170萬 丹麥的家庭(約占64%)通過區域供暖來供暖,該區域供暖系統貫穿60,000公里的區域供熱網絡。從區域供熱廠到散熱器的過程通常需要幾個小時,因此熱量需求必須是可預測的。
您不必過多地增加熱量的產生,因為它要花錢并且浪費能源,就像在較高溫度下管道中的溫度損失更大一樣。同時,在管網邊緣的所謂臨界點,水必須足夠溫暖。因此,最佳地控制區域供熱生產是一門科學。
在DTU Compute,Henrik Madsen教授及其同事致力于數據驅動的能量和溫度優化。一些研究項目表明,數字化可以改善對熱量需求的預測,甚至為丹麥的2030年氣候目標鋪平道路。
由Damvad Analytics與由Henrik Madsen領導的丹麥最大的智能城市項目CITIES和丹麥區域供熱計劃下的智囊團Green Energy進行的一項研究表明,區域供熱部門可以節省240到7.9億丹麥克朗。通過引入數據驅動的流動溫度溫度控制,因為溫度可以降低三到十度。較低的溫度還可以節省CO2,就像減少了熱網中的熱量損失一樣。
“從基于經驗和基于模擬的控制的管網圖紙到區域供熱的數據動態優化的巨大潛力。我們的項目表明,當流量溫度基于當前和現在的多個數據源(包括來自本地測量站的天氣數據)時,我們將優化生產并加快綠色過渡,” Henrik Madsen說。
降低供熱價格
擁有535戶家庭的SvebølleViskinge區域供熱公司是提高數字化程度的公用事業公司之一。自2019年10月以來,西北新西蘭的區域供熱公司已使用DTU分拆公司ENFOR的處理數據來優化控制流動溫度。
在幾個月內,可以將流動溫度降低20多度。在之前的溫度為80.9度的情況下,首先將溫度降低至68.1度,然后將溫度進一步降低至60度。這樣可以節省至少550兆瓦時,并減少11萬丹麥克朗的年度生產成本。預計從長期來看,熱網的熱損失將減少到30%以下,并且熱價在2015年至2025年期間將下降47%,只有很少的預測。
“當時,我們蒙著雙眼,因為我們不知道區域供熱網絡的溫度到底是什么樣子。我們根本沒有想到數字化會帶來如此大的收益,”區域供熱公司董事會主席SvendMüller說。
數字設置本身是用于溫度測量的簡單且廉價的IoT解決方案。物聯網代表“物聯網”,是指在互聯網上連接物聯網的技術。
區域供熱公司的解決方案是由SvendMüller和能源公司SEAS-NVE在本地開發的,它由電池供電的溫度表組成,該溫度表安裝在區域供熱網絡的兩個閥井中。電表每五分鐘發送一次數據,因此您始終可以控制網絡中的溫度。同時,單個家庭中所有535個遠程抄表的消費數據都顯示在地圖上。與工程公司ABB共同開發的儀表板,因此您具有完整的概述。
改善熱量預報
在另一個項目IDASC中,DTU Compute與例如 HOFOR將哥本哈根廷比格地區的供熱數字化。在這里,有25個公寓樓與同一個熱交換器相連,因此該區域實際上起著隔熱區域供熱網絡的作用。他們利用安裝在建筑物中的智能儀表的反饋并將消耗數據自動從最終用戶發送到公用事業公司,他們努力尋找系統中的最佳溫度和最佳流量,以降低流動溫度并節省成本,減排CO2。
博士生HjörleifurG.Bergsteinsson說:``這是一個小型示范項目,但它將為其他區域供熱公司和HOFOR帶來一個想法,即數字化和更好地利用數據可以帶來多大的收益。''
來自i.a.的經驗 IDASC項目表明,熱量需求預測的準確度可以提高約20%。結合從本地氣象站收集的實時數據和幾種不同的天氣預報,可得出40%的數據。
亨里克·麥德森(Henrik Madsen)說,自學和數據驅動的方法適用于將城市劃分為多個溫度區域,因此您可以節省更多錢。
“例如,來自大片綠色區域的蒸發有助于保持溫度下降,而覆蓋有瀝青的室外區域則保持了傳至建筑物的熱量。因此,由于建筑物,瀝青,機器和人員的原因,在城市中不同地方的溫度很容易升高五度。”
Henrik Madsen說,CITIES已經開發了幾種最先進的方法,并且由于結果已在各種科學期刊和會議上發表,因此這些方法在開發未來能源系統的新軟件中起著重要作用。
“大多數能源公司,無論大小,都將能夠利用我們的經驗和解決方案。”