[Vui lòng đăng ký trang Youtube của Pacific Group tại
https://www.youtube.com/channel/UCAxje1GxiUpZD6MEcR0f5Jg/videos
Chúng tôi có các buổi chia sẻ về kinh doanh thực tế hàng tuần]
Khử cacbon hóa lưới điện với các tòa nhà linh hoạt
Elvin Vindel, một Tiến sĩ sinh viên ngành kỹ thuật dân dụng và môi trường tại Đại học Carnegie Mellon, đã dẫn đầu việc tạo ra một mô hình có thể giúp cắt giảm lượng khí thải từ các tòa nhà và nâng cao hiệu quả tổng thể của lưới điện. Bài báo được đồng tác giả bởi các cố vấn của Vindel, Mario Bergés và Burcu Akinci, cả hai đều là giáo sư về kỹ thuật dân dụng và môi trường.
Tại Hoa Kỳ, các tòa nhà chiếm hơn 70% lượng điện tiêu thụ và một phần lớn lượng carbon thải ra từ ngành năng lượng. Việc tích hợp bền vững năng lượng tái tạo trong lưới điện đòi hỏi phải có thêm các nguồn linh hoạt trong vận hành. Các nguồn năng lượng tái tạo như gió và mặt trời cung cấp năng lượng sạch hơn nhiều so với nhiên liệu hóa thạch. Tuy nhiên, sự biến đổi do dựa vào các quá trình tự nhiên để sản xuất điện sẽ đòi hỏi một lưới điện thích ứng hơn với những thay đổi về lượng năng lượng sẵn có. Bộ Năng lượng (DOE) đã nhận ra tiềm năng trong việc tái tạo các tòa nhà như một tài sản linh hoạt thông qua việc triển khai các công nghệ và đổi mới sẽ giúp tăng hiệu quả và giảm lượng khí thải carbon.
Mô hình của nhóm về tính linh hoạt trong nhu cầu trong hệ thống sưởi ấm, thông gió và điều hòa không khí (HVAC) cung cấp các giải pháp trong quản lý nhu cầu năng lượng cho các nhà quản lý tòa nhà cũng như các nhà vận hành lưới điện. Tính linh hoạt của nhu cầu là khả năng của tòa nhà để chủ động thay đổi mức tiêu thụ năng lượng - một đặc tính quan trọng có thể giúp cân bằng nhu cầu năng lượng trên toàn lưới điện.
Các phương pháp hiện tại để ước tính tính linh hoạt của các tòa nhà thương mại đã tập trung vào tính linh hoạt về nhiệt trong khi đơn giản hóa phản ứng của hệ thống HVAC. Cách tiếp cận này thường dẫn đến độ chính xác thấp trong các dự đoán linh hoạt, điều này cho đến nay đã hạn chế triển vọng sử dụng các tòa nhà cho các dịch vụ lưới điện nhằm cải thiện độ tin cậy. Ngoài ra, một thách thức cơ bản trong việc phát triển các mô hình chính xác hơn là bao gồm sự không đồng nhất trong dân số tòa nhà và trong sở thích thoải mái của cá nhân.
Mô hình mới nhằm xác định tính linh hoạt này như một thuộc tính của hệ thống cơ khí được lắp đặt bằng cách tận dụng các luồng dữ liệu được tạo và lưu trữ trong các hệ thống tự động hóa tòa nhà hiện đại. Sự gia tăng của đồng hồ đo và cảm biến thông minh trong hơn 60% các tòa nhà thương mại đang cung cấp cho các nhà nghiên cứu này nhiều dữ liệu thời gian thực hơn từ các hệ thống HVAC hơn bao giờ hết. Mô hình đề xuất của họ cung cấp dự đoán nhu cầu linh hoạt chính xác hơn đối với sự sụt giảm nhu cầu so với các phương pháp tiếp cận hiện có đồng thời hỗ trợ quy trình mua lại mô hình có thể mở rộng để sử dụng rộng rãi trong các tòa nhà thương mại.
Các mô hình tốt hơn để ước tính tính linh hoạt của nhu cầu đề xuất những cách thức mới mà các nhà quản lý tòa nhà và các nhà khai thác tiện ích có thể phối hợp để đạt được mức giảm nhu cầu năng lượng cùng có lợi. Nếu một tòa nhà có thể cung cấp cho lưới điện một bức tranh chính xác và kịp thời hơn về tính linh hoạt nhu cầu của nó, thì các nhà quản lý lưới điện có thể cân bằng và điều chỉnh nhu cầu năng lượng tốt hơn đồng thời cung cấp các động lực cho các nhà quản lý tòa nhà có khả năng giảm nhu cầu của họ khi cần thiết. Nhóm đã thử nghiệm mô hình trên mô phỏng ba tòa nhà trong điều kiện khí hậu khác nhau trên khắp Hoa Kỳ. Họ đang lên kế hoạch thử nghiệm thêm trên các hệ thống HVAC trong thế giới thực bắt đầu từ mùa hè này để xác thực những phát hiện của nghiên cứu mới nhất này.
Công trình của Vindel, Bergés và Akinci trình bày một phương tiện để chủ động kiểm soát mức tiêu thụ năng lượng trong các tòa nhà và tích hợp hơn nữa hệ thống HVAC với lưới điện trong khi vẫn tôn trọng nhu cầu và sở thích của người ở. Để dự đoán các yếu tố duy nhất ảnh hưởng đến các nguồn năng lượng tái tạo, họ cũng đưa ra các khả năng mới cho các nhà quản lý tòa nhà và vận hành lưới điện để hợp tác trong việc cân bằng nhu cầu năng lượng và giảm tiêu thụ trong lĩnh vực năng lượng khử cacbon.
