Sztuczna inteligencja (AI) w branży energetycznej

W kwietniu tego roku, podczas konferencji Energy Tech Summit, która odbyła się w hiszpańskim Bilbao, Agnieszka Gawinek opowiadała o sztucznej inteligencji w branży energetycznej. Dzisiejszy artykuł opiera się na przygotowanym przez prelegentkę materiale. 

 Co nas czeka w przyszłości?  

 W jaki sposób nowe technologie, takie jak sztuczna inteligencja (AI), mogą pomóc w osiąganiu lepszych wyników bez dodatkowych inwestycji w istniejące już zasoby lub infrastrukturę? Mówiąc o zrównoważonym wzroście, strategii Net-Zero czy efektywności energetycznej, powinniśmy skoncentrować się na tworzeniu większej liczby korzyści i dodatkowych wartości z aktywów energetycznych przy użyciu innowacyjnych narzędzi informatycznych i inteligentnego, długoterminowego postrzegania przyszłości. 

 

Mózg neuronowy  Climate Tech Energy Centre 

 Jak wszyscy wiemy, aktywa energetyczne wymagają dedykowanych usług, takich jak obsługa, konserwacja, stały monitoring z gwarantowanymi umowami SLA, specjalistów zawsze w gotowości z dużą wiedzą i rozwiązaniami dla każdego pojawiającego się wyzwania.  

Wyobraźmy sobie przez chwilę cyfrowy mózg neuronowy, pulsujący tysiącami połączonych ze sobą neuronów, zajmujący się analizą i wprowadzaniem innowacji w dziedzinie klimatu, energii i technologii… To jądro zrównoważonej przyszłości, w której pomysły przekształcają się w technologie zapewniające czystą energię.  

 Jak to może działać? 

 1) Ten zaawansowany system oparty na sztucznej inteligencji działa jak pulsujące centrum myśli i pomysłów. Składa się z tysięcy wzajemnie połączonych neuronów i analizuje dane dotyczące klimatu, energii i technologii, aby wyciągać wnioski i proponować innowacyjne rozwiązania.  

2) Mózg neuronowy gromadzi ogromne ilości danych na temat zmian klimatycznych, zużycia energii, technologii odnawialnych i innych kluczowych obszarów. Dzięki analizie Big Data generuje wnioski i prognozy, wspierając podejmowanie decyzji związanych z ochroną środowiska i rozwojem czystej energii.  

3) Wykorzystując zaawansowane algorytmy uczenia maszynowego, mózg neuronowy   projektuje nowe technologie związane z energią odnawialną, efektywnością energetyczną i redukcją emisji CO2.  

4)  Nie tylko generuje pomysły, ale także wspiera startupy i innowatorów we wdrażaniu ich rozwiązań na rynek. Współpracując z ekspertami z różnych dziedzin mobilizuje zasoby potrzebne do przyspieszenia przejścia na czystą energię. 

 Trendy w ewolucji architektury energetycznej 

Przyszłość zależy od integracji sztucznej inteligencji z różnorodnymi źródłami energii i rozwiązaniami w zakresie magazynowania, tworząc synergię, która nie tylko zapewnia stabilne dostawy energii, ale także chroni środowisko. Kluczowymi obserwowanymi trendami w ewolucji architektury energetycznej mogą być: 

• Większa dywersyfikacja źródeł wytwarzania energii.  
• Rosnący udział OZE w stosunku do elektrowni konwencjonalnych. 
• Dynamiczne zmiany miksu energetycznego wraz z dopasowaniem się do sytuacji na rynku. 
• Bardziej rygorystyczne wymagania dotyczące jakości energii i szczegółowe profile zużycia energii. 

 AI w energetyce i Era Zmian  

 Musimy być gotowi i otwarci na Erę Zmian, w której tradycyjne systemy energetyczne ustępują miejsca innowacyjnym architekturom opartym na rozproszonych i zdecentralizowanych źródłach energii. Co to znaczy? Które elementy tego nowego systemu energetycznego są kluczowe?  

1. Rozproszone źródła energii

 Wizja przyszłości opiera się na wykorzystaniu rozproszonych źródeł energii – mniejszych wolumenowo, w większej liczbie lokalizacji. Połączenie różnorodnych źródeł odnawialnej energii i mikrosieci zmierza w kierunku zrównoważonego ekosystemu, który produkuje energię dla lokalnych społeczności i stref przemysłowych.  

 2. Zdecentralizowane systemy zarządzania

Tradycyjne scentralizowane systemy zarządzania ustępują miejsca zdecentralizowanym platformom opartym na blockchainie i sztucznej inteligencji. To inteligentne sieci pozwalają na efektywne zarządzanie produkcją, dystrybucją i zużyciem energii na poziomie lokalnym i globalnym.  

 3. Innowacyjne technologie magazynowania energii

Magazynowanie energii staje się kluczowym elementem przyszłej architektury energetycznej. Od zaawansowanych akumulatorów po technologie oparte na wodorze i innych nośnikach energii, innowacyjne rozwiązania pozwalają na gromadzenie i wykorzystywanie energii w sposób elastyczny i efektywny.  

 4. Sieci interaktywne i współpraca społeczna

W świecie przyszłości każdy może być producentem i konsumentem energii. Interaktywne sieci i platformy społecznościowe umożliwiają wymianę energii pomiędzy użytkownikami, wspierając ideę dzielenia się zasobami i solidarności energetycznej.  

 5. Zrównoważony rozwój i środowisko

Nowa architektura systemu energetycznego kładzie nacisk na zrównoważony rozwój i ochronę środowiska. Przejście na odnawialne źródła energii i redukcja emisji CO2 stają się kluczowymi priorytetami w celu stworzenia czystej i zdrowej planety dla przyszłych pokoleń. 

 

Climate Tech i cechy sztucznej inteligencji w branży energetycznej 

 Sztuczna inteligencja jest niezbędnym elementem Climate Tech. 

Inteligentne zarządzanie  

 Sztuczna inteligencja umożliwia optymalizację produkcji, dystrybucji i zużycia energii w czasie rzeczywistym, wykorzystując dane do prognozowania i dostosowywania.  

Dynamiczna reakcja na zmieniające się warunki 

 Dzięki sztucznej inteligencji system jest w stanie dynamicznie reagować na zmieniające się warunki środowiskowe, polityczne i gospodarcze. Elastyczność pozwala na szybką adaptację do nowych sytuacji i minimalizację ryzyka związanego z konfliktami czy zmianami klimatycznymi.  

Optymalizacja wykorzystania zasobów w różnych regionach i czasach

 Sztuczna inteligencja w energetyce umożliwia optymalizację wydajności istniejących elektrowni wiatrowych, fotowoltaicznych czy hybrydowych, nawet jeśli nie są one zaprojektowane i zbudowane w najlepszy sposób.  

 

Oferujemy kreatywne rozwiązania technologiczne i biznesowe na każdym etapie inwestycji: 

Dowiedz się więcej Kim jesteśmy – Electrum Holding

 

Dopasowanie do rynku i polityk

Sztuczna inteligencja połączona z ludzką inteligencją przynosi fantastyczne rezultaty w obszarze biznesowym. Świat energii zmienia się, niezależnie od tego, który kraj weźmiemy pod uwagę. Każdy z nich jest w procesie transformacji energetycznej. W związku z tym systemy muszą być elastyczne i dostosowywać się do nowo powstających możliwości biznesowych.  

 Rozwój technologii

Jest oczywiste, że systemy energetyczne będą udoskonalane każdego roku. Mamy ograniczone zasoby naturalne i czas, aby ocalić planetę i środowisko. Dlatego naszą misją jest wymyślanie wysoce zaawansowanych i dobrze prosperujących rozwiązań, które są potrzebne do zapewnienia ogólnego globalnego wzrostu. 

Uczenie maszynowe a produkcja energii 

Uczenie maszynowe odgrywa kluczową rolę w przewidywaniu poziomu zapotrzebowania i produkcji, pozwalając na optymalizację wykorzystania energii poprzez dostosowanie zasobów w godzinach szczytu.  

Zoptymalizowana dystrybucja 

Inteligentne systemy uwzględniają różne czynniki, takie jak koszty i emisje, aby skutecznie kontrolować dystrybucję energii, ostatecznie minimalizując straty.  

Dynamiczne ustalanie cen  

Dynamiczne ceny energii zmieniają się w zależności od popytu i podaży, co prowadzi do zwiększonej efektywności ekonomicznej. Korzystają z niej zarówno konsumenci, jak i producenci.  

Osiąganie harmonii sieci 

Harmonię sieci można osiągnąć, gdy produkcja i konsumpcja będą na tym samym poziomie. 

Ulepszone modele prognozowania pogody 

Wykorzystanie technologii AI do lepszego przewidywania zmian w warunkach pogodowych. Może to być jeden z kluczowych czynników efektywnego zarządzania produkcją i dystrybucją energii elektrycznej. 

Sztuczna inteligencja w energetyce – podsumowanie

Konferencja Energy Tech Summit 2024 okazała się dla nas niezwykle owocna. Odbyliśmy wiele inspirujących rozmów o przyszłości branży energetycznej, roli firm w kształtowaniu zrównoważonego sektora oraz rewolucyjnych technologiach, które czekają na nas tuż za rogiem. 

Co warto wiedzieć o cable poolingu?

Cable pooling to innowacyjna praktyka polegająca na współdzieleniu infrastruktury przez kilka instalacji, np. farmy wiatrowe i farmy fotowoltaiczne. Pojęcie to łączy się więc nierozerwalnie z instalacjami hybrydowymi.

Technologia BIM w projektowaniu farm wiatrowych: Co to jest?

Zanim zagłębimy się w szczegóły, warto wyjaśnić, czym jest technologia Building Information Modeling, czyli BIM. To zaawansowana metoda pracy, która pozwala na tworzenie cyfrowych modeli budowli, integrując w sobie dane dotyczące ich fizycznych i funkcjonalnych właściwości. Dzięki BIM, możemy nie tylko zobaczyć, jak obiekt będzie wyglądał, ale także zrozumieć, jak będzie funkcjonował w różnych warunkach.

BIM: Rewolucja w projektowaniu farm wiatrowych

Wykorzystanie technologii BIM w sektorze farm wiatrowych otwiera nowe możliwości. Dzięki tej metodzie, projektanci i inżynierowie mogą tworzyć szczegółowe cyfrowe repliki turbin i całych farm, przewidując potencjalne wyzwania i optymalizując procesy jeszcze przed rozpoczęciem fizycznej budowy farmy wiatrowej.

Optymalizacja projektu dzięki BIM

Dzięki BIM, możliwe jest przeprowadzenie dokładnej analizy każdego elementu farmy wiatrowej na etapie projektowym. Pozwala to na identyfikację najlepszych rozwiązań pod kątem efektywności energetycznej, bezpieczeństwa i minimalizacji wpływu na środowisko.

Redukcja kosztów i czasu

BIM to nie tylko narzędzie do tworzenia modeli 3D. To także sposób na redukcję kosztów i skrócenie czasu realizacji projektów. Poprzez wczesne wykrywanie potencjalnych problemów, BIM pozwala uniknąć wielu błędów, które mogłyby pojawić się w trakcie budowy.

Zrównoważony rozwój i BIM

W dobie rosnącej świadomości ekologicznej, BIM stanowi kluczowe narzędzie w projektowaniu zrównoważonych farm wiatrowych. Umożliwia on dokładne zaplanowanie wykorzystania materiałów i energii, przyczyniając się do zwiększenia efektywności i minimalizacji negatywnego wpływu na środowisko.

BIM a przyszłość farm wiatrowych

Zastosowanie BIM w projektowaniu farm wiatrowych to krok w stronę przyszłości, gdzie każdy aspekt budowy jest dokładnie zaplanowany i zoptymalizowany. Dzięki temu, farmy wiatrowe mogą być bardziej efektywne, ekonomiczne i przyjazne dla środowiska.

Podsumowanie: technologia BIM w projektowaniu farm wiatrowych to przyszłość

Podsumowując, BIM to nie tylko technologia przyszłości, ale już teraźniejszości w projektowaniu farm wiatrowych. Dzięki jego możliwościom, możemy tworzyć bardziej efektywne, ekonomiczne i ekologiczne źródła energii odnawialnej. BIM to klucz do lepszego jutra w dziedzinie OZE.

Przeczytaj o więcej o tym, jak projektujemy farmy tutaj: Projektowanie Farm i Rozwój Projektów OZE

Co to jest system SCADA?

SCADA (ang. Supervisory Control And Data Acquisition) to system informatyczny, który służy do nadzorowania i sterowania procesami technologicznymi lub produkcyjnymi. Jego główne funkcje to:

• zbieranie aktualnych danych (pomiarów) z urządzeń pomiarowych i wykonawczych, takich jak sterowniki PLC, moduły I/O, czujniki, liczniki, itp.
• wizualizacja danych w postaci schematów, wykresów, tabel, alarmów, itp.
• sterowanie procesem poprzez zadawanie parametrów, włączanie i wyłączanie urządzeń, prowadzenie procesu w trybie ręcznym lub awaryjnym, itp.
• archiwizacja danych historycznych i generowanie raportów.

SCADA jest systemem nadrzędnym w stosunku do zdalnych urządzeń końcowych (RTU, ang. Remote Terminal Unit), które zbierają informacje o stanie urządzeń technicznych i transmitują je do centralnego systemu SCADA, a także przyjmują polecenia z systemu centralnego i według nich oddziałują na urządzenia. Może integrować wiele sterowników PLC i obsługiwać różne protokoły komunikacyjne.

Dlaczego SCADA jest niezbędna dla farm słonecznych i wiatrowych?

Farmy słoneczne i wiatrowe to kluczowe źródła odnawialnej energii, które stają się coraz bardziej popularne i opłacalne. Jednak, aby efektywnie zarządzać i utrzymywać takie farmy, konieczne jest monitorowanie obszarów, na których są położone, oraz parametrów pracy urządzeń. Tym właśnie zajmuje się system SCADA, który zapewnia następujące korzyści:

Poprawa bezpieczeństwa i niezawodności

System wykrywa i alarmuje o wszelkich nieprawidłowościach, takich jak wtargnięcia, pożary, uszkodzenia sprzętu, przekroczenia progów alarmowych, itp. Dzięki temu możliwa jest szybka reakcja i zapobieganie większym szkodom. Ponadto, dokumentuje wszystkie zdarzenia i dostarcza dowody w przypadku roszczeń ubezpieczeniowych lub dochodzeń prawnych.

Optymalizacja wydajności i efektywności

SCADA umożliwia zdalne sterowanie procesem produkcji energii, dostosowując parametry pracy urządzeń do warunków pogodowych i zapotrzebowania na energię. Dzięki temu możliwe jest zwiększenie wykorzystania mocy zainstalowanej, zmniejszenie strat i kosztów eksploatacji, a także poprawa jakości energii dostarczanej do sieci.

Przeczytaj też: System SCADA na wielkoskalowej farmie PV | Case study Electrum

Zbieranie i analiza danych

System monitoringu gromadzi i przechowuje dane z procesu produkcji energii, takie jak moc, napięcie, prąd, temperatura, wilgotność, wiatr, nasłonecznienie, itp. Dzięki temu możliwe jest tworzenie statystyk, wykresów, trendów, prognoz, bilansów energetycznych, itp. Te dane mogą być wykorzystane do oceny stanu technicznego urządzeń, planowania konserwacji, optymalizacji parametrów pracy, a także do raportowania i rozliczania produkcji energii.

Sprawdź też: Monitoring farm fotowoltaicznych

Zarządzanie i obsługa farm wiatrowych

Jak wybrać odpowiedni system SCADA dla farmy słonecznej lub wiatrowej?

Wybór systemu SCADA dla farmy słonecznej lub wiatrowej zależy od wielu czynników, takich jak:

Skala i rodzaj farmy

W zależności od liczby i typu urządzeń, które mają być monitorowane i sterowane, należy dobrać odpowiednią liczbę i rodzaj RTU, a także odpowiedni protokół komunikacyjny. Ponadto, należy uwzględnić odległość między urządzeniami a systemem SCADA, a także dostępność i niezawodność łączności.

Funkcjonalność i elastyczność systemu

System SCADA powinien być w stanie spełnić wszystkie wymagania i oczekiwania użytkownika, takie jak:

• możliwość zdalnego sterowania i konfiguracji urządzeń,
• generowanie alarmów i powiadomień,
• tworzenie raportów i zestawień,
• integracja z innymi systemami, takimi jak ERP, CRM, GIS, itp.

Ponadto, system powinien być łatwy w obsłudze, skalowalny i elastyczny, aby mógł być dostosowany do zmieniających się potrzeb i warunków.

Koszt i opłacalność systemu

SCADA to inwestycja, która powinna się zwrócić w określonym czasie. Dlatego należy dokładnie przeanalizować koszty zakupu, instalacji, konserwacji i eksploatacji systemu, a także porównać je z potencjalnymi korzyściami, takimi jak: zwiększenie produkcji energii, zmniejszenie kosztów operacyjnych, poprawa bezpieczeństwa i niezawodności, itp.

Poznaj EMACS – system łączący zalety SCADA i systemy do analizy biznesowej:

EMACS

System informatyczny, który stanowi serce nowoczesnego monitoringu farm słonecznych i wiatrowych

Dzięki SCADA możliwe jest zbieranie, wizualizowanie, sterowanie i archiwizowanie danych z procesu produkcji energii. System zapewnia poprawę bezpieczeństwa, wydajności i efektywności farm, a także umożliwia analizę i raportowanie danych. Wybór odpowiedniego systemu SCADA dla farmy zależy od wielu czynników, takich jak skala i rodzaj farmy, funkcjonalność i elastyczność systemu, oraz koszt i opłacalność systemu.

Przeczytaj również: Systemy SCADA w zarządzaniu źródłami energii