Tính linh hoạt về năng lượng của các tòa nhà dân cư: Đánh giá hệ thống phương pháp, ứng dụng mô tả đặc tính và định lượng
Energy flexibility of residential buildings: A systematic review of characterization and quantification methods and applications
Tác giả: Han Li, Zhe Wang, Tianzhen Hong, Mary Ann Piette
Ngày đăng tải: 25/08/2021
DOI: https://doi.org/10.1016/j.adapen.2021.100054
Với nhu cầu về điện năng tòa nhà ngày càng trở nên mạnh mẽ và tỷ lệ phát điện tái tạo không liên tục từ quang điện mặt trời và tua-bin gió ngày càng tăng, mạng lưới điện đang đối mặt với những thách thức ngày càng tăng để quản lý sự cân bằng thời gian thực giữa cung và cầu. Với những tiến bộ trong cảm biến và đo lường thông minh, thiết bị thông minh, xe điện và công nghệ lưu trữ năng lượng, việc quản lý các tòa nhà dân cư theo nhu cầu có thể giúp lưới điện cải thiện sự ổn định bằng cách tối ưu hóa mức tải linh hoạt. Bài viết này xem xét các nghiên cứu gần đây về quản lý nhu cầu tòa nhà dân cư, tập trung vào đặc tính và định lượng tính linh hoạt năng lượng bao gồm nhiều loại tải linh hoạt, chỉ số, phương pháp và ứng dụng. Các nghiên cứu được xem xét cho thấy bốn cấp độ ứng dụng: cấp tòa nhà (45%), cấp huyện hoặc cộng đồng (29%), cấp hệ thống (19%) và cấp ngành xây dựng (7%). Chuyển tải là loại linh hoạt chiếm ưu thế trong 60% ứng dụng, tiếp theo là loại bỏ (19%), tạo (16%) và điều biến (6%). Tùy thuộc vào công nghệ và phạm vi ứng dụng, các hoạt động linh hoạt có phạm vi hoạt động rộng, với mức giảm công suất tối đa từ 1% ~ 65%, tiết kiệm năng lượng tới 60%, giảm chi phí vận hành từ 1% ~ 48% và giảm phát thải khí nhà kính giảm đến 29%. Hơn một nửa (51%) các nghiên cứu sử dụng các chiến lược kiểm soát để đạt được sự linh hoạt; trong số đó 72% sử dụng các biện pháp kiểm soát tối ưu, trong khi 28% sử dụng các biện pháp kiểm soát dựa trên quy tắc. Khoảng 58% các nghiên cứu đã sử dụng một công thức toán học để định lượng tính linh hoạt của năng lượng. Hầu hết các nghiên cứu đều dựa trên mô phỏng, trong khi chưa đến 15% nghiên cứu có phép đo từ các thí nghiệm hoặc kiểm tra thực địa. Đánh giá cho thấy các cơ hội nghiên cứu để giải quyết những lỗ hổng đáng kể trong tài liệu hiện có: (1) thiết lập một định nghĩa chung và số liệu hiệu suất cho tính linh hoạt năng lượng của các tòa nhà là công nghệ và ứng dụng: Agnostic (bất khả tri), (2) phát triển một bản thể để chuẩn hóa việc biểu diễn các tài nguyên linh hoạt cho khả năng tương tác, (3) tích hợp các tác động của người sử dụng vào việc định lượng và tối ưu hóa tính linh hoạt của năng lượng và (4) phát triển các yêu cầu và các mo đun về tính linh hoạt của năng lượng trong việc xây dựng các quy tắc và tiêu chuẩn năng lượng. Những phát hiện từ việc xem xét có thể cung cấp thông tin cho nghiên cứu và phát triển trong tương lai về các tòa nhà linh hoạt về năng lượng, điều cần thiết cho một lưới điện đáng tin cậy và có khả năng phục hồi.
Link: OSTI.gov | Science Direct
