望向窗外,你可能会看到另一座建筑。但是,尽管它可能很接近,但您可能与它共享很少,即使您的建筑和您附近的建筑都依赖于相同的基础设施。如果我们改变这种关系,在建筑之间建立功能连接,以提高它们的运营和经济性,会怎么样呢?这种变化正在美国各地相互联系的社区中发生。
为了更好地了解互联社区是什么,以及它们是否有效,落基山研究所和国家可再生能源实验室在全国范围内对互联社区进行了调查。这些社区的策略和规模各不相同,它们提供真实的、可扩展的解决方案,以降低能源成本,使电网运行更加灵活,并提供满足温室气体排放目标的选择。
什么是相互联系的社区?
连接的社区是建筑和分布式能源的集合,在多建筑规模下结合了综合能源管理策略。这些社区旨在在建筑之间共享能源,并向电网提供服务。虽然有各种各样的类型,但定义一个成功的连接社区的四个关键元素。
1.Grid-interactive、高效:与美国能源部(Department of Energy)的电网互动高效建筑框架相一致,互联社区由能够根据电网信号减少、转移或调节能源使用的建筑组成。互联社区通过一个控制平台实现了多建筑规模的网格交互。
2.多种技术:成功的联网社区通常会结合多种能源技术,如建筑负荷灵活性、可再生能源发电和能源存储。
3.Multi-building优化:与单一建筑层面的能源管理不同,大多数连接社区不仅管理多个建筑的能源,而且采用策略优化能源使用和分布式能源的分配。通过协调多个建筑的能源管理,这些社区增加的效益超过了逐栋建筑的方法。
4.共享系统:地理上相连的社区可以结合物理上相连的共享系统,如区域热电厂、社区太阳能或储能装置。这些连接可以增加跨多个设施共享资源的使用,在初始成本和运营和维护成本方面利用规模经济,以及在不同建筑之间平衡本地负载。
这些好处值得付出努力吗?
使用涉及多个建筑的能源策略的额外价值是什么?一个精心设计的、多建筑连接的社区是否能够比一个接一个建筑的方法释放更多更大的价值主张?答案显然是肯定的。到目前为止,我们对一系列不同的社区进行了研究和采访,得出了以下策略及其益处。
1.增加灵活性:连接的社区项目可以实现大量的网格灵活性。特别是在电力供应可能受到限制的地区,这种质量可以提高电力系统运行的可靠性和效率。在多个建筑之间协调灵活的供应和需求增加了这一服务的能力。
2.一加一等于三:与逐栋建筑的方法相比,连接社区的方法可以释放更大的价值和规模经济。对不同建筑负荷分布的多样性进行优化,可进一步节约能源和排放。换句话说,使用连接社区的方法,整体可能大于部分的总和。
3.多重利益和利益相关者:通过连接建筑可以生成多个价值流。客户的财务价值流包括通过共享基础设施减少的资本支出、运营能源账单的节省以及来自各种电网服务的潜在收入流。公用事业公司可以通过提高系统运营价值来获得经济效益,例如降低容量需求,灵活地纳入更高比例的可再生发电资源,提高可靠性和负载灵活性,以及推迟或避免电网基础设施和连接成本。更重要的是,提供减少温室气体排放的服务会给社区带来更大的好处。
4.控制是至关重要的:为了获得所有这些好处,需要一个集中控制系统。设计用于优化分布式能源运营的中央控制系统,如太阳能光伏和能源存储系统与建筑的运营相结合,是连接社区的关键组成部分,以便为建筑业主、居住者、社区和公用事业电网提供最大的利益。
5.种类越多越好:一般来说,连接更多不同类型的建筑和更大负荷多样性(混合用途开发)的项目,以及广泛的集成技术和分布式能源,能够更好地利用多种价值流。一个连接社区整合所有功能的程度越高,连接社区就越有可能释放出潜在的价值。
6.分享你的资产:在可行的情况下,与多个建筑物理连接的共享资产,如现场发电、储能和热力系统,可能比单个建筑层面的系统具有更好的生命周期成本。这是由于潜在的较低的初始成本、较低的运行和维护成本,以及较高的单位装机容量利用率。
洛基山研究所和国家可再生能源实验室的案例研究表明,连接社区的这些关键好处可以在几乎任何多建筑用例中实现(包括住宅、商业、混合用途、校园和非连续组合)。这些连接元素可以应用于现有社区,也可以应用于新建筑。一些项目已经实现了连接社区所带来的部分价值,但在很大程度上,其全部潜力仍未得到充分挖掘。虽然我们的报告是对连接社区及其价值的定性分析,但我们正在进行后续量化案例研究,以进一步验证本研究的结论。
随着互联社区的经济和环境效益日益明显,我们希望这种在建筑环境中优化能源使用的互联方式将变得普遍。不久的将来,你可能会透过窗户看到一座与你家相连的建筑,帮助你减少公用事业成本和温室气体排放。建立这些社区联系将切实体现我们在创造一个更美好世界的过程中所具有的相互依存关系。