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진화 알고리즘을 사용하여 가정에서 에너지 효율을 촉진합니다

에너지는 지난 몇 년간 인구 성장과 경제 발전으로 수요가 증가한 오늘날의 사회의 중요한 요소로, 온실 가스 배출량 (GEE)을 줄이기 위해 몇 가지 약속을 손상시킬 수 있습니다. 따라서 에너지 소비의 감소는 지속 가능성에 도달해야하며, 대부분의 국가에서 소비되는 최종 에너지의 약 30-45 %를 차지하면서 에너지 효율을 높일 수있는 기회를 나타냅니다 (Santos et al, 2018).

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지난 몇 년간, 유럽 의회와 2017 년 7 월 4 일 유럽 의회와 협의회의 규제 (EU) 2017/1369와 같은 유럽 지침 2010/30/EU와 같은 일부 조치를 확립함으로써 전기 가구 기기에 관한 일부 개선이 이루어졌으며, 이는이 가전 제품을 다른 문제로 분류하여 의무적 인 라벨링을 확립함으로써 의무적 인 표지를 확립함으로써 필수 라벨링을 확립했습니다. 그림 1에서, 우리는 세탁기 기기에 관한 에너지 라벨의 예를 제시합니다.

이는 소비자에게 중요한 문제, 특히 각 기기 (예 :에너지 소비, 소음, 리터의 용량 (냉장고), 의류 용량 (세탁기)과 관련하여 소비자의 요구에 맞는 각 기기의 효율적인 사용을 촉진하는 것과 관련이 있습니다.

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기기 수명주기 사용 중 초기 투자와 전기 에너지 소비 사이의 상충 관계가 최종적으로 존재하는 것 외에도,이 사용 가능한 모든 정보는 여러 트레이드 오프로 이어 지므로 소비자의 요구에 적합한 최고의 어플라이언스를 얻기 위해 어떤 선택을 수행 해야하는지에 대해 약간의 어려움이 생깁니다. 이러한 요구는 일부 기준에 의해 뒷받침 될 수 있으며 탑승자 수, 에어컨 용량 (적용시) 등과 같은 문제에 의존 할 수 있습니다. 이러한 채택 된 기준의 한 가지 예는 4 명의 탑승자를 고려하여 표 1에 제시되어 있습니다.

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이전에 언급 한 내용을 기반으로 시장에서 사용할 수있는 많은 옵션을 기반으로 각 소비자의 개별 요구를 충족시키기 위해 채택 할 최상의 솔루션을 분석하기가 어렵습니다. 각 어플라이언스가 브랜드와 모델에 따라 구매할 수있는 고유 한 특성이 있다는 것을 알면 문제가 증가하여 비용-이익 비율을 매우 다르게 만들고 때로는 다른 장비 수명주기와 에너지 소비를 고려하여 때로는 분석하기가 어렵습니다.

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이러한 의미에서, 차원과 관련하여 시장에서 사용할 수있는 다양한 옵션을 고려할 때, 가능한 조합의 수는 문제에 대해 고려 된 치수의 수가 증가함에 따라 크게 더 클 수 있습니다 (예 :조명, 의류 건조기 기계, 전기 오븐 등) 및 시장에서 이용할 수있는 옵션/치수의 수는 몇 가지 트레이드 오프로 이어집니다. 따라서, 우리가 다양한 유형의 가구를 획득하려는 소비자를 고려한다면, 그는 최적화 기술을 사용하여 해결할 수있는 조합 특성의 문제 (그림 2)를 다루어야합니다.

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이전에 언급 된 기준과 결합하여 소비자의 전반적인 복지를 향상시키기 위해 경제, 사회 및 환경 문제를 통합 한 지속 가능한 솔루션으로 소비자의 결정을 뒷받침 할 수있는 접근 방식 (현재 개발되고 있음)으로 이어질 것입니다. 그림 3에서, 우리는 소비자가 경제적 차원을 극대화하여 시장에서 에너지 효율적인 솔루션을 얻을 수있는 접근법을 제시합니다.

도 3에 따르면, 소비자가 필요로하는 에너지 서비스와 소비자의 개별 요구에 따라 확립 된 기준에 따라 일련의 기기 세트의 사전 선택이 수행되었다. 또한 각 잠재적 솔루션/옵션에 대해 소비자의 사용 단계 및 사용 프로필과 관련된 기기의 수명주기에 관한 해당 절약 (소비 및 초기 투자)을 계산했습니다. 표 2에서, 우리는 여기에서 고려 된 사례 연구에 관한 예를 고려했습니다.

각 옵션과 관련된 해당 절약을 달성하고 고려 된 각 에너지 서비스와 관련하여 진화 알고리즘을 사용하여 최적화를 수행합니다. 수행 된 최적화는 소비자의 가용 예산을 포함 할 제약으로 간주합니다. 달성해야 할 각 최적 솔루션은 소비자가 필요로하는 각 에너지 서비스와 비교되지만,이를 획득 할 예산이 제한되어 있음을 알고 있기 때문입니다. 표 3에서, 우리는 가스에 의해 얻은 실행 가능한 솔루션의 예를 제시한다 (2600 유로의 예산 제약 시나리오를 사용하여 고려). 또한 표준 (비효율적 인) 1 (근사 값)과 비교하여 효율적인 솔루션의 선택에 관한 CO2 배출 측면에서 절약을 제시합니다.

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CO2 저축을 계산하기위한 탄소 발자국 지표로서 방출 계수가 사용되었다. 표 VIII에 따르면, 소비자가 효율적인 솔루션을 선택한다면, 그는 최대 1726,16 유로 (€ 2100,82 -374.66)를 절약 할 수 있으며,이 작업에서 고려 된 수명주기에 따르면 10 년 동안 약 1457,97kg의 CO2 감소에 기여할 수 있습니다.

이 접근법의 다음 단계는 현재 개발중인 남은 지속 가능성 (환경 및 사회)의 나머지 차원을 통합하는 것입니다. 그러나 경제 저축 (고려할 각 에너지 서비스와 관련하여)을 극대화함으로써 에너지 소비 및 CO2 배출량을 줄이고, 각 최적의 솔루션에 대한 에너지 효율성을 촉진하고 동시에 소비자의 예산을 포함하여 소비자의 요구를 고려할 수있었습니다.

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결론적으로, 우리는 시장에서 가계 소비자로 지속 가능한 솔루션 (전기 가정 기기)을 제공하기위한 예비 접근법을 제시했으며, 소비자가 취득 할 각 유형의 에너지 서비스/전기기구에 관한 특정 기준에 따라 사전 선택된 다른 요구를 충족시켰다. 이 접근법 과이 개발 단계에서 우리는 에너지 절약뿐만 아니라 기기 수명주기 (사용 단계) 동안 CO2 절약을 달성 할 수있는 시장의 솔루션을 제공함으로써 에너지 효율성을 촉진 할 수 있습니다.

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이 접근법에서 진화 알고리즘 (유전자 알고리즘)을 사용하는 신뢰성은 이전 연구에서 평가되었으며, 그 적용은 일부 주요 장점과 관련이 있으며,이 경우,이 경우, 소비자에게 몇 가지 다른 최적의 솔루션을 제공 할 수있는 가능성이며, 계산 시간이 줄어든다. 효율적인 장비 세트에서 소비, 투자 및 이산화탄소 절약.

참조 :

  1. Ricardo S. Santos, J.C.O. Matias, Antonio Abreu, Francisco Reis, 건물의 에너지 소비 감소에 대한 진화 알고리즘 :리바운드 효과, 컴퓨터 및 산업 공학, 2018 년, 729-755, ISSN 0360-8352, ISSN 0360-8352, Pages를 고려하여 스마트 및 효율성 선택을 제공하는 접근 방식 https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/s0360835218304662. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/s0360835218304662

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