Как «цифра» влияет на эффективность проектов альтернативной энергетики
Материалы выпуска
Ветер, солнце и вода: перспективы «зеленой» энергии в России Рынок «Экологичность электромобиля немыслима без альтернативной энергетики» Решения Как «цифра» влияет на эффективность проектов альтернативной энергетики Инновации
Инновации
0
Материалы подготовлены редакцией партнерских проектов РБК+.
Материалы выпуска

Как «цифра» влияет на эффективность проектов альтернативной энергетики

Несмотря на невысокую долю проектов ВИЭ на российском рынке, технологический прогресс призван удешевить производство и сделать альтернативную энергетику конкурентоспособной.
Фото: Getty Images Russia

Одним из основных драйверов технологического прогресса в области альтернативной энергетики является цифровизация, констатирует партнер и директор компании «Интеллектуальный резерв» Павел Мясоедов.

Внедрение инновационных технологий лидерами в области ВИЭ наряду с эффектом масштаба делают альтернативную энергетику отчасти конкурентоспособной по отношению к традиционным способам генерации, отмечает бывший вице-президент ВЭБ по энергетике и энергомашиностроению Петр Безукладников.

В последнее время в России растет интерес к бурно развивающемуся в мире направлению преобразования электроэнергетики на базе новой концепции, получившей название Smart Grid («умная энергетика»), говорится в научном издании «Инновационное развитие электроэнергетики на базе концепции Smart Grid». Она представляет собой интеллектуальные сети, которые обеспечивают самовосстановление после сбоев в подаче электроэнергии, дают возможность активного участия в работе сети потребителей, обеспечивают синхронную работу источников генерации и узлов хранения электроэнергии и т.д.

Альтернатива может стать дешевле 

По словам заместителя директора департамента развития электроэнергетики Минэнерго России Андрея Максимова, технологическое развитие не только влияет на себестоимость самих проектов ВИЭ, но и будет способствовать созданию в перспективе целых энергетических комплексов: «Цифровые технологии способны помочь нам с точки зрения расчета и оптимизации процессов диспетчеризации работы объектов ВИЭ». В будущем, по его словам, можно будет создавать самобалансирующиеся активные энергетические комплексы, основанные в том числе на технологических решениях с применением принципов распределенной генерации. Они будут включать в себя элементы интеллектуального учета электрической энергии, накопители энергии, микрогенерирующие установки «активных» потребителей и так далее. В настоящее время, как рассказал Андрей Максимов, проводится анализ подобных технических разработок и возможности реализации пилотных проектов в рамках национальной технологической инициативы «ЭнерджиНет».

Технологии и интеграция 

По мнению председателя правления ассоциации «НП Совет рынка» Максима Быстрова, цифровизация не столько влияет на эффективность самих ВИЭ, сколько на их оптимальное встраивание в энергосистемы, как локальные, так и в масштабах страны: «Как показывает международный опыт, одним из основных механизмов балансировки энергосистем в условиях большой доли стохастической генерации является управление потреблением, возможности которого, несомненно, выросли с началом цифровизации электроэнергетики».

Основными препятствиями для широкого внедрения ВИЭ в России, как говорит руководитель Учебного центра группы АВВ Максим Рябчицкий, являются их нестабильность и децентрализация, что меняет классическую схему энергосистемы, где генерация отделена от потребителя распределительной сетью. В связи с этим, по словам эксперта, необходимо внедрять технологии гибкого управления энергосистемой, когда средствами искусственного интеллекта в режиме реального времени происходит управление перетоками мощности как на уровне сети, так и внутри самого потребителя. «Проще говоря, система должна сама оперативно решать, от какого источника или накопителя сейчас выгоднее использовать энергию с учетом ее себестоимости. Для реализации таких алгоритмов нужны «умные» цифровые исполняющие устройства», — говорит эксперт. Здесь наиболее широко применимы цифровые технологии промышленного интернета вещей (IoT), когда классические электротехнические устройства (выключатели, преобразователи, источники бесперебойного питания и т.д.) становятся цифровыми, способными обмениваться с локальными или облачными приложениями и менять свои настройки и алгоритмы в зависимости от текущей ситуации.

По мере развития альтернативной энергетики и появления «умного» оборудования на стороне потребления значительно возрастает число активных участников работы энергосистемы, подтверждает руководитель отдела исследования энергетического комплекса мира и России ИНЭИ РАН Вячеслав Кулагин: «Все это требует новых подходов к обеспечению стабильности работы. И вот здесь на помощь человеку и действующей автоматике должны прийти перспективные системы искусственного интеллекта и big data. Им предстоит фактически «подружить» все элементы системы, включая крупных и малых производителей электроэнергии, системы аккумулирования, активных и пассивных потребителей».

Павел Мясоедов приводит в пример Австралию, где разрабатывают целые системы гидроаккумулирующих хранилищ, обеспеченных передовыми технологиями и программным обеспечением. Хранилища представляют собой два огромных бассейна, расположенных на разной высоте. Вода перекачивается в верхний аккумулирующий бассейн из нижнего питающего водохранилища, а электростанция в этот момент запасает энергию и передает ее потребителям. В ближайшие 20 лет емкость хранилищ может увеличиться с 1,4 ГВт до 10 ГВт.

Возрастает интерес и к цифровым двойникам, функционал которых может включать моделирование нештатных ситуаций и тестирование средств и способов реагирования, добавляет Вячеслав Кулагин: «Цифровые двойники — это, по сути, компьютерные модели реальных объектов, которые имитируют работу этих объектов и их реакцию на различные ситуации. Благодаря им разработчики планируют снизить аварийность, повысить уровень подготовки персонала, найти варианты улучшения работы системы».

По прогнозам Петра Безукладникова, кейсы лидеров рынка позволяют рассчитывать на то, что ВИЭ со временем могут потеснить классическую энергетику. «На наших глазах в разы упала стоимость поликремния для солнечных панелей. Ряду компаний удалось поднять эффективность установок. Прогресс в композитах дал возможность резко увеличить размер лопастей у ветряков. При этом повышение качества программного обеспечения у Системного оператора Единой энергетической системы и метеопрогнозов улучшило управляемость ЕЭС и сняло страх перед большим количеством метеозависимых ВИЭ. Теперь идет большая технологическая работа по накопителям. Когда она увенчается успехом, энергосистема станет полностью сбалансированной», — говорит он.