未来电力系统需要具备多种形式和多种位置的灵活性,以实现经济高效和安全的运行和平衡。本报告探讨了电储水式热水器 (ESWH) 所提供的灵活性的潜在作用和价值。ESWH 可以提供一系列相关的灵活性服务,从快速响应到昼夜负荷转移,既可以在本地也可以在系统层面提供。它可以在建筑物内(保险丝后面)、较小的电网区域或本地能源社区内、配电网内以及中央能源系统中使用,既可用于能源平衡,也可用于电网运行。灵活性的价值取决于所需的灵活性特性和替代方案的成本。单个灵活性服务的价值估计范围从 8 到近 500 欧元/千瓦/年,具体取决于市场和时间范围。然而,虽然开发了新的灵活性技术和解决方案,但 ESWH 代表了一种现有的、经过验证的灵活性资源,它分布广泛,已在多个系统中使用。
在本研究中,我们将使用 Ericson (2009) 中使用的电热水器,结合 Ma 等人 (2014) 中描述的模拟设置,以及 Kepplinger 等人 (2015) 中定义的参数,用于消耗和优化约束。重点是通过调整电热水器的设定值,在现有的不平衡市场上销售灵活性来创造收入。为了最大化收入,我们使用了一个 EMPC 控制器,该控制器考虑了未来的能源消耗成本、改变设定值的能源成本和不平衡价格 (x- 1)。不平衡定价是在交付后确定的,这就是为什么在 EMPC 优化中考虑 x-1 定价的原因。在我们的模拟中,粒度为 15 分钟。
电热水器。节水设备(如曝气器、高效淋浴喷头和恒温截止阀)可减少加热水所需的能量,因为消耗的水更少。BPA 通过提供热泵热水器、曝气器、淋浴喷头和恒温截止阀措施来支持减少热水能源。• BPA 电器和消费品:节能家用电器,
家用热水供暖占多户建筑总能耗的 32%,是实现脱碳的重要机会。我们进行了广泛的市场评估,以了解和记录全美多户建筑家用热水电气化的主要技术和经济障碍。通过该计划,我们进行了 77 次访谈,以了解改造和新建场景中热水系统电气化的主要市场驱动因素和技术挑战。受访者涵盖了热水系统生态系统中的广泛利益相关者,包括供应商、制造商、设计师、业主、公用事业公司和开发商。本文记录了关键的访谈要点,包括广泛的市场障碍、技术挑战和热门技术属性列表,这些属性可以为电热水器研究、开发和部署工作提供相关的设计标准。在经济和能源效率方面,受访者绝大多数提到空间限制、冷空气排放以及缺乏关于分布式与集中式设计选择的明确指导是大规模采用电热水器的主要挑战。业主和开发商寻求占地面积最小的系统,以最大限度地提高可出租空间和利润。此外,分布式热泵解决方案应平衡管道成本,以减少冷排气进入空调区域。最后,市场需要明确的指导,以选择分布式还是中央电热水系统。
要求:•她的评级:需要预先构建/设计协助自己的评级,最终评级分数为60或更少。•高效率加热和冷却:需要地面源热泵(地热),能量之星空气源热泵,NEEP列出的空气源热泵。•有效的电水加热:需要安装能量星热泵热水器或地热辅助电热水器。•电能星电器:需要洗衣机,热泵干燥机或能量星烘干机,延迟开始/调度,洗碗机和冰箱。•电动汽车:已安装或EV Ready Home II级EV充电器(安装了240/208伏电源)。
电力负荷表 房屋平方英尺 X 3(瓦) 千瓦 小家电电路@1500瓦/个(最少两个) 千瓦 洗衣电路@1500瓦/个 千瓦 炉灶 千瓦 灶台 千瓦 烤箱 千瓦 电热水器 千瓦 电动干衣机 千瓦 垃圾处理器 千瓦 微波炉 千瓦 电动汽车充电器 千瓦 其他负荷 千瓦 小计: 千瓦 采暖通风和空调 (HVAC) 千瓦 1. 小计的前 10 千瓦@100% 千瓦 2. 小计的余数@40% 千瓦 3. 空调负荷@100% 千瓦 总负荷(添加 1-3 行) 千瓦
佛蒙特州效率研究通过研究非电化学存储机会来实现现场和全州电气化以及负荷管理,从而支持有益的电气化。佛蒙特州可上市的非电化学热能存储系统包括生物质、热质量、相变材料 (PCM)、电热水器和地热应用中的热存储。佛蒙特州的机械能存储机会包括飞轮、抽水蓄能、压缩空气和液化空气。设计良好的能量存储可以降低电价,提高能源系统的安全性和可靠性。负荷转移计划降低了电力峰值需求负荷并延长了高峰期的持续时间,这需要更长时间的能量存储来维持可再生能源发电的电网。
机械系统概述:每个单元的 HVAC 系统将由分体式热泵组成,用于加热和冷却公寓单元。热泵单元的加热效率将达到 10 HSPF 或更高,冷却效率将达到 23.0 SEER 或更高。每个单元将配备 7 天可编程恒温器,用于控制每个空间的温度。每个公寓都将配备 ERV 单元,以根据需要提供通风空气。拟议的单元的显热回收效率将达到 67% 或更高。还将为 ERV 单元提供控制装置。通风空气将通过管道输送到每个空间,如平面图所示。每个公寓的热水将由 50 加仑电热水器提供。热水器的 UEF 等级将达到 0.93 或更高。所有热水管道都将按要求进行绝缘。
• 所有混合燃料住宅和商业建筑必须为电空间供暖、电热水器和电器提供预接线。这将加速清洁能源转型,并避免未来将这些建筑转换为全电动建筑的成本溢价。• 面积超过 4,000 平方英尺的混合燃料住宅建筑(即大型住宅)必须达到 HERS 0 或 PHIUS ZERO,在可再生能源补偿之前满足能源效率要求。这些示范性性能标准鼓励大型住宅“全电动化”。• 面积超过 20,000 平方英尺的混合燃料商业建筑必须通过为最大的三层楼每平方英尺提供 1.5W 的现场太阳能电池板或不低于潜在太阳能区面积的 75% 来抵消其排放 - 或 - 获得被动式房屋认证。