La IA ayuda a aligerar la carga de la red eléctrica, sin escatimar en el uso de energía de las personas

Mis colegas y yo hemos desarrollado un sistema de inteligencia artificial que ayuda a los edificios a cambiar su uso de energía en momentos en que la red eléctrica está más limpia.

Soy un ingeniero que estudia y desarrolla edificios inteligentes.Mi laboratorio creó Merlín, que aprende Cómo la gente usa la energía en sus hogares. y ajustar los controles de energía, como los termostatos, para satisfacer sus necesidades y, al mismo tiempo, minimizar el impacto en la red.El sistema puede aprender de un conjunto de edificios y ocupantes y utilizarse en edificios con diferentes controles y patrones de uso de energía.

Lo llamamos Merlín en honor al legendario mago del Rey Arturo para reflejar la naturaleza mágica del sistema:Recopila automáticamente datos sobre cómo las personas usan la energía en sus hogares e identifica oportunidades para cargar y descargar baterías de almacenamiento en el hogar.Y lo hace de manera que siempre tengas energía para lo que necesites.De este modo, el aire acondicionado siempre está disponible y al mismo tiempo reduce la tensión en la red, por ejemplo durante las horas pico de la tarde.

Si la demanda supera la generación disponible, las empresas de servicios públicos suelen pedir a los clientes que ajusten sus termostatos y reduzcan sus cargas.Si eso no es suficiente, es posible que se produzcan apagones.Aquí es donde entra Merlín.Al gestionar el uso de energía en los hogares de forma más inteligente, Merlin ayuda a equilibrar el suministro de energía, haciendo que las redes eléctricas sean más estables y fiables.Merlin gestiona el uso de la batería de la casa por parte de la red mientras mantiene el consumo normal de energía de la casa.

Por qué es importante

Para abordar el cambio climático, la sociedad necesita pasar a generar energía eléctrica utilizando exclusivamente fuentes de combustibles no fósiles como la solar, la eólica y la nuclear.Además, todos los electrodomésticos o usos finales (calefacción, cocina, secado de ropa) deben estar electrificados.Una transición similar está ocurriendo con los automóviles, pasando de vehículos con motor de combustión interna a vehículos eléctricos de batería.Sin embargo, la mayoría de las fuentes de energía renovables no se pueden enviar, lo que significa que las compañías eléctricas no pueden encenderlas cuando sea necesario.

Esto requiere un cambio fundamental de un sistema energético centralizado donde una planta de energía genera toda la electricidad necesaria a uno más descentralizado o distribuido.En los sistemas descentralizados, la energía se genera en los bordes de la red (por ejemplo, en casas con paneles solares) y las casas y edificios de oficinas pueden almacenar energía en baterías.

Las viviendas y los edificios de oficinas también intentan activamente reducir o desplazar sus cargas para reducir sus demandas en la red.Esto significa menos apagones y menos desperdicio de energía.Además, utilizar la energía de manera más eficiente ayuda a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero.

¿Qué otras investigaciones se están realizando?

Los investigadores están trabajando en varias formas de hacer que los edificios sean más inteligentes y mejores a la hora de cambiar su uso de energía.De hecho, EE.UU.El Departamento de Energía ha creado una hoja de ruta nacional para desarrollar tales edificios eficientes interactivos con la red triplicar la eficiencia energética y la flexibilidad de la demanda energética de los edificios de aquí a 2030.En 2021, el departamento financió 10 proyectos de alianzas público-privadas con su Programa Comunidades Conectadas desarrollar y probar tecnologías para edificios interactivos con la red.

La Agencia Internacional de Energía ha apoyado una variedad de programas en los que los investigadores están trabajando en Aplicaciones de software para permitir una operación de edificios más inteligente., edificios energéticamente flexibles y, más recientemente, control de edificios integrado en la red.

Todos estos programas y desarrollos se centran en sistemas de control avanzados y promueven la adopción de tecnologías inteligentes para optimizar el uso de la energía, similar a Merlin.

Que sigue

El siguiente paso es probar sistemas como Merlin en más comunidades en condiciones realistas y comprender qué tan bien funcionan en diferentes lugares y condiciones.Es importante que recopilemos comentarios sobre las experiencias de los usuarios y los integremos en nuestros próximos prototipos para garantizar la aceptabilidad de los sistemas de inteligencia artificial que gestionan la energía del hogar de las personas.Nuestro objetivo es hacer que estos sistemas sean fáciles de usar y asequibles para que todos puedan beneficiarse de hogares más inteligentes y ecológicos.

El objetivo es que cada barrio tenga hogares que compartan energía como un equipo, asegurándose siempre de que haya suficiente energía para todos y utilizando la menor cantidad posible de la red.

El Resumen de investigación es una breve versión de un interesante trabajo académico.