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加州大学圣地亚哥分校的能源仪表板,帮助校园遏制食欲的权力

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经过长时间的测试后,研究人员已经启动了一个互联网门户网站,以展示加州大学圣地亚哥校区的能源使用的实时测量和可视化。

加州大学圣地亚哥分校能源仪表板(http://energy.ucsd.edu/)允许用户查看拉霍亚最大的建筑物中60座建筑物的最新信息校园。这些数据由加利福尼亚大学圣地亚哥分校物理电站服务部门提供,来自200多个能源表,提供建筑物层面的能源使用。该门户网站还提供了来自大约40个独立功率计的信息,这些功率计可以测量办公室的能源消耗,例如计算机和监视器从一个插座中汲取电力。目前正在计划和开发更密集的仪表,用于衡量和显示个人的能源使用情况。

作为一个校园,我们对可持续性和绿色实践做出了重大承诺,“资源管理和规划副校长Gary Matthews说,他在校园内倡导可持续发展项目,并帮助支持部署能源使用量表从各个建筑物到门户的数据。 “能源仪表板是跟踪和比较能源使用的有用工具,而且随着校园在办公室部署更多仪表,我们的教师,学生和工作人员将能够跟踪他们自己的使用情况并修改可能导致意义的行为个人以及校园层面的变化。“

能源仪表板是从一个简单的前提发展而来的。雅各布工程学院计算机科学与工程系(CSE)部门的研究科学家Yuvraj Agarwal说:“如果不能测量能源使用,就不能在减少能源消耗方面取得多大进展。

“建筑物的能源模型已经有数十年的历史了,没有人期望看到这些模型是否仍然有效,”仪表板的首席设计师Agarwal补充道。 “人们往往认为,通过关闭办公室的灯光,他们已经为环境做出了自己的贡献。事实上,我们的测量结果表明,个人电脑几乎占建筑能耗的25%,大部分时间,这些电脑都打开了,但实际上并没有被使用。如果您还包括服务器和数据中心,那么所谓的IT设备的贡献可能是基准总能耗的50%,因为这些PC和服务器的使用往往会在晚上和周末使用大量的能源非常低“。

Energy Dashboard上提供的工具包括整个UCSD校园的实时功率测量;每个建筑物的能源消耗;以及某些CSE办公室中插入电源插座的个人设备(如个人电脑和服务器)的用电量。校园里的仪表都是公众可以看到的,但是现在只能通过仪表的主人才能进入个人仪表(出于隐私的原因)。

Web门户网站提供的统计数据至少每分钟更新一次,其总功耗,发电量,从圣地亚哥天然气公司电力,以及用电和生产之间的比较。 (圣地亚哥加州大学通过光伏电池板和30兆瓦天然气热电联产发电厂的1.2兆瓦电量产生其年度能源负荷的大约82%。)要查找每座建筑物的能源使用数据,能源仪表板可以选择圣地亚哥加州大学医学院,斯克里普斯海洋学研究所,或任何大学的六所本科学院(例如,CSE大楼和阿特金森大厅都位于沃伦学院校园内)。

这个新的门户网站是利用CSE建筑的绿色特色,包括去年安装的四座建筑亚表和十六个独立电路表进行研究的。与他的博士合作当时的顾问Jacobs工程学院计算机科学与工程教授Rajesh Gupta,Agarwal筛选了混合用途CSE建筑的数据以及其他三个在研究型大学校园中常见的数据:住宅大厅,数据中心,和一个研究大楼的能源密集型无尘室 纳米加工 - 加利福尼亚电信和信息技术研究所(Calit2)的阿特金森厅总部。

“根据一些估计,在美国,建筑物约占电力使用的70%,约占温室气体排放量的40%”,同时也是加州大学圣地亚哥分校校园Calit2的副主任的Gupta说。 “加州大学圣地亚哥分校正迅速成为提高能源效率技术的重要试验基地,能源仪表板是朝着实现这一目标迈出的重要一步。”

研究人员能够确定能源消费高峰来自何处,主要组件的基准能源消耗 - 包括即使计算机未被使用时IT的大量能量消耗(例如,在晚上或周末时常常留下计算机,以防万一用户想要远程连接或者正在运行背景需要打开机器的应用程序)。

Agarwal总结说:“拥有大量IT资源的建筑可以通过降低基础能源负荷来显着降低能源消耗。 “我们仔细研究能源使用的能力使我们更深入地了解如何在这些校园建筑中大幅降低能耗。要做到这一点,你必须有效地创建循环型建筑。“

工作循环是一个计算机术语,指的是计算机或电信系统处于”活动“权力“睡眠”或关闭状态。责任循环带来的挑战是缺乏可用性。即使在系统休眠时,为了实现可用性,Agarwal有效地为功率管理系统创建了“混合”主动 - 被动状态。 Agarwal表示,对于建筑来说,未使用的计算机系统可以恢复到混合主动 - 被动状态,仅使用其正常用电的1-2%,同时仍然允许这些计算机执行非常基本的功能,知道如何在需要时无缝地“醒来”。 “Agarwal只是半开玩笑地说,”你想要能够在睡梦中有效谈话的机器,因此保持联系。 “如果每台个人电脑和服务器都能恢复到”睡眠谈话“状态,那么IT设备的热量就会少得多,这将进一步节省空调和气候控制系统。我们估计CSE建筑能耗可以减少一半。“

在校园,CSE和Calit2的支持下,Agarwal和他的微电子嵌入式系统实验室的同事正在努力通过实现这种”混合睡眠“作为CSE部门的桌面PC和服务器的选项,作为试点部署。为了实现这一功能,研究中的一些参与者正在使用以前由Agarwal及其同事开发并被媒体广泛报道的专用USB硬件加密狗“Somniloquy”。此外,现在有相当数量的用户正在使用“睡眠服务器”(SleepServer),它是Agarwal最近开发的一种软件版本的节能架构,计划在2010年的USENIX年度技术会议上介绍波士顿的技术。六月。

为了提高加州大学圣地亚哥分校能源仪表板数据的价值,他们还与一家私人公司合作开发了一款价格便宜的插拔式仪表。今天,能够远程监控能源使用的单个仪表每台成本大约为200美元; Agarwal认为,如果他们能够将价格降至30-50美元的范围内,那么希望追踪自己的碳足迹的人将会乐意投资于能够将其实时数据传输到能量仪表板的能量仪表板,用户可以能够使用门户网站的工具来跟踪自己的使用情况 - 甚至可以将其与下一个办公室的同事的能源情况进行比较。 Agarwal说:“与一群非常有创造力和聪明的学生一起工作,并利用他们的才能来解决当今的一些能源问题,这也是非常令人满意的,因为感觉你最终解决了现实世界的问题。从事能源研究的研究生中 仪表板项目:博士学生Thomas Weng,他是2009年11月与Agarwal和Gupta合着的论文的合着者。

根据Agarwal的说法,他的团队现在正在开发Energy Dashboard API,这将使得UC San Diego的任何人都可以将他们自己的功率表集成到仪表板中,并利用其可视化和比较功能。

*“的能源仪表板:提高能源消耗的能见度在校园大规模,”俞拉吉阿加瓦尔,托马斯·翁,拉杰什·古普塔首先ACM研讨会嵌入式传感系统对高能效建筑,2009年11月

“说梦话:增广网络接口,以减少PC能源消耗,”俞拉吉阿加瓦尔,史蒂夫霍奇斯,詹姆斯·斯科特,Ranveer钱德拉,Paramvir巴尔,和Rajesh古普塔。在USENIX研讨会联网系统的设计与实现论文集(NSDI '09),2009年4月

“SleepServer:为降低企业环境中的PC的能耗软件唯一的方法,”俞拉吉阿加瓦尔,斯特凡·萨维奇和R古普塔
出现在USENIX年度技术会议(USENIX '10),2010年6月

相关链接

加州大学圣地亚哥分校能源仪表板
http://energy.ucsd.edu

俞拉吉博士阿加瓦尔的网页
http://mesl.usd.edu/yuvraj

微电子嵌入式系统实验室
http://mesl.ucsd.edu

计算机科学与工程系
http://www.cse.ucsd.edu

UCSD物理设备服务
http://blink.ucsd.edu/sponsor/facilities-mgmt/index.html

UCSD能源管理
http://blink.ucsd.edu/facilities/services/green/energy-mgmt .html



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