Десять топовых технологий года по версии MIT. #10: Мозговитая энергия ветра и солнца

    Анонсы технологий полны немаловажных обстоятельств, однако немногие из их воображают собой истинные прорывы. Оптимальный во всем мире университет 2014 года, Массачусетский технологический университет, часто выдающий на-гора неописуемые открытия и разработки, вообразил собственный топ из десяти прорывных технологий заправдашнего времени. По воззрению создателей, это же «прорывы, кои будут иметь значение почти все годы». В этом цикле статей мы тщательно ознакомимся с каждым пт.

    Десять топовых технологий года по версии MIT. #10: Мозговитая энергия ветра и солнца

    Мозговитая энергия ветра и солнца — массивы заданных и искусственный ум создают ультраточные прогнозы, кои дозволяют интегрировать в паутину все больше источников возобновляемой энергии.

    Прорыв:

    Неописуемо четкие прогнозы поведений ветра и солнца.

    Посему это же немаловажно:

    Работа с переменчивостью возобновляемой энергии немаловажна для ее расширения.

    Главные геймеры:

    • Xcel Energy
    • GE Power
    • Государственный центр атмосферных исследовательских работ

    Энергия ветра переживает расцвет на открытых долинах Восточного Колорадо. В семи верстах к северу от городка Лимон на 71 шоссе, а уж потом на восток по Conty Road 3p, полоса движения пыльного гравия перемежается с новенькими линиями электропередач. Сквозь пару минут вас окружат высоченные турбины, ряды которых простираются на почти все километры. Три большенных ветропарка были возведены в данной области с 2011 года. Новейший будет возведен в этом году.

    Каждые несколько секунд практически любая из сотен турбин записывает скорость ветра и собственную свою выходную мощность. Каждые пять минут они отсылают заданные на высокопроизводительный персональный компьютер Государственного центра атмосферных исследовательских работ в Боулдере. Уже там программное обеспечение на основе искусственного ума перебирает цифры, обрабатывая а также заданные метеорологических спутников, станций и остальных ветряков штата. В итоге прогнозы ветряной энергии осуществляются с беспримерной точностью. Колорадо может применять все больше возобновляемой энергии, а уж падение цен на ветряки еще более разгоняет тенденцию.

    Прогнозы помогают энергетическим предприятиям наводить справку с одной из наибольших неурядиц ветряной энергии: ее переменчивостью. Пользование маленьких количеств ветряной энергии — и не неполадка для коммунальщиков. Они привыкли иметь дело с изменчивостью: объемы электроэнергии сомневаются от сезона к сезону, даже от минутки к минутке. Все же утилитарному хозяйству, которое употребляет энергию ветра, надо обзавестись резервным объемом энергии, дабы оградить себя от неожиданного исчезновения ветра. Этакие бэкап-заводы, кои привычно сжигают топливо горючее, — дорогие и загрязненные. Однако с наиболее точными прогнозами хозяйства умеют сократить размер энергии, которую надо хранить в припасе, минимизировав ее участие.

    Перед началом тамошнего, как только возникли аналогичные прогнозы, Xcel Energy, которая поставляет огромную часть энергии Колорадо, запустила рекламу с обратным: она употребляет возобновляемые родники энергии ради умеренных 10% собственной мощности. Листовка разошлась по пациентам и сказала, что этакое местоположение дел прирастит цена электро энергии на 1,5 млрд баксов за 20 лет.

    Десять топовых технологий года по версии MIT. #10: Мозговитая энергия ветра и солнца

    Однако благодаря прогнозам, Xcel, одно из огромнейших коммунальных хозяйств, проделало поворот.

    Корпорация установила все больше ветряков, чем хоть какое альтернативное хозяйство США, и получает перед началом 30% энергии из возобновляемых источников, говоря, что можно приобретать и все больше.

    Ранешняя версия системы прогнозов Государственного центра атмосферных исследовательских работ получилась в 2009 году, однако в минувшем году ее точность значительно стала лучше, и прогнозы сохраняют Xcel столько денежек, сколько у их существовало крайние три года в сумме. В этом году НЦАИ тестирует схожую систему прогнозирования для солнечной энергии.

    Работа с прогнозами дозволяет создать наиболее гибкую и эффективную систему электроэнергии, которая может значительно поспособствовать принципиальным интернациональным целям в области сокращений выбросов углерода, разговаривает Брайан Хэннеган, директор заводы на 135 миллионов баксов в Государственной лаборатории возобновляемых источников энергии (НЛВИЭ) в Голдене, Колорадо, которая употребляет суперкомпьютерные моделирования для разработки путей расширения пользования возобновляемой энергии.

    «Мы ладно лицезреем то, куда идем, ежели твердить об длительных целях нашей энергетики и заботы о окружающей среде, — разговаривает он. — Ранее мы и не могли твердить о этом».

    В погоне за ветром

    Никто и не знает все больше об дилеммах интеграции ветряной энергии в паутину, чем Дейтон Джонс, диспетчер электростанции Xcel Energy. Из собственного гнезда на десятом этаже строения Xcel посередине Денвера он отвечает за поддержание света в Колорадо. Для данной работы нужно поддерживать соответствие изготовления электроэнергии потребностям внутри нее, выключая и включая электростанции по целесообразности. Создание очень многого либо недостающего количества энергии может разрушить электроприборы либо даже бросить без света весь город. Энергия ветра, с его переменчивыми колебаниями, усложняет эту работу.

    Пару лет обратно диспетчеры вроде Джонса и не могли веровать прогнозам об фолиант, сколько энергии ветра возможно доступно для паутине в конкретный момент. Этакие прогнозы были верны только на 20%, а уж время от времени и совсем подводили. Напоследок решили запустить угольные станции на незамунем ходу, дабы в хоть какой момент они могли целиком подменить ветряки за пару минут. Этот подход дорогостоящий, и чем все больше система полагается на силу ветра, тем самым дороже обходится. Наиболее тамошнего, пуск резервных генераторов энергии на угле значит «выбросить уголь в небо»: это же стоит ли денежек и это же никудышно для среды, разговаривает Уильям Махони, замдиректора Лаборатории диагностических задач в НЦАИ.

    Прогнозы НЦАИ вселили в Джонса достаточную уверенность в энергии ветра, дабы закрыть огромную часть заводов, действующих в незамунюю. Них количество находится в зависимости от определенности прогноза. Ежели погода прохладная и мокрая, дабы частицы льда на ветряных турбинах и не могли замедлить них либо приостановить, Джонс включает все больше заводов.

    Однако в отчетливые деньки, с оптимальным и сильным ветром, он может закрыть все быстродействующие резервные фабрики, даже те самый, кои привычно зарезервированы для реагирования на изменение спроса. При этаких обстоятельствах Джонс может ишачить лишь с ветряками, дабы уровень энергии соответствовал спросу: выход энергии ветряных турбин можно одномоментно сконфигурировать, повернув лопасти эдак, дабы за их «цеплялось» все больше ветра. Автоматическое руководство координирует сотки турбин.

    Вначале Xcel выполняла прогнозы на базе заданных одной либо двух электрических станций. Сейчас НЦАИ коллекционирует заданные практически с каждой ветряной турбины. Эти заданные питают погодную фотомодель с высоченным разрешением и соединяются воединыжды с заданными пяти остальных прогнозов ветра. Используя историю заданных, программное обеспечение НЦАИ измеряет, какие прогнозы самые фаворитные, и присваивает каждому из их отдельный вес. Итог удивляет. На базе заданных об фолиант, сколько энергии любая турбина может сгенерировать зависимо от различных скоростей ветра, НЦАИ докладывает Xcel, сколько энергии можно ждать с 15-минутным этапом на срок перед началом семи дней.

    Прогнозирование солнечной энергии — последующая задачка НЦАИ и Xcel, однако она возможно труднее, чем с ветром. С одной стороны, Xcel и не получает информацию об фолиант, как только не мало энергии генерируют личные солнечные аккумуляторы на крышах, потому и не знает, сколько энергии может утратить в случае, ежели небо покроется облаками. Прогнозы НЦАИ будут применять заданные спутников, тепловизоров неба, дисплеев загрязнения и солнечных панелей национального предназначения, дабы вывести размер генерации солнечной энергии, а уж потом предсказать, как только будет изменяться это же число.

    Виртуальная энергия

    Как только умеют очень четкие прогнозы ветра и солнца посодействовать нам в пользовании источников возобновляемой энергии и значительно понизить выбросы углекислого газа? Исследователи Государственной лаборатории возобновляемой энергии начали с тамошнего, как ладно ветряная и солнечная энергия умеют возместить друг дружку. В которой степени, к примеру, ночной ветер может компенсировать недочет солнечного света. А также они разглядывают вероятность совмещения прогнозов с мозговитыми посудомоечными машинками, водонагревательными приборами, инверторами солнечных панелей, водоочистных сооружений и электронных авто зарядных механизмов, дабы пережидать неминуемые штилевые и пасмурные периоды, и не прибегая к ископаемому горючему.

    Возьмем, например, электромобили. Седан сохраняет довольно электроэнергии для питания особняки кое-где от пополудни перед началом пары дней, зависимо от объема аккума. И у него довольно непростая электроника, дабы держать под контролем время и скорость зарядки. Это же могло бы возместить колеблющуюся силу ветра методом варианты спроса на электроэнергию. Грубо говоря, аккумуляторы электромобилей могли бы копить энергию для особняки. На сегодняшний день во всем мире и не настолько не мало электромобилей, однако это же может поменяться в наиблежайшие десять лет, когда родники возобновляемой энергии будут обеспечивать 30-40% энергии, другими словами в десять раз все больше, чем ныне.

    В Государственной лаборатории возобновляемой энергии исследователи умеют подключить 30 электромобилей в доки, кои дозволяют им же вести взаимодействие с питанием паутине, моделируемой на суперкомпьютере, и спрогнозировать, что произойдет, ежели в паутине будут тыщи каров. Мысль в фолиант, что электромобили умеют хранить энергию солнечных панелей и применять ее для обеспечения электроэнергией ближайших домов, когда спрос на электричество добивается пика, а уж впоследствии перезаряжать аккумуляторы при помощи силы ветра в ранешние утренние часы.

    Аналогичные прогнозы «крайне необходимы», разговаривает Бри-Матиас Ходж, старший инженер-исследователь НЛВЭ. Они посодействуют обусловить, когда аккумуляторы седана сумеют отдавать наибольшее количество электроэнергии не оказаться пустыми, когда водителю пригодится куда-то ехать.

    Гораздо перед началом тамошнего, как только это же станет действительностью, прогнозы НЦАИ уже оказывают крупное воздействие. В минувшем году, в один легкомысленный выходной, когда спрос на электроэнергию был низкорослым, Xcel установила рекорд: в течение единого часа 60% всей электроэнергии для Колорадо шло от ветра.

    «Такого рода зависимость от ветра вызвала бы у диспетчеров задушевный приступ несколько лет обратно, — разговаривает Дрейк Бартлетт из Xcel. В то время, помечает он, диспетчеры и не могли аристократию, когда энергия неожиданно пропадет. «Сейчас мы берем ее на ходу. И этот рекорд определенно будет побит».