SW pro předpověď dodávek energie z větrných elektáren

Datum: 16.8.2012  |  Organizace: Siemens, s.r.o.  |  Firemní článek

Dodávka elektřiny z větrných elektráren je závislá na počasí a značně rozkolísaná. Napěťové špičky při silném větru a útlumy při bezvětří mohou způsobit potíže. Aby se předešlo krizovým situacím, byl vytvořen software na bázi neuronových sítí, který dokáže dodávku energie předpovědět na 3 dny dopředu.

Místo křišťálové koule neuronová síť

Asi jen těžko bychom v přírodě hledali něco propracovanějšího a dokonalejšího, než je mozek. Ten lidský je na první pohled relativně malá a nevzhledná struktura s objemem necelého litru a půl a váhou přibližně půl druhého kilogramu. Přesto je v něm ukryto na 100 miliard nervových buněk, tzv. neuronů. Síla mozku však netkví jen v počtu neuronů, ale zejména v jejich vzájemné provázanosti. Na jeden neuron totiž připadá kolem 10 000 spojení neboli synapsí s ostatními neurony, jednotlivé buňky zodpovědné za pohyb, které jsou lokalizovány v mozečku, mohou ale mít až 200 000 spojů. Díky tomu dokáže mozek zpracovat obrovská množství dat v neuvěřitelně krátkém čase.

Efektivita tohoto uspořádání vedla k vývoji tzv. neuronových sítí. Jde o algoritmy používané v umělé inteligenci, které svou strukturou vycházejí přímo z nervové tkáně. Jejich základem jsou navzájem propojené umělé neurony, které si mezi sebou předávají signály a zpracovávají je podle určitých funkcí. Výsledkem je jednak možnost paralelního zpracovávání dat, ale hlavně schopnost učit se. To vede k tomu, že se výpočty, zpočátku s velmi nepřesnými výsledky, neustále upravují, aby byla konečná odchylka oproti pozorované realitě co nejmenší. Spektrum využití neuronových sítí je široké – používají se pro předvídání vývoje burzy, filtrování spamu, nebo pro určení množství elektřiny vyrobené větrnými elektrárnami. Právě takovou síť vytvořili vývojáři společnosti Siemens.

Protože je dodávka elektřiny z větrných elektráren závislá na počasí, je značně nevyzpytatelná a rozkolísaná. Vzniklé napěťové špičky při silném větru, či naopak útlumy při bezvětří mohou způsobit v rozvodné síti značné potíže – od přepětí, až po výpadky. Aby se právě těmto krizovým situacím předešlo, byl vytvořen software na bázi neuronových sítí, který dokáže dodávku energie předpovědět na tři dny dopředu. Činí tak na základě teploty, rychlosti větru a vlhkosti vzduchu, jejichž důležitost ve výpočtu průběžně upravuje na základě učení sám tak, aby se předpovědi co nejvíce blížily realitě.

Na testovacích větrných elektrárnách v Dánsku se předpovězené hodnoty vyrobené energie liší od těch skutečných o pouhých 7 %. Díky tomu je možné připravit se na bezvětří a včas spustit náhradní tepelné elektrárny, nebo naopak prodávat přebytečnou energii při silném větru do zahraničí. Vzhledem k úspěchu nyní vývojáři pracují na síti použitelné i  pro fotovoltaické elektrárny. Jak je vidno, pro nejefektivnější řešení není třeba chodit daleko – stačí se rozhlédnout, co příroda vymyslela už dávno před námi.

Grafické znázornění neuronu
Grafické znázornění neuronu. Princip neuronových sítí je stejný – do jednoho neuronu vede spousta vstupních vláken, výstup je však jen jeden.
Větrné elektrárny v Dánsku
Větrné elektrárny v Dánsku jsou čistý a bohatý zdroj energie – bohužel ovšem ale také značně kolísající. Tento problém pomáhá eliminovat software na bázi neuronových sítí, jehož přesnost je při odhadech dodávky energie z větrných elektráren překvapivě vysoká.

Ve výzkumných laboratořích společnosti Siemens celosvětově pracuje 30 100 zaměstnanců, kteří pracují na nových řešeních pro oblast energetiky, průmyslu a zdravotnictví. Celkové investice v této oblasti dosáhly v obchodním roce 2010/2011 3,9 miliardy eur. Výsledkem je 8600 nových vynálezů (tedy téměř 40 každý pracovní den), což představuje meziroční nárůst o deset procent. Počet aktivních patentů činí více než 50 000 a v loňském roce poprvé se Siemens v Evropě stal patentovou jedničkou. V průběhu aktuálního obchodního roku má vedení koncernu navíc v plánu investovat do výzkumu a vývoje o další půl miliardu eur navíc. Více informací o výzkumu a vývoji naleznete na http://www.siemens.cz/inovace.

Siemens patří mezi největší elektrotechnické firmy v Česku. Již 121 let je Siemens nedílnou součástí českého průmyslu a zárukou moderních a inovativních technologií. Vytváří bezmála 10,5 tisíce pracovních míst, což jej řadí mezi největší zaměstnavatele v Česku. Své technologie, produkty a služby dodává zákazníkům ze soukromého i státního sektoru v oblasti energetiky, zdravotnictví, průmyslové a veřejné infrastruktury a informačních technologií. Skupina podniků Siemens v České republice vykázala v obchodním roce 2010/2011 (říjen-září) obrat 32 miliard Kč. S objemem exportu, který dosáhl 19,5 miliard Kč, se Siemens v České republice řadí mezi největší exportéry.

Skupina Siemens Česká republika je součástí globálního elektrotechnického koncernu Siemens AG, který je přes 160 let synonymem pro špičkové technologie, inovace, kvalitu, spolehlivost a mezinárodní působení v oblasti průmyslu, energetiky, zdravotnictví a infrastrukturních řešení pro města a jejich okolí. Siemens AG je největším poskytovatelem technologií šetrných k životnímu prostředí, které generují 40 % jeho celkového obratu. Ve finančním roce 2010/2011 dosáhl Siemens obratu 73,5 miliard EUR s čistým ziskem 7 miliard EUR a zaměstnával zhruba 360 tisíc zaměstnanců po celém světě.

Více informací naleznete na http://www.siemens.czhttp://www.siemens.com.

 

Datum: 16.8.2012
Organizace: Siemens, s.r.o.



Sdílet:  ikona Facebook  ikona Twitter  ikona Google+  ikona Linkuj.cz  ikona Vybrali.sme.skTisk Poslat e-mailem Hledat v článcích 


Témata 2018

Partneři - Obnovitelná energie


logo HOTJET
logo FENIX
logo VIESSMANN

Spolupracujeme

logo Česká peleta

Doporučujeme

 
 

Aktuální články na ESTAV.czPražští radní podpořili zbourání Libeňského mostu, schválit záměr musí zastupitelstvoProč se bránit výskytu tepelných mostů? Mohou způsobit i plísně. Jsou i další důvodyPardubice dojednaly odkup pozemků pro autobusový terminálVystrojený vrt kolektorem je jednou z nejdůležitějších částí systému XI.