用灵活的建筑使电网脱碳

埃尔文·温德尔，博士 卡内基梅隆大学土木与环境工程专业的学生，​​领导创建了一个模型，该模型可以帮助减少建筑物的排放并提高电网的整体效率。该论文由 Vindel 的顾问 Mario Bergés 和 Burcu Akinci 共同撰写，他们都是土木和环境工程教授。

在，建筑物占能源部门用电量的 70% 以上和碳排放的很大一部分。可再生能源在电网中的可持续整合需要额外的运营灵活性来源。风能和太阳能等可再生能源提供的能源比化石燃料清洁得多。然而，依靠自然发电过程引入的可将需要电网更能适应可用能源数量的变化。能源部 (DOE) 已经认识到通过实施有助于提高效率和减少碳排放的技术和创新，将建筑物重新构想为灵活资产的潜力。

该团队的供暖、通风和空调 (HVAC) 系统需求灵活性模型为建筑经理和电网运营商等提供能源需求管理解决方案。需求灵活性是建筑主动改变能源消耗的能力，这是有助于平衡整个电网能源需求的重要属性。

评估商业建筑灵活性的现有方法主要关注热灵活性，同时简化 HVAC 系统的响应。这种方法通常会导致灵活性预测的准确性低，这迄今为止限制了将建筑物用于提高可靠性的电网服务的前景。此外，开发更准确模型的一个基本挑战是涵盖建筑人口和个人舒适偏好的异质性。

新模型旨在通过利用现代楼宇自动化系统中生成和存储的数据流，将这种灵活性定义为已安装机械系统的属性。超过 60% 的商业建筑中智能仪表和传感器的普及为这些研究人员提供了比以往更多的来自 HVAC 系统的实时数据。与现有方法相比，他们提出的模型为需求下降提供了更准确的需求灵活性预测，同时支持在商业建筑中广泛使用的可扩展模型采集过程。

用于估计需求灵活性的更好模型提出了建筑经理和公用事业运营商可以协调以实现互利减少能源需求的新方法。如果建筑物可以为电网提供更准确和及时的需求灵活性图，那么电网管理者可以更好地平衡和驱动能源需求，同时为能够在需要时降低需求的建筑物管理者提供激励。该团队已经在不同气候条件下的三座建筑物的模拟中测试了该模型，他们计划从今年夏天开始对真实世界的 HVAC 系统进行进一步测试，以验证这项最新研究的结果。

Vindel、Bergés 和 Akinci 的工作提出了一种积极控制建筑物能耗并进一步将 HVAC 系统与电网集成的方法，同时尊重居住者的需求和偏好。在预测影响可再生能源的独特因素时，它们还为建筑管理者和电网运营商提供了新的可能性，以在脱碳能源部门内平衡能源需求和减少消耗方面进行合作。