Skip to main content

Innovative Technology for District Heating and Cooling

Article Category

Article available in the folowing languages:

Inteligentne systemy ciepłownicze i chłodnicze zaoferują większą efektywność energetyczną

Osiąganie celów klimatycznych przy jednoczesnym zapewnieniu zrównoważonego wzrostu gospodarczego oraz spójności społecznej wymaga zrewolucjonizowania sposobu funkcjonowania wielu sektorów. Pewien projekt może doprowadzić do przełomowych zmian ukierunkowanych na zwiększenie efektywności energetycznej.

Energia

Spełnienie przez Unię Europejską określonego w planie działania w dziedzinie energii na rok 2050 celu polegającego na zmniejszeniu emisji gazów cieplarnianych o 80-95 % do 2050 roku (względem poziomów z 1990 roku) będzie wymagało przyspieszenia realizacji planów zwiększenia efektywności energetycznej. Jednym ze środków pozwalających na realizację tej transformacji jest zrównoważone i długofalowe podejście do systemów ciepłowniczych i chłodniczych. Wspierany finansowo przez Unię Europejską projekt InDeal oferuje rozwiązanie, które umożliwia rozdzielanie systemów ciepłowniczych i chłodniczych pomiędzy różnorodnymi budynkami mieszkalnymi oraz usługowymi przyłączonymi do lokalnej sieci. System oparty na platformie internetowej umożliwia nieprzerwane monitorowanie zakładów produkcyjnych oraz podstacji przez 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu, a dzięki wykorzystaniu inteligentnych liczników wykorzystujących technologie sztucznej inteligencji (SI) pozwala także na znaczącą poprawę efektywności energetycznej dzięki zmniejszeniu nadprodukcji o 30-50 %. Pracom nad tym rozwiązaniem towarzyszyło opracowywanie możliwości prognozowania pogody w perspektywie krótkoterminowej w celu przewidywania zapotrzebowania, a także modelowanie magazynowania oparte na algorytmach głębokiego uczenia maszynowego. Ponadto projekt zaowocował dwoma rozwiązaniami w zakresie pozyskiwania energii na potrzeby zasilania czujników. W ramach prac powstał również materiał izolacyjny o 11 % niższej przewodności cieplnej w porównaniu z wykorzystywanym zazwyczaj w tym celu poliuretanem (PUR), a także nowe złącze rur umożliwiające szybszy i łatwiejszy montaż. Inteligentne zarządzanie Rozwój systemów ciepłowniczych i chłodniczych przyszłości będzie musiał obejmować technologie umożliwiające oszczędzanie energii, jednak największym wyzwaniem będzie integracja tych rozwiązań z szeroko pojętym systemem energetycznym obejmującym energię ze źródeł odnawialnych, energię odpadową oraz magazynowanie. Ponadto zdecydowana większość istniejących systemów ciepłowniczych i chłodniczych jest sterowana ręcznie, co prowadzi do zmniejszenia efektywności energetycznej ze względu na niedopatrzenia oraz nieprecyzyjne zarządzanie. Na przykład niedokładne dostosowanie temperatury wody do temperatury otoczenia prowadzi do przegrzewania lub niedostatecznego ogrzewania budynków, czego skutkiem są straty energetyczne. W ramach projektu InDeal partnerzy wykorzystali technologię SI w celu modelowania niepewności, aby lepiej zrozumieć i poznać systemy fizyczne oraz opracować efektywne energetycznie strategie sterowania. „Byliśmy zaskoczeni skutecznością algorytmów głębokiego uczenia maszynowego w zakresie modelowania komponentów energetycznych sieci ciepłowniczych i chłodniczych. Ich zastosowanie pozwoliło na zastąpienie czasochłonnych symulacji opartych na równaniach analitycznych”, mówi badacz projektu dr Serafeim Moustakidis. Opracowany w ramach inicjatywy system został zaprojektowany w taki sposób, aby umożliwić jego łatwą integrację z istniejącymi sieciami i rozwiązaniami. Na przykład zaproponowana zaawansowana infrastruktura pomiarowa może być zainstalowana w większości zakładów produkcyjnych i ich podstacji; ponadto oferuje ona także możliwość komunikacji z dużą liczbą znajdujących się tam liczników, dzięki czemu wszystkie mogą stać się „inteligentne”. Działanie systemu InDeal oraz jego poszczególnych elementów zostało sprawdzone zarówno w warunkach laboratoryjnych, jak i w rzeczywistych zastosowaniach w dwóch zakładach pilotażowych, obejmujących sieć ciepłowniczą w słoweńskim Vransku oraz sieć ciepłowniczą i chłodniczą we francuskim Montpellier. Dążenia do opracowania rozwiązań dotyczących energii z węgla do 2050 roku Obecnie sektor systemów ciepłowniczych i chłodniczych jest uważany za ekologiczny, ponieważ średnio 86 % ciepła wykorzystywanego w sieciach ciepłowniczych na terenie Europy pochodzi ze źródeł wtórnych oraz odnawialnych. Nie wykorzystuje to jednak pełnego potencjału sektora, który odpowiada za jedynie 10 % udziału w rynku energii ze źródeł odnawialnych. Projekt InDeal stanowi fundament pozwalający na realizację pełni tego potencjału. „Jesteśmy dumni z naszego opartego na sztucznej inteligencji systemu wspomagania decyzji w oparciu o zaawansowane, hierarchiczne ramy sterowania i modelowania. Odczuwamy także dumę z tego, że udało nam się opracować kompleksowe rozwiązania odpowiadające na szereg wyzwań, obejmujące między innymi strategie sterowania, narzędzia pozwalające na przewidywania zapotrzebowania na energię, nowatorskie materiały izolacyjne, systemy rurociągów, rozwiązania w zakresie pozyskiwania energii i inteligentne liczniki”, mówi koordynator projektu prof. Nicos Karcanias. Kolejne kroki, które będą realizowane w ramach projektu obejmują wykazanie efektywności systemów w perspektywie długoterminowej (1-2 lat) oraz ciągłe doskonalenie technologii w oparciu o dane. Lista potencjalnych klientów obejmuje partnerów projektu – operatorów sieci ciepłowniczych SERM oraz ENERGETIKA. Zespół nawiązał także kontakt z zainteresowanymi operatorami w Polsce oraz we Francji.

Słowa kluczowe

InDeal, sieci, chłodzenie, ogrzewanie, energia, odnawialne źródła energii, odpadowe, magazynowanie, inteligentne liczniki, sztuczna inteligencja, algorytmy

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania