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更新时间：2025-06-27
点击次数： 近日，太原理工大学孙宏斌教授团队在 Nature 旗下首个工程领域子刊《Communications Engineering》上发表了题为 Energy efficiency and carbon savings via a body grid（基于人体电网实现能效提升与碳减排）的研究论文。该论文由太原理工大学电气与动力工程学院青年教师许嘉禾、清华大学深圳国际研究生院副教授张璇及加州大学伯克利分校教授 Daniel Kammen 共同担任第一作者，通讯作者为太原理工大学孙宏斌教授。
面对全球气候危机的加剧，传统的能源解决方案已难以满足日益增长的节能减排需求。尽管大规模能源转型和区域性低碳项目已取得显著进展，个体层面的能源效率提升和行为优化仍是尚未充分挖掘的重要领域。研究表明，以个体需求为驱动，可以创造新的节能降碳机会。基于此，研究团队提出了“人体电网”（Body Grid）这一创新概念，通过可穿戴技术实现个体层面的能源管理，为全球节能减排提供全新路径。
研究团队设计并测试了人体电网原型系统，通过需求导向的能源管理策略，实现了面向用户舒适需求的动态能源分配。该系统能够通过可穿戴设备采集、存储并根据用户需求智能分配能量，从而优化个体层面的能源使用。此外，研究团队进一步探索了人体电网与室内设备的协同机制，结合空间用能和个人用能，在保障室内环境舒适度的同时显著降低了整体能源消耗。
为评估人体电网的节能降碳潜力，研究团队开展了建筑级别的能耗模拟。实验结果显示，相较于传统空调供暖方案，人体电网的协同策略可减少 61.0% 的能耗，并降低 57.5% 的电费支出。这一显著节能效果得益于人体电网与建筑设备的高效协作，通过精准调控室内温度和能源分配，实现最优能源利用。
此外，研究团队利用全球建筑能耗模型进一步验证了人体电网的广泛适用性。模拟结果表明，该技术每年可节省约 6611 TWh 电力，相当于全球建筑暖通电力消耗的 50%。这一数据表明，人体电网不仅能够大幅降冷与供暖需求，还能在不同气候条件下保持高效节能表现，为全球能源转型提供强有力的支持。未来，持续优化可穿戴供暖或制冷设备的性能，例如降低服务阈值以适应更极端温度条件，将有望进一步提升节能效果。
本研究得到了山西省能源互联网研究院、国家自然科学基金等多项科研基金的支持。
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