大數(shù)據(jù)如何幫助我們改善大氣環(huán)境

大數(shù)據(jù)可以把現(xiàn)有的舊能源網(wǎng)絡變成更加智能的網(wǎng)絡，能夠了解個人的能源消耗狀況。這無疑將提高效率，降低能源價格并幫助我們減少碳排放量。
   智能能源網(wǎng)格
    在不久的將來，將有越來越多的家電設備帶有傳感器。這些傳感器能夠在能源公司、家庭智能儀表和電器之間進行雙向通信。當所有的家用電器都通過傳感器連接到互聯(lián)網(wǎng)時，我們就可以根據(jù)需要，對單個設備的能耗進行監(jiān)測和調(diào)整。越來越多的能源機構正在開發(fā)智能電表來記錄單個家用電器設備的電能消耗情況。而這些信息將返回到能源公司，使得能源公司可以了解和預測能源需求。我們相信，隨著研發(fā)工作的進一步深入，實時監(jiān)控和調(diào)整能源需求將只是時間問題。
    當越來越多的設備具備了傳感器之后，產(chǎn)品之間也將能夠相互通信交流，甚至是進行跨不同網(wǎng)絡的通信。這將幫助能源企業(yè)更好地了解和管理整個網(wǎng)絡的能源利用率。對于未來的電動汽車來說，這是相當有用且重要的。當消費者回家后將電動汽車的充電和其他家用電器同時開啟時，能源電網(wǎng)可能無法應付這一需求的高峰期。因此，越多的電器設備具備了傳感器，就越能夠與能源網(wǎng)絡進行通信和溝通，能源公司也就能夠更好的管理其網(wǎng)絡內(nèi)的能量分布。
    但是，真正的智能電網(wǎng)距離我們?nèi)匀贿€十分遙遠。據(jù)以太網(wǎng)之父鮑勃·梅特卡夫表示，智能電網(wǎng)可以提供“大量廉價和清潔的能源”。他創(chuàng)造了一個由互聯(lián)網(wǎng)影響的智能電網(wǎng)，稱為“Enernet”愿景。
    這種智能電網(wǎng)也將同時能夠防止能量在網(wǎng)絡中的損失并防止停電事故的發(fā)生。傳感器系統(tǒng)可以同步的實時監(jiān)測電線的狀況，每秒鐘都能收集多個數(shù)據(jù)流。這些信息可以更容易地檢測到停電事故。當確實發(fā)生停電事故時，其可以使得能源公司的響應速度更快、更好。這種傳感器還可以檢測能量是如何在網(wǎng)絡中傳輸?shù)?，以及在何時何地發(fā)生了能量損失。這些信息實時傳遞反饋給能源公司的控制中心，能夠幫助他們實時的需求進行調(diào)整。
    西北太平洋的巴特爾智能電網(wǎng)示范項目就是這樣的一個智能電網(wǎng)試點。該試點項目的六萬名參與者來自美國的五個州。該項目旨在確定智能電網(wǎng)是否向我們所認為的那樣有價值，是否更具經(jīng)濟效益。一個智能電網(wǎng)需要在在硬件和軟件方面進行大量的投資。其也將極大地幫助我們收集數(shù)據(jù)信息：從之前的記錄一個儀表一個月之內(nèi)的讀數(shù)變?yōu)橹悄茈姳砻?5分鐘記錄一次讀數(shù)。也就是每天每百萬智能電表共計記錄9600萬次讀數(shù)。其結果是數(shù)據(jù)信息增加了3000倍，如果不加以妥善管理，這些數(shù)據(jù)信息將是相當繁雜的。
   改變消費者的行為
    如果消費者可以根據(jù)實時數(shù)據(jù)和能源價格管理他們自己的能源消耗，將可能會改變他們的行為。一款智能電表可以基于需求預測建議消費者在稍后某個時刻能源成本降低時使用某款電器設備。這將幫助能源公司更好地管理能源需求。如果某款電器設備（例如加熱器）可以基于價格范圍和網(wǎng)絡的能量需求自行決定在最佳時間開始工作，這無疑將產(chǎn)生更好的效果。
   預測需求和價格
    與數(shù)以百萬計的電器相連接的智能電網(wǎng)能夠預測能源消費量。監(jiān)測設備如何使用能源，并提供有價值的數(shù)據(jù)信息，并進一步分析預測對于能源的需求狀況和可能出現(xiàn)的能源短缺。此信息可用于在合適的時間和地點提供適量的能量。其可以幫助平衡不同時間和地點的能源需求高峰。能源分銷機構可以提高顧客滿意度，并通過減少停電的次數(shù)和持續(xù)時間遵守相關的合規(guī)性。如果能源公司能夠找到發(fā)生網(wǎng)絡故障與相關停電事故之間的聯(lián)系，那么這就表明他們能夠精確確定和識別發(fā)生故障的位置，并實時的提供相關的解決方案。
    當智能電網(wǎng)平衡了能源需求的高峰之后，網(wǎng)絡將變得更可靠。而目前的網(wǎng)絡問題在于，不僅僅是沒有這么大的網(wǎng)絡容量，而且還需要應對高需求的能力。智能電網(wǎng)可以幫助防止極端高峰所導致的斷電。
   大數(shù)據(jù)也將有助于優(yōu)化能源交易，從而更好地預測價格波動。大數(shù)據(jù)可以基于1000個不同的數(shù)據(jù)集針對能源市場做出幾乎實時的復雜分析。隨著能源價格的波動，能夠基于這1000個不同的數(shù)據(jù)源進行價格預測是相當有價值的。對于能源供應和需求的預測，能夠幫助能源銷售機構獲利。通過對市場的充分了解，他們可以保護自己免受能源價格波動的影響。最后，他們將能夠提供更便宜的能源，提高客戶滿意度。
   未來的投資和維護
    來自網(wǎng)絡的大量傳感器的數(shù)據(jù)信息可以提供關于網(wǎng)絡質(zhì)量的附加信息。它可以幫助能源企業(yè)確定未來的投資是否是必要的，或是需要進行維護。不必進行定期的網(wǎng)絡檢查，大數(shù)據(jù)工具可以用來實時的監(jiān)控網(wǎng)絡設備，只在必要時采取相關的措施。這將為能源企業(yè)節(jié)省很多不必要的調(diào)查，預防費用。同樣，這些信息還將有助于了解哪些投資能夠幫助能源企業(yè)獲得最大的投資回報。
    例如，Vattenfall公司在風力渦輪機內(nèi)安裝了傳感器數(shù)據(jù)，以預測何時需要進行維護。這將為該公司節(jié)省了很多不必要的檢查渦輪機時所需要的直升機費用和其他維護費用，以及昂貴的咨詢費用。
   大數(shù)據(jù)也可以被用來改善風力渦輪機的安置位置，以便獲得最佳的能量輸出。在微觀和宏觀層面，對不斷變化的天氣進行預測可以幫助企業(yè)選擇最佳的風力渦輪機安置地點?；蛘吒鶕?jù)地區(qū)年度日照情況數(shù)據(jù)來選擇太陽能系統(tǒng)的安置地點。結合結構化和非結構化數(shù)據(jù)，如潮汐、地理空間、傳感器數(shù)據(jù)、衛(wèi)星圖像、森林砍伐地圖和天氣模型也可以幫助確定最佳安置地點。
    例如，丹麥能源公司維斯塔斯風力系統(tǒng)利用IBM大數(shù)據(jù)分析解決方案來分析許多不同的數(shù)據(jù)集，以確定每臺風力渦輪機的最佳安置地點。將風輪機安置在錯誤的地方會導致無法生產(chǎn)出足夠的電力，無法判斷風能投資的投資回報率，也就增加了電力成本。
   大數(shù)據(jù)應用在能源領域最重要的影響是，其將使得現(xiàn)有的能源網(wǎng)絡變得更高效。這將幫助我們減少能源消耗量，并降低消費者的購買價格。智能能源管理可以防止電網(wǎng)超載運行，并防止新的和昂貴的電廠建設需求。較少的電廠能夠提供更高效率的能源和更低的價格，影響我們的碳排量。所以，最終，大數(shù)據(jù)有可能變成比采用可再生能源更可持續(xù)的技術，以幫助我們減少碳排量。