可再生能源系统,斯坦福大学和医院将进行大举扩张在未来两年内,允许它跟上日益增长的校园和气候变暖同时最小化的风险建立冷却号像那些扰乱教学与研究在2017年和2019年夏天。
作为计划扩张的一部分，斯坦福能源系统创新公司(SESI)将把其冷冻水容量提高近一倍。(图片来源:洛杉矶西塞罗)
作为扩张的一部分,斯坦福大学能源系统创新(SESI)将其冷冻水容量近两倍通过添加两个新冷却塔,使其小说热回收冷水机操作时需要,以及三个新的永久冷却器冷却装置,冷却塔和额外的备份,以防他人之一是离线。冷却器和冷却塔协同工作，从建筑物中提取余热。升级后，SESI的最大永久冷冻水容量将达到28500吨，几乎是2019年夏季14500吨容量的两倍。
“校园扩张主要有三个驱动因素:校园扩张、弃风风险和气候变化。我们非常有信心，通过这次升级，SESI将能够处理预计到2028年的能源负荷，”Jack Cleary说，他是斯坦福大学土地、建筑和房地产(LBRE)副总裁。
扩建预计耗资8500万美元，并将于2022年6月完成，不过克利里指出，与COVID-19有关的延期可能会将扩建日期推迟几个月。幸运的是，2020年6月安装的临时冷冻水容量几乎与计划的扩大相匹配，因此在此期间应该不会出现覆盖范围缩小的情况。
扩大SESI的决定是基于一个咨询委员会对未来校园能源需求进行的详细统计分析，该委员会包括斯坦福大学从物理学到能源工程等学科的研究人员。该团队考虑了当地气候变暖可能带来的影响，并开发了一个可以根据未来几年的实际天气趋势进行更新的模型。
”而不是简单地提供一个二进制的选择”这将是足够的能力也不会有足够的能力,“我们能够通过这一分析说,“这是多么糟糕,我们认为未来并非能在给定的日期,这是我们认为发生这种情况的可能性是一个函数的能力我们到位,“”委员会的主席说,物理学教授David goldhaber – gordon斯坦福大学人文科学学院。
设计的适应性
当SESI在2015年开始运作时，它帮助斯坦福大学成为世界上最节能的大学之一。这种新型的可再生能源系统结合了太阳能和电热回收，取代了一个老化的天然气发电厂，使斯坦福大学减少了53%的温室气体排放。这也使该校走上了实现大幅减少“范围1”和“范围2”排放目标的道路。“范围1”和“范围2”是指校园建筑或车辆产生的能源和天然气直接排放。
升级将包括增加两个新的冷却塔和三个新的永久性冷却器(就像这里显示的)，以及一个额外的备用冷却器，以防其他的一个离线。(图片来源:洛杉矶西塞罗)
从一开始，赛西就被设计成具有适应性。在最初的建设过程中，预留了7到10年的空间用于未来的扩建，以适应不断变化的校园需求。这一预测背后的一个关键因素是，由于极端温度超过了SESI的制冷能力，预计需要关闭校园建筑制冷系统的次数。
“我们认为会有一个极端缩短事件每隔10年,可能会影响校园,“佳说。
但在2017年，也就是SESI开始运营两年后，校园在一个夏天经历了两次多日限行，当时气温攀升至108华氏度。“这敲响了警钟，”Goldhaber-Gordon说。“我们的分配是10年一次，而这一次是一年两次。”
对像斯坦福这样的研究型大学来说，减产可能会带来严重的后果，因为那里的许多实验室都依赖于精确的温度控制。克利瑞说:“基本上，当你缩减开支时，你所做的就是关闭建筑系统的空调和冷水，同时也关闭研究。”极端高温事件造成的严重弃风会破坏设备，破坏或毁掉精心计划的实验。
该大学曾考虑在2017年缩减规模之后，将SESI的扩张时间提前，但最终选择了一种观望的方式。事实上，2018年夏季的温度更低，也不需要强制减排。但在2019年，在期末考试和校园聚会期间，气温再次攀升，导致了那年夏天三次禁囚的第一次。(2019年的气温实际上比2017年要低，而那一年更高的降温需求是由于校园的扩建。)
戈尔德哈伯-戈登说:“2019年的限电令促使人们决定必须采取一些行动。”
未来的规划
作为权宜之计，大学安装了临时冷却塔来帮助处理额外的负荷。在2019年10月，它还召集了一个能源供应咨询委员会，由Goldhaber-Gordon领导，为LBRE和大学提供建议，关于为什么会出现减产，以及如何规划SESI近期和未来的扩张。
在这个过程的早期，Goldhaber-Gordon邀请了当时还是能源工程教授Sally Benson实验室研究生的Jacques de Chalendar加入委员会。作为研究的一部分，德查伦达已经收集了斯坦福大学能源系统的大量数据。他的研究是研究不同的建筑如何管理共用的校园资产，比如供热、制冷和电力系统。
“斯坦福大学中央能源工厂的重要组成部分之一是，它有能力储存能量用于一段时间的供暖和制冷。这给了我们灵活性，”德查伦达说。“我做的很多工作都是在评估我们实际上有多大的灵活性，以及在减少碳足迹和成本以及提高能源效率方面我们能做些什么。”
决策框架
利用来自LBRE系统的数据，de Chalendar、航空/天文博士后学者Ayan Mukhopadhyay和委员会的其他成员开发了一种统计方法来预测冷却系统的负荷，该方法基于对校园增长的假设、天气模式以及系统对校园需求的反应。这使他们能够量化和可视化的确定性程度，SESI将能够满足各种未来场景的冷却负荷。
“这只是表明，斯坦福的学生可以充分利用他们的学术学习能力，为现实世界的问题提供实时的答案，”本森说，他也是斯坦福普莱库能源研究所的主任。
除了SESI咨询的扩张,委员会还开发了一个框架为今后类似的决策依赖于科学的核心原则:研究如何预测与现实,潜在的挑战之前假设然后实现改变的模型来生成新的预测。
根据这个决策框架，大学的能源需求和SESI的能力将被频繁地重新评估，以确定潜在的规划风险，如校园项目的快速增长或气候变暖。
德查伦达表示:“既然我们决定扩大SESI，那么非常重要的是，我们必须定期重新审视这一决定。”“如果我们不这样做，我们就会遇到意外。”
新闻旨在传播有益信息，英文原版地址：https://news.stanford.edu/2020/10/06/major-sesi-expansion-planned/