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圖片來源:Pixabay/CC0 公共領域

未來十年,建築物消耗能源的方式將繼續經歷巨大變革,以適應電力脫碳工作和隨之而來的電網變化。提高建築能源效率和靈活性—這佔美國四分之三的電力消耗和三分之一的二氧化碳排放– 提供實現溫室氣體淨零排放目標的機會。

「基礎設施快速變革的背景帶來了巨大的投資機會,或一個能夠根據電網狀況管理其需求和發電,和使用者需求,」密西根大學電機工程與電腦科學副教授 Johanna Mathieu 說。

在最近的一篇論文中發表焦耳、馬蒂厄和一群研究人員提倡使用「生活實驗室」——或者說實驗對活躍使用的大學校園建築進行監控,以協助加快部署美國的彈性技術

作者敦促其他研究人員投入更多資源進行現實世界的實驗,以補充模擬和建模工作。

儘管具有成本效益,但模擬提供了對現實的不完美表示,隨著能源消耗模式的變化,這種表示很快就會過時。在重新校準模型以適應這些變化時,即使是最先進的方法也依賴設計參數或使用整個建築物電錶的數據,而不是區域級感測器和子電錶。

論文的主要作者Jacques de Chalendar 表示:「目前公認的方法是'先建模,後實驗',但'先實驗,後建模'的做法很有價值,可以透過在建模過程中進行實驗來提高我們對系統的理解。

在商業建築中捕捉靈活性事件期間的數據,例如在電網承受壓力時降低能源使用量,可以幫助校準模型以適應建築物的行為。收集此類資料集的許可可能很難獲得,即使獲得許可,商業建築業主通常也需要簽署保密協議,從而阻礙了資料的廣泛使用。

大學、政府或大型企業建築群可以作為能源彈性的試驗台,因為進行實驗時參與的決策者較少。此外,建築物網路允許標準化在相同的 HVAC 系統硬體和軟體上,並提供了為建構叢集進行網格規模實驗的機會。

作者根據從三個研究機構的生活實驗室獲得的知識,為建築靈活性研究人員提供了建議:

  1. 向建築經理學習:建築和設施經理可以幫助研究人員了解校園建築的優缺點、感測器的最佳放置位置以及利害關係人的限制。
  2. 保持簡單:集中精力改進現有的基於規則的控制方法,而不是徹底改革建築控制(例如,實施模型預測控制系統)。
  3. 標準化程序:對能源績效和靈活性的統一評估將為廣泛應用提供更可靠的估計。

馬蒂厄說:“需求靈活性將與未來能源系統的效率一起產生巨大的價值,並在持續的轉型中發揮關鍵作用。”

將現實世界的實驗與模型相結合將有助於開發商業建築所需的重大創新,以實現永續發展目標並適應同時維持他們已經為居住者提供的服務。

更多資訊:Jacques A. de Chalendar 等人,生活實驗室可以而且應該發揮更大的作用,以釋放美國商業建築的靈活性,焦耳(2023)。DOI:10.1016/j.joule.2023.11.009

期刊資訊: 焦耳

引文:大學校園建築可以提供能源效率、靈活性創新的測試場所(2024 年,1 月 22 日)檢索日期:2024 年 1 月 22 日來自 https://techxplore.com/news/2024-01-university-campus-sites-energy-efficiency.html

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