SW pro předpověď dodávek energie z větrných elektáren
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. Princip neuronových sítí je stejný – do jednoho neuronu vede spousta vstupních vláken, výstup je však jen jeden.
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.cz a http://www.siemens.com.
Systémy automatizovaného řízení budov, systémy řízení energetických systémů, systémy řízení kotelen a předávacích stanic CZT. Přístroje pro měřicí a regulační techniku, integrované systémy budov, konzultace, projekty, software, dodávky na klíč, projekty ...
