Tôi và các đồng nghiệp đã phát triển một hệ thống trí tuệ nhân tạo giúp các tòa nhà chuyển hướng sử dụng năng lượng sang thời điểm lưới điện sạch hơn.
Tín dụng: Unsplash/CC0 Public Domain
Tôi là một kỹ sư nghiên cứu và phát triển các tòa nhà thông minh. Phòng thí nghiệm của tôi đã tạo ra Merlin, một hệ thống học cách mọi người sử dụng năng lượng trong nhà của họ và điều chỉnh các biện pháp kiểm soát năng lượng như bộ điều nhiệt để đáp ứng nhu cầu của họ đồng thời giảm thiểu tác động đến lưới điện. Hệ thống có thể học trên một nhóm tòa nhà và người ở và được sử dụng trong các tòa nhà có các biện pháp kiểm soát và mô hình sử dụng năng lượng khác nhau.
Chúng tôi đặt tên cho hệ thống là Merlin theo tên của vị pháp sư huyền thoại của Vua Arthur để phản ánh bản chất kỳ diệu của hệ thống: Hệ thống tự động thu thập dữ liệu về cách mọi người sử dụng năng lượng trong nhà và xác định các cơ hội để sạc và xả bộ lưu trữ pin tại nhà. Và hệ thống thực hiện theo cách mà bạn luôn có điện cho bất cứ nhu cầu nào của mình. Vì vậy, hệ thống điều hòa không khí của bạn luôn sẵn sàng, nhưng đồng thời cũng làm giảm áp lực lên lưới điện—ví dụ, trong giờ cao điểm buổi chiều.
Nếu nhu cầu vượt quá khả năng sản xuất, các công ty tiện ích thường yêu cầu khách hàng điều chỉnh bộ điều chỉnh nhiệt độ và giảm tải. Nếu không đủ, có thể xảy ra tình trạng mất điện. Đây chính là lúc Merlin vào cuộc. Bằng cách quản lý việc sử dụng năng lượng trong nhà một cách thông minh hơn, Merlin giúp cân bằng nguồn cung cấp năng lượng, giúp lưới điện ổn định và đáng tin cậy hơn. Merlin quản lý việc sử dụng pin của ngôi nhà trong khi vẫn duy trì mức tiêu thụ năng lượng bình thường của ngôi nhà.
Tại sao nó quan trọng
Để giải quyết vấn đề biến đổi khí hậu, xã hội cần chuyển sang sản xuất điện chỉ bằng các nguồn nhiên liệu không phải hóa thạch như năng lượng mặt trời, gió và hạt nhân. Ngoài ra, tất cả các thiết bị gia dụng hoặc mục đích sử dụng cuối cùng—sưởi ấm, nấu ăn, sấy quần áo—phải được điện khí hóa. Một quá trình chuyển đổi tương tự đang diễn ra với ô tô, chuyển từ xe động cơ đốt trong sang xe điện chạy bằng pin. Tuy nhiên, hầu hết các nguồn năng lượng tái tạo đều không thể điều phối, nghĩa là các công ty điện không thể chỉ cần bật chúng khi cần.
Điều này đòi hỏi một sự thay đổi cơ bản từ hệ thống năng lượng tập trung, nơi một nhà máy điện tạo ra tất cả điện năng cần thiết, sang một hệ thống phi tập trung hoặc phân tán hơn. Trong các hệ thống phi tập trung, điện được tạo ra ở rìa lưới điện—ví dụ, trong các ngôi nhà có tấm pin mặt trời—và các ngôi nhà và tòa nhà văn phòng có thể lưu trữ năng lượng trong pin.
Nhà ở và tòa nhà văn phòng cũng tích cực cố gắng giảm hoặc chuyển tải để giảm nhu cầu của họ đối với lưới điện. Điều này có nghĩa là ít mất điện hơn và ít lãng phí năng lượng hơn. Thêm vào đó, sử dụng năng lượng hiệu quả hơn giúp giảm phát thải khí nhà kính.
Những nghiên cứu khác đang được thực hiện
Các nhà nghiên cứu đang nghiên cứu nhiều cách khác nhau để làm cho các tòa nhà thông minh hơn và chuyển đổi tốt hơn việc sử dụng năng lượng của chúng. Trên thực tế, Bộ Năng lượng Hoa Kỳ đã tạo ra một lộ trình quốc gia để phát triển các tòa nhà hiệu quả tương tác với lưới điện như vậy nhằm tăng gấp ba hiệu quả năng lượng và tính linh hoạt về nhu cầu năng lượng của các tòa nhà vào năm 2030. Năm 2021, bộ này đã tài trợ cho 10 dự án hợp tác công tư với chương trình Cộng đồng kết nối của mình để phát triển và thử nghiệm các công nghệ cho các tòa nhà tương tác với lưới điện.
Cơ quan Năng lượng Quốc tế đã hỗ trợ nhiều chương trình khác nhau, trong đó các nhà nghiên cứu đang làm việc trên các ứng dụng phần mềm để cho phép vận hành tòa nhà thông minh hơn, các tòa nhà linh hoạt về năng lượng và gần đây hơn là điều khiển tòa nhà tích hợp lưới điện.
Tất cả các chương trình và sự phát triển này đều tập trung vào các hệ thống điều khiển tiên tiến và thúc đẩy việc áp dụng các công nghệ thông minh để tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng, tương tự như Merlin.
Tiếp theo là gì
Bước tiếp theo là thử nghiệm các hệ thống như Merlin trong nhiều cộng đồng hơn trong điều kiện thực tế và hiểu chúng hoạt động tốt như thế nào ở những nơi và điều kiện khác nhau. Điều quan trọng là chúng tôi thu thập phản hồi về trải nghiệm của người dùng và tích hợp chúng vào các nguyên mẫu tiếp theo của mình để đảm bảo tính chấp nhận được của các hệ thống AI quản lý năng lượng gia đình của mọi người. Chúng tôi đang hướng đến mục tiêu làm cho các hệ thống này thân thiện với người dùng và giá cả phải chăng để mọi người đều có thể hưởng lợi từ những ngôi nhà thông minh hơn, xanh hơn.
Mục tiêu là mỗi khu phố đều có những ngôi nhà chia sẻ năng lượng như một đội, luôn đảm bảo có đủ điện cho mọi người và sử dụng ít điện nhất có thể từ lưới điện.
Mời các đối tác xem hoạt động của Công ty TNHH Pacific Group.
FanPage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt
