如何利用物联网实现能源可持续性和效率？

---

能源可持续性是指在不危及后代能源需求的情况下满足当前需求。我们主要依赖的能源来源是煤炭和石油，它们是不可再生能源。燃烧这些化石燃料会对环境造成巨大破坏，导致全球变暖。这些资源在地球上的数量有限，过度使用会导致枯竭。因此，只有减少能源浪费和利用可再生能源才能实现能源可持续性。

能源效率是指用更少的能源产生相同的结果，也就是消除浪费。可以使用执行相同任务但消耗相对较少能源的技术来提高能源效率。

物联网 (IoT) 是一种流行技术，可用于实现能源可持续性和效率。物联网与人工智能、云计算、数据传输系统、数据分析、通信和其他技术相结合，使节能成为可能。

以下是物联网在能源领域的应用：

基于物联网的能源监控系统

连接到能源系统的物联网设备使用机器学习来预测未来的能源消耗。这使能源公司能够制定产品策略，并帮助公用事业公司改进其基于需求的定价模型。因此，物联网与机器学习 (ML) 相结合，可以避免停电和浪费。因此，基于物联网的能源监控系统 (EMS) 为节能提供了见解。

智能家居

智能 HVAC 设备

HVAC 指的是供暖、通风和空调。HVAC 系统消耗大量能源，约占住宅和商业建筑总能耗的 60%。因此，降低此级别的能源消耗非常重要，而物联网可以实现这一目标！

安装物联网设备可以轻松监控系统的性能，自动开启/关闭设备，根据不同天气条件下用户的行为数据（通过使用智能恒温器）更改温度等。

智能 HVAC 组件包括：智能恒温器、运动传感器、遥控器和存储和分析数据的集线器。我们可以降低电费，解决性能问题，防止停机，为居民提供更好的条件，降低碳排放量等。

智能照明

照明几乎消耗了 20% 的能源，导致 6% 的二氧化碳排放。因此，在这个领域应对能源危机还有很多工作要做。尽管我们的政府正在推广使用节能 85% 的 LED 灯，但仍需许多人接受这项 LED 技术。此外，由于手动开关系统导致能源浪费，因此是时候转向智能照明系统了。该系统使用各种照明控制传感器，例如运动传感器、占用传感器、语音传感器、红外传感器、超声波传感器、温度传感器等。使用物联网，用户可以使用智能手机管理照明。

改进隔热

隔热不当也会导致能源利用效率低下。当隔热不足时，寒冷地区的租户会开动加热器以保持合适的温度。这在经济上是不可持续的，也是能源利用效率低下的表现。我们可以使用物联网设备来识别温度低于最佳值的区域。利用这些信息，可以对这些区域进行改进，以减少能源消耗并获得适当的隔热。

同样，在较热的国家，隔热不当会导致租户经常开启空调。在这里，物联网用于识别温度高于最佳值的区域。

智能电网

电网是向各个地点输送电力的网络。与传统电网不同，智能电网使用传感器、智能电表和网络等技术来提高智能化水平和能源利用效率。智能电表使用物联网提供有关能源消耗的实时数据，并允许运营商了解能源需求。智能电网还可以与水电、太阳能、风能等可再生能源整合。

整个电网中的电表必须遵守两项原则：**网络安全**和**连接性**。

连接性

为了持续与运营商共享数据，必须保持可靠的连接，否则将无法实现高效的供电。

网络安全

强大的连接性使智能电网能够与运营商共享准确的数据，但也使它们面临黑客攻击的风险。这种攻击威胁着消费者、政府机构、运营商等。因此，为智能电网提供独特的数字身份可以降低风险。

设备监控和维护

由于故障，工业设备有时无法按预期运行，导致性能低下和运营效率低下。安装在关键区域的物联网设备有助于监控周围环境，查找设备错误，了解正常运行时间和停机时间等。使用物联网设备监控问题有助于减少能源浪费，降低损坏成本，并识别需要更换或修理的部件。

使用数字孪生（物理对象的数字表示），我们可以轻松监控系统并在数字孪生上测试后进行更改。这有助于减少系统中可能出现的故障。这个数字孪生是通过 3D 激光、无人机、摄像机、传感器和物联网设备从物理对象收集信息来构建的。

结论

物联网在实现能源可持续性和效率方面非常重要，其主要目标是优化生产、分配和消费。物联网有助于减少碳足迹。