KI trägt dazu bei, die Belastung des Stromnetzes zu verringern – ohne den Energieverbrauch der Menschen zu beeinträchtigen

Meine Kollegen und ich haben ein künstliches Intelligenzsystem entwickelt, das Gebäude dabei unterstützt, ihren Energieverbrauch auf Zeiten zu verlagern, in denen das Stromnetz sauberer ist.

Ich bin ein Ingenieur, der untersucht und entwickelt intelligente Gebäude.Mein Labor hat Merlin geschaffen, der lernt wie Menschen Energie in ihren Häusern nutzen und passen Sie Energiesteuerungen wie Thermostate an ihre Bedürfnisse an und minimieren Sie gleichzeitig die Auswirkungen auf das Netz.Das System kann an einer Gruppe von Gebäuden und Bewohnern lernen und in Gebäuden mit unterschiedlichen Steuerungen und Energieverbrauchsmustern eingesetzt werden.

Wir haben es „Merlin“ getauft, nach dem legendären Zauberer von König Artus, um die magische Natur des Systems widerzuspiegeln:Es sammelt automatisch Daten darüber, wie Menschen in ihren Häusern Energie verbrauchen, und identifiziert Möglichkeiten zum Laden und Entladen von Heimbatteriespeichern.Und das auf eine Art und Weise, dass Sie immer Strom für alles haben, was Sie brauchen.So ist Ihre Klimaanlage immer verfügbar und entlastet gleichzeitig das Netz – zum Beispiel bei nachmittäglichen Spitzenzeiten.

Wenn die Nachfrage die verfügbare Erzeugung übersteigt, fordern Energieversorger ihre Kunden in der Regel auf, ihre Thermostate anzupassen und anderweitig ihre Lasten zu reduzieren.Reicht das nicht aus, kann es zu Blackouts kommen.Hier kommt Merlin ins Spiel.Durch die intelligentere Steuerung des Energieverbrauchs in Haushalten trägt Merlin dazu bei, die Energieversorgung auszugleichen und die Stromnetze stabiler und zuverlässiger zu machen.Merlin verwaltet die Netznutzung der Hausbatterie und sorgt gleichzeitig für den normalen Energieverbrauch des Hauses.

Warum es wichtig ist

Um den Klimawandel zu bekämpfen, muss die Gesellschaft dazu übergehen, Strom ausschließlich aus nichtfossilen Brennstoffquellen wie Sonne, Wind und Kernkraft zu erzeugen.Außerdem müssen alle Haushaltsgeräte oder Endanwendungen – Heizung, Kochen, Wäschetrocknen – elektrifiziert sein.Ein ähnlicher Übergang vollzieht sich bei Autos, von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor zu batterieelektrischen Fahrzeugen.Allerdings sind die meisten erneuerbaren Energiequellen nicht regelbar, was bedeutet, dass Energieversorger sie nicht einfach bei Bedarf einschalten können.

Dies erfordert einen grundlegenden Wandel von einem zentralisierten Energiesystem, bei dem ein Kraftwerk den gesamten benötigten Strom erzeugt, zu einem stärker dezentralisierten oder verteilten System.In dezentralen Systemen wird Strom an den Rändern des Netzes erzeugt – beispielsweise in Häusern mit Solaranlagen – und Häuser und Bürogebäude können Energie in Batterien speichern.

Auch Privathäuser und Bürogebäude versuchen aktiv, ihre Lasten zu reduzieren oder zu verlagern, um ihre Anforderungen an das Netz zu verringern.Das bedeutet weniger Stromausfälle und weniger Energieverschwendung.Darüber hinaus trägt eine effizientere Energienutzung dazu bei, den Ausstoß von Treibhausgasen zu reduzieren.

Welche anderen Forschungsarbeiten werden durchgeführt?

Forscher arbeiten an verschiedenen Möglichkeiten, Gebäude intelligenter zu machen und ihren Energieverbrauch besser zu verändern.Tatsächlich sind die USADas Energieministerium hat eine nationale Roadmap erstellt solche netzinteraktiven, effizienten Gebäude entwickeln die Energieeffizienz und Energiebedarfsflexibilität von Gebäuden bis 2030 zu verdreifachen.Im Jahr 2021 finanzierte die Abteilung 10 Projekte öffentlich-privater Partnerschaften mit Connected Communities-Programm Technologien für netzinteraktive Gebäude zu entwickeln und zu testen.

Die Internationale Energieagentur hat eine Vielzahl von Programmen unterstützt, an denen Forscher arbeiten Softwareanwendungen für einen intelligenteren Gebäudebetrieb, Energieflexible Gebäude und in jüngerer Zeit netzintegrierte Gebäudesteuerung.

Alle diese Programme und Entwicklungen konzentrieren sich auf fortschrittliche Steuerungssysteme und die Förderung der Einführung intelligenter Technologien zur Optimierung des Energieverbrauchs, ähnlich wie bei Merlin.

Was kommt als nächstes

Der nächste Schritt besteht darin, Systeme wie Merlin in mehr Gemeinden unter realistischen Bedingungen zu testen und zu verstehen, wie gut sie an verschiedenen Orten und unter verschiedenen Bedingungen funktionieren.Es ist wichtig, dass wir Feedback zu den Erfahrungen der Benutzer sammeln und diese in unsere nächsten Prototypen integrieren, um die Akzeptanz von KI-Systemen sicherzustellen, die die Energie zu Hause der Menschen verwalten.Unser Ziel ist es, diese Systeme benutzerfreundlich und erschwinglich zu machen, damit jeder von einem intelligenteren, umweltfreundlicheren Zuhause profitieren kann.

Das Ziel besteht darin, dass es in jedem Viertel Häuser gibt, in denen die Energie wie ein Team geteilt wird, wobei stets darauf geachtet wird, dass genug Strom für alle da ist und möglichst wenig Strom aus dem Netz verbraucht wird.

Der Forschungsbericht ist ein kurzer Einblick in interessante wissenschaftliche Arbeiten.