A volte basta una prospettiva esterna per affrontare un problema in modo innovativo. E dedurre il consumo di elettricità in un edificio senza utilizzare un contatore potrebbe essere semplice come correlare l'occupazione media in un dato momento.

La misurazione del consumo di elettricità può richiedere molto tempo o richiedere l'installazione di apparecchiature costose che richiedono un aggiornamento regolare. In confronto, gli ingegneri dei trasporti utilizzano solo occasionalmente sensori per misurare il numero esatto di veicoli su un determinato tratto di strada, preferendo invece dedurre l'utilizzo del percorso.

Chee-Wooi Dieci, professore associato di ingegneria elettrica e informatica, e Kuilin Zhang, professore associato di sistemi di trasporto e informatica, entrambi alla Michigan Technological University, uniscono le loro forze per creare un approccio interdisciplinare per modellare l'utilizzo dell'elettricità utilizzando l'inferenza e le informazioni sull'occupazione correlate.

Inoltre, utilizzando i metodi dei ricercatori nel contesto di COVID-19, la correlazione quasi online tra l'occupazione all'interno di un luogo specifico e il consumo di elettricità a casa può dedurre un carico variabile di individui che restano a casa. Nel sistema di alimentazione di massa, la ricerca suggerisce che c'è una significativa riduzione dei carichi di elettricità negli spazi comuni, edifici per uffici e distretti di intrattenimento e shopping, in una regione.

Più specificamente, questi studi possono essere utilizzati per determinare se si sta verificando la conformità della società alle raccomandazioni nazionali di rimanere a casa per appiattire la curva. Poiché la maggior parte delle persone oggi possiede uno smartphone, le informazioni spaziali aggregate si collegano agli individui. In questo momento critico, l'affidabilità della fornitura di energia agli individui è vitale per coloro che soggiornano e lavorano da casa. Queste informazioni potrebbero essere di vitale importanza per dedurre e migliorare la qualità della vita in casa.

Ten e Zhang hanno pubblicato "Establishment of Enhanced Load Modeling by Correlating with Occupancy Information" sulla rivista IEEE Transactions on Smart Grid insieme ai coautori di Michigan Tech, il Global Energy Interconnection Research Institute North America e la School of Technology and Engineering dell'Università di Washington-Tacoma.

Il documento propone un approccio statistico, un modello di regressione che correla l'occupazione all'interno della vicinanza fisica e i carichi associati per generare un modello dipendente dal tempo, per stabilire le correlazioni tra l'occupazione stimata degli edifici sulla base di semplici sensori che tutti portiamo in tasca:i telefoni cellulari.

"Se non ci sono persone coinvolte, molto probabilmente non c'è carico elettrico, "Dieci ha detto. "I lampioni hanno un valore costante. Semafori, pure. Ma nei centri commerciali, fabbriche e case, caratterizzi il comportamento di consumo in base a quando le persone sono presenti. In base al numero di occupanti di un edificio, possiamo dedurre il consumo di elettricità e costruirne un profilo, quindi non mettiamo necessariamente un metro per misurare la potenza."

Ten ha notato che era in grado di modellare l'utilizzo elettrico per l'Electric Energy Resources Center (EERC), un edificio accademico a più piani nel campus della Michigan Tech, in base alle iscrizioni e agli orari delle lezioni. Un altro modo per dedurre l'occupazione negli edifici può essere basato sulla posizione dei telefoni cellulari e dai dispositivi sull'Internet of Things (IoT), più o meno come Google o l'app Waze acquisiscono dati sul traffico in tempo reale dai telefoni cellulari per dedurre la congestione sulle strade.

"Dispositivi intelligenti e connessi, tali smartphone e veicoli connessi, sono stati ampiamente utilizzati come sensori di crowdsourcing per raccogliere dati sulla traiettoria individuale per comprendere l'attività umana e il comportamento di viaggio in ogni luogo e strada lungo la traiettoria, " disse Zhang.

Il periodo di tempo che una persona (stimato dai dati dello smartphone o del veicolo) trascorre in un determinato luogo fornisce dati sull'occupazione che possono essere utilizzati per comprendere i modelli di carico sulla rete elettrica.

Ten osserva che utilizzando correlazioni statistiche, le società di servizi pubblici potrebbero risparmiare sull'installazione di contatori, un investimento iniziale significativo. Per letture occasionali del contatore di persona, le aziende potrebbero utilizzare contatori intelligenti temporanei per verificare le correlazioni.

"A causa dei telefoni cellulari, che può essere di origine cloud, il modo in cui viene tracciata la congestione del traffico è cambiato, Disse Ten. "Il modo in cui si vede un problema è come si comprende il problema. Stiamo affrontando questo problema da un punto di vista interdisciplinare in un modo che potrebbe essere dirompente, non incrementale."

La ricerca futura include l'utilizzo dei dati degli occupanti blocco per blocco (piuttosto che per singola famiglia) per stimare tra diverse distribuzioni di energia, quanta energia fluirà e quanti occupanti in base all'ora del giorno.