Een groep Italiaanse onderzoekers heeft een methode ontwikkeld die een efficiënter gebruik van energie mogelijk maakt door slimme huizen die zijn aangesloten op een microgrid - een web van geïndividualiseerde eenheden die met elkaar en één gemeenschappelijke energiebron zijn verbonden.

De bevindingen richten zich op de behoefte aan efficiënte benaderingen van het energiebeheer van woningen door een strategie te presenteren die de energiedistributie regelt. Specifieker, de onderzoekers stellen een methode voor waarmee elektrische energie-activiteiten van slimme huizen kunnen worden gepland die in een microgrid zijn aangesloten op een distributeur. Dit, zij demonstreren, stelt bewoners binnen het microgrid in staat om energie onder elkaar te verdelen op een manier die de totale belasting en vraag naar hernieuwbare energie verlaagt.

Het onderzoek is gepubliceerd in het meinummer van IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica ( JAS ), een gezamenlijke publicatie van de IEEE en de Chinese Association of Automation.

Gebouwen en woningen voorzien van een verscheidenheid aan kleine en op het net aangesloten gedistribueerde energiebronnen is om verschillende redenen gunstig. Voor een, het vermindert energieverlies bij het distribueren en overbrengen van energie uit natuurlijke bronnen zoals wind en zonlicht. Ook, wind en zonlicht zijn geen constante bronnen - zon kan worden geblokkeerd door wolken en wind verandert vaak van snelheid. Dit betekent dat de geproduceerde energie niet altijd volledig wordt verbruikt. Een manier om dat aan te pakken is om overtollige energie op te slaan, wat duur kan zijn. Een ander alternatief is het proactief aansluiten van smart homes zodat de levering van elektriciteit in balans is.

In dit onderzoek, de onderzoekers concentreerden zich op de planning van elektrische energie-activiteiten van een microgrid bestaande uit slimme huizen. Het algemene doel was om de energievoorziening van het net te verminderen door huizen hun overtollige hernieuwbare energie te laten uitwisselen en door de verbruikte energie optimaal te plannen. Elke slimme woning kan zowel energie van/aan het net kopen/verkopen. Tegelijkertijd, slimme huizen werken samen en kunnen lokaal geoogste duurzame energie kopen/verkopen van/aan andere slimme huizen.

"De voorgestelde aanpak maakt het mogelijk om de lokaal geoogste energie maximaal te benutten, terwijl ervoor wordt gezorgd dat de privacy over de verbruiksschema's van gebruikers wordt gehandhaafd, " voegt Raffaele Carli toe, doctoraat, corresponderend auteur en research fellow bij Politecnico di Bari, Italië.

De onderzoekers stellen een gedecentraliseerd optimalisatie-algoritme voor, een systeem waarmee elk huis binnen het net kan fungeren als een enkel elektriciteitsknooppunt. Ze tonen aan dat dit de beste aanpak is om elektriciteitsverbruik en gebruiksplanning mogelijk te maken, zodat een eventueel overschot kan worden gedeeld met andere gebruikers binnen het netwerk.

In de toekomst, de onderzoekers hopen zich te concentreren op het verbeteren van schattingen van de parameters die rond optimalisatie draaien. "De volgende stap is om een ​​complexer scenario aan te pakken waarin residentiële gebruikers uiteindelijk worden uitgerust met energieopslagsystemen, waarvan de capaciteiten worden herverdeeld onder de gebruikers. In dit geval is het energiebeheer gericht op het definiëren van een regelstrategie die bovendien zorgt voor een optimale verdeling van energieopslag, terwijl tegelijkertijd het verbruiksprofiel van de regelbare apparaten wordt gepland, de uitgewisselde hernieuwbare energie tussen gebruikers, en te kopen/verkopen energie van het distributienet, ", voegt Carli toe. Het uiteindelijke doel is om de efficiëntie te verhogen bij het voldoen aan de grote vraag naar distributie en opslag.