本文作者：Vinod Pangracious是阿聯酋迪拜美國大學電氣與計算機工程系主任和副教授
在當今世界，對智能應用的需求不斷增長，以使城市生活既有趣又可持續(xù)。
本文介紹了一種基于區(qū)塊鏈的點對點能源交易框架，用于在互聯社會中交易分散的清潔能源。智慧能源交易模型旨在在與家庭自動化單元交互的同時自主發(fā)起交易。該應用使用分布式可再生能源自主管理清潔能源的產生、消耗和分配。
文中提議的應用是一個自主的點對點交易模型，旨在增加清潔能源的生產、消耗和優(yōu)化，這確實將減少可再生能源（包括家庭）產生過多清潔能源的大都市地區(qū)的溫室氣體排放。
區(qū)塊鏈是基于共享分布式數據結構的點對點網絡。自 2008 年問世以來，區(qū)塊鏈已成為一項重大的創(chuàng)新和顛覆性技術，徹底改變了我們交互、自動化和跟蹤數字交易和數據存儲的方式。信任是區(qū)塊鏈的基本特征，它使用數字簽名和密鑰來授權和驗證交易并積極識別發(fā)起人。
隨著時間的推移創(chuàng)建的新塊經過數字驗證并附加到鏈上，確保數據完整性并創(chuàng)建可驗證的數據結構路徑，其中共享和透明的塊同時為所有參與者提供可見性。
圖 1.上圖為智能能源鏈實施模型，下圖為智慧能源鏈模型（并網）的功能。
開發(fā)并用作為家庭和企業(yè)提供靈活性的底層技術的混合區(qū)塊鏈技術將保護私人數據以及僅保護結果和決策。這項技術將使我們能夠進行重大改進，以保護各個領域的數據，包括個人、醫(yī)療、銀行、金融、交易和法律數據。
此外，分散的自治塊在解決方案優(yōu)化、規(guī)劃、知識和數據管理方面開辟了一個新的研究和開發(fā)機會世界。通常，鏈中節(jié)點通過將交易數據包含在一個塊中來促進網絡共識。區(qū)塊鏈的一個重要特點是沒有中央數據塊處理或分發(fā)數據，但每個塊都可以獨立執(zhí)行算法并將信息發(fā)送到鏈上。數據塊集成了與簡單機器學習算法交互的能力，以處理數據并將決策傳播回鏈。
具有學習能力的數據塊將能夠處理數據并就用戶決定的某些事項做出決定。點對點交易框架被設計成一個用戶友好的應用，其中人類生活的增強和商業(yè)模式通過分散的交互和處理鏈上的塊的集合被集成和增強，其中每個塊都具有嵌入的能力訪問數據收集和處理設備的決策過程，如圖1所示。
智慧城市的智慧能源鏈智慧能源鏈（Smart Energy-Chain）是對等交易應用的演示，其中綠色能源產生并與能源短缺且已經成為交易模型網絡一部分的潛在客戶進行交易。智能能源鏈是一個點對點清潔能源交易平臺，來自小型分布式能源的可再生能源，如具有太陽能或風力發(fā)電能力的家庭或辦公樓，在當地能源生產者之間進行交易和消費者。
引入智能能源鏈的動機是為人類構建可持續(xù)的智能生態(tài)系統(tǒng)的愿景?？沙掷m(xù)生活意味著在人類生活的各個方面實現自給自足。我們認為能源、教育和財務獨立是可持續(xù)社會的基本要求。Energy-Chain 項目基于清潔能源自給自足的概念，以在可持續(xù)城市中實現碳中和，其中具有太陽能或風能發(fā)電能力的房屋或建筑物將充當分布式能源，稱為 Energy-Chain Homes 。
安裝了太陽能或風能系統(tǒng)的建筑物或家庭將能夠產生、消耗和交易產生的多余能源，用于家庭使用、電動汽車充電或其他無法產生足夠能源的家庭，不管它是否干凈。在系統(tǒng)中驗證的每棟房屋或建筑物都被視為智能能源鏈數字交易塊。經過驗證的區(qū)塊將能夠從網絡訪問有關多余發(fā)電量以及不足的家庭和建筑物所需的電力的信息。
該平臺不僅接受提供清潔能源的產消者，也接受非清潔能源消費者。因此，一個人不必擁有一個清潔能源系統(tǒng)就能通過能源鏈使用清潔能源。一個簡單的三屋智能能源鏈原型和交易塊演示如圖所示圖 2A。圖 2B說明了 Energy-Chain 中塊的內容。目前，所有經過驗證的區(qū)塊都將擁有產消者的信息，并提供有關可用于交易的總發(fā)電量、消耗量和剩余電力的信息以及產消者的積極識別。交易模型平臺還有一個圖形用戶界面，用戶可以在其中可視化區(qū)塊鏈網絡和能源生產和消費信息，如圖 2B 所示。
圖 2.(A) 展示了三屋智能能源鏈原型
圖 2.(B) 說明交易的生成內容
能源鏈電力交易模型通過數字交易模型進行能源交易的事件和交易就像使用任何其他移動應用程序一樣簡單。分散式數據分析模塊已經經過訓練，可以每天自主地執(zhí)行點對點能源交易。此信息將放置在區(qū)塊鏈網絡的公共部分，供其他需要能源競標代幣以生成能源交易的客戶使用。我們使用并網和離網智能能源鏈在用戶之間分配智能能源。
結論Smart Energy-Chain 的重點是為任何有清潔能源發(fā)電能力的人使用太陽能或風能建立一個小型商業(yè)平臺。此外，它還有助于提高人們對可持續(xù)未來和促進使用清潔能源的影響的認識，并為建設可持續(xù)城市社會的去碳化做出積極貢獻。智慧能源鏈是滿足日益增長的能源需求的可持續(xù)解決方案，也被認為是發(fā)展智慧城市的關鍵改革。這種以能源鏈為主導的交易模式是一種數字化的解決方案，旨在建設可持續(xù)發(fā)展的城市。
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