Ученые из США учат дома разговаривать с электроэнергетическими сетями

В Национальном Исследовательском Институте Возобновляемых Источников Энергии (NREL) при Министерстве энергетики США, что располагается в городе Голден, штат Колорадо, наше будущее представляют весьма своеобразно. По мнению работающих там ученых, человечеству не обязательно стремиться навстречу открытому космосу и кишащим в нем черным дырам или строить подводные города, уходящие на сотни метров в глубины океана. Куда разумнее заставить наши дома и приборы в них общаться между собой.

Представьте, как солнечные батареи, которые вы установили на крыше дома, «прочли» на интернет-сайте прогноз погоды о том, что сегодня ожидается теплая и солнечная погода, и поняли, что есть возможность выработать много электроэнергии. Взгляните на экран вашего смартфона — там уже сообщение от вашего умного дома с предложением срочно запустить стиральную машину и посудомойку. При этом сами вы можете быть на работе или где-то еще вне дома. Ваше физическое присутствие дому не нужно. Вашего согласия на выполнение программы (да и то не всегда) ему будет вполне достаточно. А когда вернется, посуда будет помыта и одежда постирана благодаря слаженной работе разумных систем, сделавших правильные выводы во время общения между собой и внешним миром, и грамотно распорядившимися накопленными ресурсами.

И для того, чтобы превратить свою фантазию в жизнь, в NREL уже начали тестировать первые версии подобных «общительных» домов. Впрочем, цель ученых в поле благородная — максимизировать возможности использования возобновляемых источников энергии и снизить нагрузку на электроэнергетических сети общего назначения.

Сегодня строения, работающие на энергии солнца работают с электрическими сетями по принципу аккумуляторных батареек. Когда есть возможность накапливать энергию солнца, солнечные батареи накапливают её, вырабатывая применимую в быту электроэнергию. Они даже способны отдавать излишки накопленного в общие сети. А когда солнца нет, дом начинает питаться как обычный, от общей городской системы электроэнергии.

Когда таких домов в округе немного, в этом нет ничего страшного. Но если подумать о будущем, в котором как мы знаем каждый жилой дом или промышленный объект будет оснащен солнечной батареей или ветрогенератором, описанный сценарий может стать огромной проблемой. Постоянные множественные обращения к общей электроэнергетической инфраструктуре будут создавать нестабильность во всей системе, рассчитанной на определенный баланс входящей и исходящей электроэнергии.

Умный дом может снизить подобные нагрузки за счет эффективного управления энергопотреблением. А это, в свою очередь, позволит больше внимания уделять возобновляемым источникам энергии и экологичным технологиям.

Повышение энергоэффективности домов играет ключевую роль в вопросе снижения негативного воздействия на климат", говорит Дейн Кристенсен (Dane Christensen), старший инженер проекта NREL. «Сейчас именно на долю жилых зданий и промышленных объектов приходится основная доля выбросов газа, ведущих к глобальному потеплению. Даже транспорт вредит не так сильно. И мы намерены исправить эту ситуацию.

Лаборатория института напоминает пещеру Алибабы, только с переплетением проводов и труб под потолком и тесно стоящей бытовой техникой вместо гор золота и драгоценных камней. Здесь есть холодильники, посудомоечные и стиральные машины, водонагреватели, сушилки, помещение оснащено системой контроля освещения и кондиционирования. Все эти приборы и системы являются главными потребителями электроэнергии в любом доме.

»Тестовый полигон" проекта составляют три дома с разной степенью «умности» систем, которыми он оборудован. Это нужно для того, чтобы в одинаковых внешних условиях инженеры и ученые могли симулировать различные сценарии: августовскую жару Хьюстона или солнечный полдень Колорадо, например. В реальном времени участники проекта могут посмотреть, что изменится, если в домах выставить разные программы управления системой кондиционирования или владельцы электрокаров массово и одновременно решат поставить своих железных коней на подзарядку.

Как надеются ученые, однажды все приборы в доме будут общаться между собой, «договариваясь» о наиболее эффективном режиме энергопотребления. И, что важнее, сами дома начнут общаться между собой. Такое «общение» уже ведется в между ними, но в весьма скромных масштабах. Чтобы вывести это общение на новый уровень, необходимо поменять сознание людей. И это уже происходит.



Компания Xcel Energy из того же штата Колорадо предлагает своим покупателям участие в программе «Saver's Switch» (прим. пер. с англ. «Выключатель для бережливого» — Alyery). Покупатели устанавливают в своих домах специальное устройство, которое время от времени включает и выключает кондиционеры, снижая таким образом нагрузку на электросети в жаркие дни. В качестве вознаграждения за бережливость участники программы получают от компании 40 долларов на оплату счетов за электричество. Похожая программа действует и у муниципальных предприятии Форт-Коллинза.

Недавняя громкая покупка Google компании по производству умных термостатов Nest также привлекла внимание к теме эффективного энергопотребления. Люди начинают все чаще задумываться, что неплохо бы разумно подходить к вопросу расхода тепла, воды и электричества.

Однако, не стоит думать, что покупка новейшей стиральной машины с высоким классом энергосбережения от известного производителя и пары-тройки технологичных новинок от громко заявляющих о себе стартапов, способны сами по себе изменить наши потребительские привычки и снизить счета за коммунальные услуги.

Основное слабое звено в новой цепочке ответственного отношения к потребляемым ресурсам — это сложность интеграции различных приборов и систем между собой. Нет ничего действительно стоящего в том, чтобы купить 20 умных девайсов и 20 умных приложений для вашего смартфона," размышляет Брайан Ханнеган, заместитель директора проекта. «Большой пользы это не принесет ни вам, ни окружающим. Важно правильно соединить между собой все части уравнения и масштабное применение практик.

Крупные компании и промышленные предприятия все активнее внедряют системы автоматизации, позволяющие регулировать потребление ресурсов и получают за это скидки от государства на электро- и водоснабжение. Логично перенести эту практику на все общество. И есть надежда, что это произойдет достаточно скоро. В Форт-Коллинзе рассчитывают сделать этот шаг уже весной будущего года. (В Москве также действуют дневные и ночные тарифы на электричество — прим. пер.) А в течение 5 лет это может стать главным технологическим трендом на территории США.

По мотивам: www.kunc.org/post/colorado-lab-tests-smart-home-where-dishwashers-talk-grid

Источник: geektimes.ru/post/242138/