制技術(shù)對其進(jìn)行優(yōu)化是Energy IN TIME(EiT)的目標(biāo),該項目是由歐盟支持,ACCIONA領(lǐng)導(dǎo)并加入CIRCE等多個合作伙伴的項目,包括科克技術(shù)學(xué)院(愛爾蘭)或格拉納達(dá)(西班牙)和洛林(法國)的大學(xué)。

該項目基于軟件仿真,隨后在具有集中控制技術(shù)的非住宅建筑物的電氣系統(tǒng)中實(shí)施。EiT被設(shè)計為一個九階段過程。

首先,通過計算需求和系統(tǒng)架構(gòu)以及數(shù)據(jù)的收集。然后,建立了模擬參考模型以建立建筑物在不同能耗情況下的行為。隨后,開發(fā)了整個建筑物的智能控制系統(tǒng),這是核心技術(shù),它集成了可測量占用率和天氣狀況的算法。涵蓋了針對所收集數(shù)據(jù)的診斷和分析系統(tǒng),以及它們的集成和驗證。最后是該技術(shù)的實(shí)際演示和開發(fā)。

目前,該項目正在四個非住宅歐洲城市(法國,羅馬尼亞和芬蘭)進(jìn)行測試和驗證,這些城市處于不同的氣候條件下,并具有一系列建設(shè)性的質(zhì)量、用途和年齡環(huán)境。

目標(biāo)是通過創(chuàng)新的管理和控制解決方案實(shí)現(xiàn)建筑物能源效率的大幅優(yōu)化,該解決方案可在傳統(tǒng)能源網(wǎng)絡(luò)及其運(yùn)營和維護(hù)成本方面實(shí)現(xiàn)多達(dá)20%的能源節(jié)省。

實(shí)時測量建筑物的能源足跡

如果可以在任何給定時間知道建筑物的詳細(xì)能耗,該怎么辦?哪些信息可以傳輸?shù)娇梢岳梅歉叻鍟r間隨時分配資源的智能網(wǎng)絡(luò)?洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院電子實(shí)驗室(ELab)的研究團(tuán)隊的理由就是如此,他們剛剛將結(jié)果發(fā)表在Automation in Construction 《自動化建設(shè)》雜志上。

當(dāng)前,有幾種智能設(shè)備可以測量用戶的到來,以自動打開電燈或家庭供暖或?qū)Х葯C(jī)進(jìn)行編程。研究的目的是開發(fā)一種軟件,該軟件可以合并由不同傳感器(包括集成到可穿戴設(shè)備中的傳感器)提供的所有數(shù)據(jù),并將其傳輸?shù)街悄芫W(wǎng)絡(luò)。

瑞士團(tuán)隊的原始方法很可能會成為使這種軟件成為現(xiàn)實(shí)的轉(zhuǎn)折點(diǎn),因為它將利用建筑物結(jié)合了智能建筑物的能源互聯(lián)網(wǎng)的所有潛力,實(shí)現(xiàn)建筑物與智能電網(wǎng)和存儲系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)之間的雙向通信。

這種信息對于風(fēng)能或太陽能循環(huán)速度變化的極端制約條件的可再生能源的管理尤其有用。例如,系統(tǒng)將預(yù)測電力供應(yīng)或需求的急劇增加,從而在編程時間之前打開房屋的供暖。同樣,如果網(wǎng)絡(luò)需求旺盛,則可以在用戶定義的合理范圍內(nèi)降低房屋溫度。

目前,該團(tuán)隊已經(jīng)擁有一個運(yùn)行中的智能建筑模擬器,該模擬器能夠處理所有條件以優(yōu)化能耗。主要挑戰(zhàn)將是優(yōu)化傳感器和智能電網(wǎng)之間的信息流,這可能會覆蓋整個城市。