CleanTechnica: учёные из MIT создали виртуальную модель энергосистемы целого города

Команда исследователей из Массачусетского Технологического института построила комплексную виртуальную энергетическую модель Бостона, включающую все здания города. Как объясняют сами учёные, использовать разработку можно для городского планирования и контроля за воздействием на окружающую среду.

Доцент архитектуры Кристоф Рейнхарт и аспирант программы «Строительные технологии» Карлос Черезо совместно с коллегами из Лаборатории Экологического Дизайна (SDL – Sustainable Design Lab) при Массачусетском Технологическом университете создали на примере Бостона «общегородскую энергетическую модель беспрецедентного масштаба и пространственно-временной детализации». В общей сложности она охватывает около 100 000 зданий и позволяет оценить потребности в газе и электроэнергии для каждого из них в любой день и даже час года.

Города, как и крупные компании, могут снижать затраты на электричество на уровне отдельных зданий, например, с помощью солнечных батарей на крыше. Но для систем крупнее, привязанных к объектам когенерации и обслуживающих множество зданий, требуются более сложные решения, позволяющие прогнозировать спрос на тепловую и электрическую энергию.

Работая над своей моделью, учёные изучили десятки мест в Бостоне, где оптимальное сочетание систем производства тепла и электроэнергии, солнечных батарей, бытовых аккумуляторов и подземных тепловых насосов могло бы составить дешёвую и экологичную альтернативу действующей централизованной системе энергоснабжения. Городские власти предоставили исследователям полную информацию о геометрии зданий и назначении земельных участков, а также расчёты налога на собственность для каждого строения, проведённые налоговой службой.

Учёные потратили много часов, сортируя все 92 000 зданий Бостона на 48 различных типов и объединяя их в 12 категорий (жилые, офисные и т. д.). Затем они «привязали» к каждому зданию его реальные параметры, в том числе конструкцию стен и крыши, тип нагревательной и охлаждающей систем, настройки термостата, объём потребляемого электричества в различные часы и т. д. Как отмечает Карлос Черезо, чтобы собрать всю эту информацию, проверить её и адаптировать к задачам проекта, пришлось изрядно побегать по городу.

«Никто никогда не пытался моделировать город, близкий по размерам к Бостону, с таким уровнем детализации, – объясняет Рейнхарт. – Кроме того, мы первыми применили подобные данные к решению энергетических вопросов».

По словам учёных, их разработка поможет администрации Бостона «точнее оценивать потенциал тех или иных энергетических решений и проектов, выбирать наиболее целесообразные из них, снижать объёмы выбросов углекислого газа и, в результате, сделать городскую энергосистему более эффективной и устойчивой». Рейнхарт и Черезо считают, что их модель также может быть полезна руководителям и экспертам профильных ведомств в выявлении проблемных зон, например, слишком энергоёмких зданий, перегружающих энергосистему в часы наибольшего энергопотребления.

«Современные решения в области энергетики, такие как локальные энергосистемы и локальные системы хранения энергии, дают нам возможность полностью пересмотреть свои подходы, – говорит Остин Блэкмон, глава Департамента энергетики и окружающей среды администрации Бостона. – Но чтобы начать их внедрять, нам нужно лучше понимать, как работает существующая энергосистема и какие из этих решений наиболее перспективны».

«У любого города есть долгосрочные цели, – добавляет Карлос Черезо, – но никто точно не знает, как планировать их достижение и оценивать результат. С помощью нашей модели город получает «дорожную карту» для выстраивания энергетической стратегии». В ближайших планах Рейнхарта и его команды – наполнить модель актуальной информацией о потреблении электричества в Бостоне.

«Мы используем полный спектр энергетических показателей, применяемых в строительстве, так что модель становится всё более точной, – объясняет Рейнхарт. – Наша конечная цель в том, чтобы каждый город мира получил такую модель и смог бы на её основе управлять поставками электроэнергии и снижать вредные выбросы в атмосферу».

Подробнее о том, как работает энергетическая модель, можно узнать на сайте MIT или из этого видео: https://youtu.be/O46GkHSYvYE

Фото: wall.alphacoders.com

Оригинал материала: http://cleantechnica.com/2016/02/24/mit-researchers-build-citywide-building-energy-model-boston/