توسط اینگرید فاضلی8 اکتبر 2020
در طی چند دهه گذشته ، محققان در سراسر جهان مقادیر فزاینده ای از سیستم ها را تولید کرده اند که می تواند انرژی های تجدید پذیر مانند انرژی خورشیدی ، بادی یا انرژی برق تولید کند. در حالی که برخی از شرکت ها و افراد قبلاً از این فن آوری ها استفاده کرده اند ، انتقال کامل به سیستم های انرژی پایدارتر هنوز اتفاق نمی افتد. ابزاری که پیاده سازی و مدیریت سیستم های انرژی تجدیدپذیر را در دو محیط صنعتی و مسکونی ساده می کند ، می تواند در نهایت به این انتقال کمک کند.
با توجه به این نکته ، محققان دانشگاه Technische Berlin اخیراً یک سیستم مدیریت انرژی ایجاد کرده اند که به طور خاص برای تعدیل فناوری فتوولتائیک (PV) و پمپ های حرارتی در محیط های مسکونی طراحی شده است. این سیستم جدید ، ارائه شده در مقاله منتشر شده در ژورنال انرژی کاربردی الزویر ، با استفاده از ، یک چارچوب مدل سازی برای بهینه سازی ریاضی ، که در یک زبان برنامه نویسی به نام جولیا تعبیه شده است ، توسعه یافته است.
لیسی لانگر ، یکی از محققان می گوید ، “هدف اصلی ما مدل سازی یک سیستم جامع مدیریت انرژی بهینه در منزل بود که نه تنها شامل PV و باتری باشد بلکه شامل پمپ حرارتی و انبارهای حرارتی نیز می باشد تا بتواند تأثیرات فصلی اتصال بخش را به دست آورد.”. “به ویژه برای ما مهم بود که کد مدل را تحت مجوز باز منتشر کنیم و از چارچوب بهینه سازی منبع باز JuMP استفاده کنیم ، تا تحقیقات خود را قابل تکرار کنیم.”
به عنوان بخشی از مطالعه خود ، لانگر و همکارش توماس وولینگ ، ساختمانی فرضی را در نظر میگیرند که از پمپ حرارتی با منبع هوا ، سیستم PV ، باتری و سیستم های ذخیره سازی حرارتی برای گرم کردن کف و تأمین آب گرم استفاده می شود. مدل آنها همچنین شامل یک سیستم تغذیه شبکه است که اطمینان می دهد هر میزان برق اضافی تولید شده توسط فن آوری PV به شبکه منتقل می شود. سیستم تغذیه شبکه ای که توسط محققان اجرا شده ، آسایش ساکنان و تعرفه های تغذیه ثابت (به عنوان مثال مشوق های مالی ارائه شده به تولیدکنندگان انرژی های تجدیدپذیر) را در نظر می گیرد.
لانگر گفت: “سیستم مدیریت انرژی منزل كه ما پیشنهاد كردیم از الگوریتم كنترل پیش بینی مدل كلاسیك استفاده می كند كه جریانهای مطلوب ساختمان را با فرض اطلاعات كامل بدست می آورد.” “با توجه به اجرای زمان چرخشی سیستم در Julia JuMP ، ما قادر به تجزیه و تحلیل یک سال کامل با وضوح زمانی 1 ساعت فقط در چند ثانیه هستیم.”
مطالعه اخیر انجام شده توسط لانگر و همکارانش برخی از اثرات متداول مدل سازی مرتبط با یک رویکرد بهینه سازی معروف به “زمان چرخشی” را بررسی می کند ، که دارای پتانسیل بهبود مدل سازی در سیستم های مدیریت انرژی است. علاوه بر این ، محققان حالت های شارژ خاصی را محاسبه کردند که می تواند به عنوان مرجعی برای تقویت سیستم های مدیریت انرژی مبتنی بر یک روش استفاده شود که امروزه معمولاً مورد استفاده قرار می گیرند.
در آینده ، سیستم مدیریت انرژی خانگی که توسط این تیم از محققان طراحی شده است ، می تواند اجرای فن آوری تولید انرژی های تجدید پذیر در سایت های مسکونی را ساده و ترویج کند. مدل مبتنی بر جولیا جومپ که آنها توسعه داده اند منبع باز است و می توان به راحتی از طریق اینترنت به آن دسترسی پیدا کرد ، بنابراین می تواند به عنوان مرجعی برای تیم های دیگر باشد که در تلاش برای ایجاد سیستم های مدیریت انرژی پایدار هستند.
لنگر گفت: “مقاله بعدی كه در حال حاضر تحت بررسی است ، اثرات طراحی بازار و تعرفه را در بازار متشكل از پروموزر ، مشتری و مصرف كننده ، در مواردی كه شامل استفاده از سیستم های مدیریت انرژی مشابه در خانه است تجزیه و تحلیل می كند. ” “در مقاله بعدی ما ، ما همچنین قصد داریم عدم اطمینان را در مدل خود وارد کنیم و ببینیم آیا می توان با استفاده از یک تقویت رویکرد یادگیری ، یک سیاست نزدیک به بهینه را به دست آورد.” https://techxplore.com
