Phát triển cảm biến và điều khiển cải tiến tăng hiệu quả năng lượng

Sử dụng năng lượng trong các tòa nhà thương mại nhỏ hiện nay có thể trở lên hiệu quả và ít tốn kém hơn nhờ một công nghệ cảm biến không dây tiên tiến với chi phí thấp được phát triển bởi các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Oak Ridge của Mỹ (ORNL).

Các toà nhà tiêu tốn khoảng 40% năng lượng tiêu thụ tại Hoa Kỳ. Các nghiên cứu chỉ ra rằng các cảm biến và điều khiển tiên tiến có khả năng làm giảm mức tiêu thụ năng lượng của các tòa nhà từ 20-30%.

"Chúng ta đều công nhận rằng các hệ thống sử dụng năng lượng như hệ thống sưởi, thông gió và điều hòa không khí trong các tòa nhà đều kém kiểm soát gây ra lãng phí năng lượng," theo Patrick Hughes, giám đốc Chương trình Công nghệ Tòa nhà của ORNL cho biết. "Các tòa nhà có thể làm tăng hiệu quả năng lượng nếu hệ thống kiểm soát truy cập có thêm thông tin đầy đủ hơn."

Thu thập các dữ liệu như không khí bên ngoài hay nhiệt độ phòng, độ ẩm, độ sáng, công suất và các chất ô nhiễm hiện nay tốn chi phí quá cao, cho dù các thông tin chỉ được thu thập bởi các cảm biến rẻ tiền thông thường có dây, hay bằng các nút cảm biến không dây đắt tiền 150-300 đo la như hiện nay.

Cảm biến không dây mới nguyên mẫu của ORNL có thể giảm chi phí đến 1-10 đô la mỗi nút bằng cách tận dụng các kỹ thuật sản xuất tiên tiến như phụ gia sản xuất cuộn. Quá trình này cho phép các thành phần điện tử như mạch, cảm biến, râu, và các tế bào quang điện và pin được in trên chất nền nhựa dẻo (vật liệu cơ bản). Các nút có thể được cài đặt không dây bằng cách dùng chất liệu vỏ và dính.

"Nếu sản xuất được với mức giá cạnh tranh, thiết bị sẽ có khả năng ứng dụng vô hạn khi chi phí lắp đặt để cải thiện sự kiểm soát của hệ thống năng lượng tiêu thụ sẽ được hoàn lại thông qua chính các hóa đơn tiện ích thấp hơn chỉ trong một vài năm", ông Hughes nói.

Các cảm biến thông minh dùng điện năng cực thấp sẽ thu thập và gửi dữ liệu đến một thiết bị nhận, từ đó nắm bắt dữ liệu từ nhiều nút vỏ dính khác nhau và cung cấp các thông tin cho hệ thống năng lượng tiêu thụ. Càng nhiều thông tin nhận được, quản lý năng lượng của tòa nhà càng tốt.

Cả những tòa nhà mới xây hay cải tạo nâng cấp đều có thể được hưởng lợi từ các cảm biến thông minh của ORNL.

Yến Phạm (Theo Newswise)