使可再生能源更高效的一项技术

作者：Jason Myers / 用例
2023 年 2 月 27 日

本文最初发表于 The New Stack，并经许可在此处转载。

时间序列数据可以深入了解如何使能源生产和消费更具成本效益和效率。

2022 年见证了世界事件对全球能源市场可能产生的影响。最剧烈的波动影响了化石燃料，这导致了关于可再生能源实用性的更广泛讨论。幸运的是，增加对可再生能源依赖的趋势仍然持续。

根据 气候与能源解决方案中心 的数据，在美国，可再生能源是增长最快的能源。

• 在 2000 年至 2020 年期间，可再生能源增长了 90%，其中包括 2010 年至 2020 年的 42% 的增长。
• 2020 年，大约 20% 的能源发电来自可再生能源。分析师预计，到 2030 年，这一比例将上升到 35%。
• 2020 年，大约 5% 的能源消耗来自可再生能源。
• 最近的估计预测，未来 30 年，可再生能源消耗的年平均增长率将为 2.4%。

不仅美国在 可再生能源 领域取得了进步。2020 年，全球 29% 的能源发电来自可再生能源。同年，全球可再生能源发电能力创下纪录，达到 256 吉瓦。

这一切与技术有什么关系？尽管传统的化石能源仍然不稳定，但可再生能源背后却蕴藏着巨大的动力。然而，向可再生能源的转变意味着，化石燃料生产和分配中使用的许多现有基础设施不再适用。可再生能源 需要新的基础设施来跟踪新的系统要求和产出。技术在这些新系统中起着至关重要的作用。

时间序列数据和能源

随着公司寻求使能源生产和 消费 更具成本效益和效率，他们需要深入了解这些系统如何运作。例如，该领域的运营商希望跟踪：

• 总体能源发电水平，以确定他们是否可以满足供需。
• 每个设备的能源发电能力以及影响设备性能的因素，例如设备状态、最佳性能所需的维护以及当前条件的影响。
• 服务降级的原因，这可能依赖于先前收集的数据或仍需要收集的数据。

时间序列数据 可以深入了解这些领域以及更多领域。运营商控制的任何设备或系统都可以生成时间序列数据。这使运营商能够深入观察系统，从而使他们能够做出更好的业务决策并更快地做出这些决策。

与自然界打交道作为能源是棘手的。风能、水能和太阳能等能源并非恒定不变，需要运营商定期调整设备以适应环境变化。

可再生能源运营商通常也面临其他挑战，其中可能包括：

• 设备位置 – 发电设备通常位于偏远地区。较大系统中的单个设备也可能在地理上分散。运营商更喜欢仅在设备需要维护时才派出技术人员。连接问题也可能阻碍从远程设备收集数据。
• 数据 – 运营商需要从每个设备收集大量数据。指标数据间隔和数据粒度可能因传感器而异。此外，他们需要长期存储所有这些数据，以实现历史 分析 或生产 预测。
• 简陋的工具 – 手动数据收集，如实地考察，仍然很常见，并记录在电子表格或纸上。这可能导致输入错误并且无法扩展。
• 设备 – 可再生能源设备昂贵且脆弱，因此保护资产以最大限度地提高使用率和性能至关重要。

像 InfluxDB 时间序列数据库这样的开源技术可以帮助运营商解决或缓解这些问题，从而推动创新并使开发人员能够更快地将想法变为现实。

时间序列正在可再生能源领域发挥作用

“可再生能源”一词涵盖了广泛的能源生产、存储和消费过程。以下示例展示了世界各地的企业如何使用时间序列数据来推动可再生能源领域内外的创新和改进。

Bboxx

Bboxx 开发和制造产品，为发展中国家离网社区提供价格实惠的清洁太阳能。它为客户提供连接到电池和一组 USB 和 DC 连接器的太阳能电池板，为灯、收音机和其他低功率电器供电。通过 Bboxx，35 个国家的超过 350 万人可以使用电力。学童可以在清洁的光源下学习，而不是燃烧煤油和吸入烟尘和有害气体。

InfluxDB 是 Bboxx 解决方案的核心部分，并收集与分布式设备的远程监控、计费和警报相关的数据。借助 InfluxDB，Bboxx 可以从其数据中获得洞察力，并将从分析历史数据中吸取的经验教训应用于开发新的和令人兴奋的产品，以超越客户的期望。

EnerKey

EnerKey 是一家芬兰公司，运营一个平台，通过分析消费数据来推动室内空间的可持续性和能源管理。它通过结合天气、时间序列和地理空间数据来监控能源消耗、室内空气质量、废物和排放，从而帮助组织减少其环境足迹。实时访问此数据使 EnerKey 用户能够检测能源使用波动，并就如何提高效率做出明智的决策。

EnerKey 使用 InfluxDB 来存储和管理数十亿个指标，并对历史数据执行分析。该公司还使用 InfluxDB 将时间序列数据与其他数据类型（如天气数据）结合起来，以更好地了解外部气候因素如何影响室内能源使用。它还可以使用这些组合数据集来预测未来的能源消耗。这些能源效率转化为 EnerKey 用户的成本节约，而能源使用量的减少对环境来说是一大胜利。

Graphite Energy

Graphite Energy 是一家澳大利亚公司，专注于工业脱碳。它构建热能存储 (TES) 系统，将可变、间歇性和低成本的可再生能源（如风电场或太阳能光伏领域）与制造工厂的工艺要求分离开来，从而为工业应用提供可靠、可预测的热量。

该公司在其解决方案架构中，无论是在边缘还是在云端，都使用 InfluxDB 来收集现场 TES 机器的数据。每台机器产生大约 100 个数据序列，记录频率从每 1 到 15 秒不等，每天总共约 1,000,000 条记录。Graphite Energy 使用这些数据来创建其现场设备的实时数字孪生。这些数字孪生使 Graphite Energy 能够及时向前和向后滚动，以跟踪设备性能，并正在成为其生产优化预测工具包中非常强大的组成部分。

无论我们谈论的是参与能源发电还是能源消费的公司，无论是消费者层面还是工业层面，时间序列都是现代应用中的关键任务数据。拥有像 InfluxDB 这样一流的工具来实时收集、存储、管理和分析时间序列数据，可以为这些正在改变全球能源范式并为每个人创造更可持续能源未来的系统提供可观察性和洞察力。