Novi računalni modeli alata razvijeni od strane istraživačkog tima MIT Energy Initiative (MITEI) pomoći će planerima infrastrukture koji rade u električnom i drugim energetski intenzivnim sektorima bolje predvidjeti i pripremiti se za buduće potrebe i uvjete tijekom razvoja planova za proizvodnju električne energije, prijenosnih linija i drugih potrebnih infrastruktura. Ovaj alat može smanjiti vrijeme potrebno za planiranje i osigurati da električna mreža može nastaviti pružati korisnicima učinkovitu, pouzdanu i nisku električnu energiju koja zadovoljava emisijske i propisne standarde. Alat je razvijen kao dio filantropski podržanog istraživačkog projekta kroz MITEI, u suradnji s Princeton University i New York University.
Što je Macro i kako radi?
Macro, novi alat, posebno je dizajniran za planere električnih mreža, regulatora i istraživače koji pokušavaju razumjeti kako će električne mreže i drugi energetski sektori evoluirati uz nove tehnologije i politike ili različite načine korištenja električne energije i energetski intenzivnih dobara. Unoseći detalje o dostupnim generirajućim jedinicama, predviđenoj potražnji, troškovima, mogućim novim tehnologijama i potencijalnim propisnim ograničenjima, planeri mogu istraživati različite opcije za dizajn i operaciju buduće infrastrukture koja će minimizirati cijene i maksimizirati vrijednost za sve. Posebno, za razliku od tradicionalnih modela, Macro uzima u obzir međuzavisnosti između industrijskih sektora.
Real-time analiza i predviđanje
S daljnjim razvojem, Macro će omogućiti političarima istraživati – u stvarnom vremenu – utjecaj mogućih propisnih opcija na ishode koji sežu od emisija ugljika do pouzdanosti mreže do cijena dobara i još mnogo toga. Ovaj alat predstavlja veliku prednost za one koji se suočavaju s izazovima u planiranju električnih mreža.
Izazovi u planiranju električnih mreža
Potražnja za električnom energijom trenutno eksplodira zbog povećane upotrebe umjetne inteligencije i električnog napajanja svega od vozila do zgrada. Kao rezultat, potrebno je više proizvodnje i prijenosa električne energije. Tisuće vjetroelektrana i solarnih projekata sada su u funkciji, ali ti izvor ne može se oslanjati na stalnu proizvodnju električne energije, pa su potrebni komplementarni izvori energije i skladišni kapaciteti. Nadalje, potrošači energije kao što su data centri, proizvodni centri i bolnice imaju stroge zahtjeve za pouzdanost koji moraju biti zadovoljeni. Još jedan izazov je posvećivanje smanjenju ili čak eliminaciji emisija ugljika.
Prethodni modeli i njihove ograničenja
Macro nastavlja tradiciju modela proširenja kapaciteta (CEM), uključujući GenX i DOLPHYN, koje su razvili istraživači MITEI-a kako bi pomogli električnim mrežama planirati budućnost. GenX je dizajniran 2017. godine kako bi podržao donošenje odluka u vezi s investicijama u električni sustav i stvarno vrijeme rada mreže, kao i utjecaj mogućih propisnih inicijativa na te odluke. DOLPHYN, objavljen 2021. godine, ima istu osnovnu strukturu kao GenX, ali s dodatnim sektorima, uključujući proizvodnju vodika, biogoriva i još mnogo toga.
Razvoj Macro alata
Međutim, Ruaridh Macdonald, Jesse Jenkins, jedan od tvoraca GenX-a i sada profesor na Princeton University, i Dharik Mallapragada, jedan od tvoraca DOLPHYN-a i sada profesor na New York University, shvatili su da je potrebno izgraditi veće i detaljnije modele od onih koje GenX ili DOLPHYN mogu pružiti kako bi dobili točnije odgovore o utjecaju politika i novih tehnologija. Macdonald, Jenkins i Mallapragada, zajedno s suradnicima s Princeton University, Filippo Pecci i Luca Bonaldo, izradili su novu arhitekturu koja pruža potrebne proširene mogućnosti.
Komponente Macro alata
Pri izradi Macro-a, oni i njihovi timovi razvili su skup od četiri osnovne komponente koje se mogu kombinirati kako bi opisale energetski sustav za bilo koji industrijski proces. “Svaka od tih komponenti opisuje osnovne radnje u energetskom sustavu: prijenos, skladištenje, transformaciju i ulazak ili izlazak iz mreže,” objašnjava Macdonald. “Budući da komponente nisu specifične za sektor, možemo ih koristiti za izgradnju mreža električne energije, dobara i podataka.” S Macro-om korisnici mogu se fokusirati na specifične dijelove gospodarstva, na primjer, za međuregionalni prijenos električne energije ili dobara. Ova fleksibilnost dovela je druge istraživačke grupe da počnu koristiti Macro za svoje vlastite projekte. “Zapravo, već imamo neke ljude koji istražuju proizvodnju cementa i proizvodnju određenih kemikalija,” kaže Macdonald.
Prednosti Macro alata
S Macro-om korisnik može problem podijeliti na manje dijelove. Većina softvera korištenog za ovu vrstu modeliranja dizajniran je za rad na jednom računalu. “S novom arhitekturom Macro-a, možemo lako raspodijeliti veliki problem na mnoge manje probleme koje možemo pokrenuti na odvojenim računalima,” kaže Macdonald. To čini Macro idealnim za rad na modernim klasterima visokih performansi. Također pruža dodatnu korist pri planiranju električnih mreža. Određeni aspekti proširenja mogu se pokrenuti na odvojenim računalima, što omogućuje brže i učinkovitije planiranje.
Primjeri primjene Macro alata
Macro se već koristi u različitim područjima, uključujući istraživanje utjecaja novih tehnologija na električne mreže i istraživanje mogućnosti skladištenja energije. Na primjer, Macro se koristi za istraživanje utjecaja vjetroelektrana i solarnih panela na pouzdanost električne mreže. Također se koristi za istraživanje mogućnosti skladištenja energije u akumulatorskim baterijama i drugim tehnologijama skladištenja.
Zaključak
Macro predstavlja veliki korak naprijed u planiranju električnih mreža i drugih energetski intenzivnih sektora. Svojom mogućnošću real-time analize i predviđanja, Macro omogućuje planerima da brže i učinkovitije donose odluke koje će osigurati pouzdanu i učinkovitu električnu mrežu. Svojom fleksibilnošću i mogućnošću rada na modernim klasterima visokih performansi, Macro postaje nezaobilazan alat za sve one koji se suočavaju s izazovima u planiranju električnih mreža.
Često postavljana pitanja
Kako Macro može pomoći u smanjenju emisija ugljika? Macro omogućuje real-time analizu utjecaja različitih propisnih opcija na emisije ugljika, što omogućuje političarima da donose informirane odluke koje će smanjiti emisije i zadovoljiti propisne standarde.
Može li Macro biti prilagođen za specifične sektore industrije? Da, Macro je dizajniran tako da može biti prilagođen za različite sektore industrije, uključujući proizvodnju električne energije, prijenos električne energije, skladištenje energije i još mnogo toga.
Koliko vremena treba za obuku korištenja Macro alata? Vrijeme potrebno za obuku može varirati ovisno o iskustvu korisnika. Međutim, tim MITEI-a pruža podršku i resurse za obuku kako bi korisnici mogli brzo naučiti koristiti alat.
Može li Macro biti korišten za planiranje kratkoročnih i dugoročnih projekata? Da, Macro može biti korišten za planiranje kratkoročnih i dugoročnih projekata. Njegova mogućnost real-time analize i predviđanja omogućuje planerima da donose informirane odluke koje će osigurati pouzdanu i učinkovitu električnu mrežu.
Kako Macro može pomoći u smanjenju troškova proizvodnje električne energije? Macro omogućuje real-time analizu utjecaja različitih propisnih opcija na cijene električne energije, što omogućuje političarima da donose informirane odluke koje će smanjiti troškove proizvodnje električne energije.
Može li Macro biti korišten za planiranje električnih mreža u razvijajućim zemljama? Da, Macro može biti korišten za planiranje električnih mreža u razvijajućim zemljama. Njegova fleksibilnost i mogućnost prilagodbe za različite sektore industrije čine ga idealnim alatom za planiranje električnih mreža u razvijajućim zemljama.
Kako Macro može pomoći u povećanju pouzdanosti električne mreže? Macro omogućuje real-time analizu utjecaja različitih propisnih opcija na pouzdanost električne mreže, što omogućuje političarima da donose informirane odluke koje će povećati pouzdanost električne mreže.
