智能城市中“会思考的房屋” | 科技环境 | DW | 09.06.2013
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科技环境

智能城市中“会思考的房屋”

到2030年,80%的人将生活在特大城市中。为他们供应水电就成为一个关键的任务。信息技术联网、智能电网和可再生能源将提供帮助。

(德国之声中文网)在由克里斯托弗·维特韦尔(Christof Wittwer)带领的、位于弗莱堡的弗劳恩霍夫太阳能系统研究所的智能能源实验室里,人们可以看到未来的电网。在一个公共汽车大小的实验室里,维特韦尔把控制柜、控制板、电池系统和一个小型发装置组装在一起。他的目标是,让智能电网不只停留在口头上,而是使它成为一个实验装置的形式。“我们关注的问题是,未来如何优化能源网中热力、电力的使用和供应。”维特韦尔说。

Intelligente Energiesysteme

克里斯托弗·维特韦尔(Christof Wittwer)

供电、供暖同步进行

维特韦尔是弗劳恩霍夫太阳能系统研究所的部门负责人,他转向一个大型的青绿色四方形金属物体。这个东西看上去像一个超大型的冷藏箱,但它实际上是一个微型“热电联产”装置。这个装置将为未来的房屋提供电力和热能。跟现在的从大型发电站获取能源不同,未来每个人都可以直接生产他需要的能源,维特韦尔说。这种方式可以就地进行,或者通过屋顶上的太阳能或小型风力发电装置,又或者通过地下室的热泵,甚至通过一个小型的由沼气或木材同时生产电能和热能的中央供暖站。“在这儿的实验室里,我们把一个热电联产装置和一个所谓的储热器连接在一起,这个储热器中有一个装有水的缓冲储存器。”

Intelligente Energiesysteme

布鲁诺·布格尔(Bruno Burger)

这就使得在电力生产过程中产生的多余热量可以被临时储存起来,作供暖之用,或作为热水使用——给自己的房屋,或者作为整个邻近小区的供热网。但研究人员承诺说,这决不是未来的智能热电网所能提供的一切。用沼气供电的微型热电联产装置尤其适合在太阳能和风力供电不足的情况下作为过渡。“这意味着,热电联产装置将满负荷运行,即使如此,它产生的热量也不会消失,而是存储在它的存热器中。”

新能源,新贮备,新接口

在未来的智能电网,即所谓的“智慧型电网”里,采用的是不同的能源供应源,移动的和固定的存储器,电费也不再一成不变。对于消费者来说,它至少将做到一点:保证电网的稳定。因为可再生能源如果因为时间和天气的缘故,无法与当时的用电需求协调,就会带来可怕的电网波动,情况最坏时甚至造成停电。布鲁诺·布格尔(Bruno Burger)教授相信,智能电网在发生危机时也能够自我修复。他反复试验的正是这种“危机演练”。

在弗劳恩霍夫太阳能系统研究所的“兆瓦实验室”里,布格尔教授研究工业电子学,测试那些将家庭太阳能装置生产的电力供给公共电网的电子元件。他相信,这些可将以直流电形式接受到的太阳能变成可供日常使用的交流电形式的逆变器,未来将在交流稳压电网中起到一个关键作用。因为即使电网瘫痪,由太阳能发电机产生的交流电仍可以向电网继续提供电力。“如果现在电网的电压降低25%,逆变器甚至可以将是通常状况的三到四倍的电力送入电网,从而可以支持电网。”

稳定电网将成为共同使命

布格尔教授提出的一个佐证是:在未来,即使是小量的风力发电或者太阳能发电,都将是全自动化管理,而且在现实中会通过能源控制屏控制。“单个的逆变器无法阻止停电的发生,但是许多逆变器一起就可以。”许多逆变器在一起,也会产生错误,甚至造成停电,这点布格尔教授也知道。但是他们也得到维特韦尔带领的智能能源实验室的支持,维特韦尔把数以万计的电动汽车电池放置在一起,通过中央信息网控制,作为过剩电力的临时缓冲区。

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智能电表会因数据保护无法推广?

这只是维特韦尔在“智能存储”领域思考的众多方案之一,以便在未来更好地平衡电力的供求。此外,大型工业客户也可以投票表决特别是能源密集型生产过程中风能和太阳能的电力供应,这就是专业所称的“智能负载管理”。维特韦尔说,“这也意味着,如果网络中有过多的太阳能,人们可以使用加热器,暂时把能源从电能转化为热能。”

客户能在多大程度上参与到智能电网中来,目前还不得而知。因为在这里,智能电表的使用停滞不前。智能电表应该能吸引其使用者在电网中有价格优惠的绿色能源时使用电器,比如等到那时才打开洗衣机。但数据保护者首先对此不满,因为它存在可能的信息技术漏洞。对智能能源实验室的维特韦尔来说,这证明,为了要使电网在未来真正的智能化,需要的不仅仅是科技的进步。

作者:Richard Fuchs 编译:简如

责编:叶宣

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