@ 2022.07.17 , 13:36

帮助节能减排的智能恒温器造成了电网同步需求高峰

智能恒温器——现代家居中用于管理用电和节约能源的不起眼的墙壁设备——可能正让我们落入愚蠢的陷阱。

默认情况下,智能恒温器设置为在黎明前开启,它会无意中与整个社区和地区的其他恒温器协同工作,从而导致电网上出现不经意的、广泛的能源需求峰值。

康奈尔大学的工程师在即将发表的应用能源论文(2022年9月出版)中表示,智能恒温器为房主节约电费,但它们也在一天中的糟糕时间引发整个网络的峰值需求。

康奈尔大学机械与航空航天工程学院教授、康奈尔阿特金森可持续发展中心主任Max Zhang 说:“冬天的晚上,许多家庭的智能恒温器调低温度,并在我们醒来之前再次升高,以方便我们起床活动——有一个温暖的房间。这是明智之举。但是,如果每个人都使用默认设置,比如早上6 点,电网会遭遇同步需求高峰,这对系统来说并不明智。”

“等以后部署脱碳电网,这种负载同步将来成为一个问题。”

他与Zachary E.Lee博士合著了论文《智能恒温器在向电气化供暖过渡中的意外后果》。

他们的论文称,到2021年,由于公用事业公司鼓励采用智能恒温器,大约40%的美国家庭拥有智能恒温器。 Lee和Zhang分析了纽约州2200 多户家庭的冬季智能恒温器数据,当地以寒冷的冬季气候以及城市、郊区和农村社区的混合而著称。

购买智能恒温器的房主可以选择与电力公司匿名分享他们的数据以方便研究。

Lee和Zhang 调查了“定时调温”行为并了解到大多数房主使用智能恒温器的出厂默认设置。作者说,有证据表明,居民仍然对如何操作恒温器感到困惑,并且经常无法对其进行智能设置。

事实上,他们的数据表明,房主仅实现了 5% 到 8% 的节能,远低于设备25%到30%的潜力。

如果数百个家庭的智能恒温器设置在早上6点开启,那么电网会在早上 6点5分达到峰值,这大约是纽约州冬季天光大亮前一个小时。

论文称,虽然定时调温旨在实现节能效益,但峰值需求主要集中在可再生能源不可用时——使峰值需求增加了近 50%。

“智能恒温器数据显示每日高峰供暖需求的频率增加,以及整体高峰需求的幅度增加。”

如果没有一种可行的方法来存储太阳能等可再生能源的能量,电力公司将无法满足这一峰值需求,这促使化石燃料发电机满足电力负荷。 “这可以抵消电气化带来的温室气体排放效益。”Lee说。

Zhang指出了解决电网压力日益增长的方法,例如,教导消费者如何使用智能恒温器和错开早上的时间。“由于涉及房主的安全和隐私问题,这个问题并不简单,但最终,我们必须让智能恒温器更加智能。”

美国国家科学基金会资助了这项工作。

https://news.cornell.edu/stories/2022/07/smart-thermostats-inadvertently-strain-electric-power-grids


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