Cyfrowe bliźniaki w transformacji energetycznej: szanse i wyzwania dla OZE
Cyfrowe bliźniaki oparte na sztucznej inteligencji mogą zrewolucjonizować sektor odnawialnych źródeł energii, optymalizując systemy wiatrowe, słoneczne, geotermalne, wodne i biomasowe. Technologia ta napotyka jednak na istotne ograniczenia, które wymagają dalszych badań i rozwoju.
Cyfrowe bliźniaki, czyli wirtualne modele rzeczywistych instalacji i procesów, coraz częściej pojawiają się w kontekście optymalizacji odnawialnych źródeł energii (OZE). Badacze z Uniwersytetu w Szardży (Zjednoczone Emiraty Arabskie) przeanalizowali potencjał tej technologii w akceleracji transformacji energetycznej, zwracając uwagę na jej zalety, ale także ograniczenia.
Jak cyfrowe bliźniaki wspierają OZE?
Cyfrowe bliźniaki pozwalają na precyzyjne symulowanie i zarządzanie systemami energetycznymi, co przekłada się na większą efektywność, niższe koszty oraz lepsze wykorzystanie zasobów. Zespół naukowców podkreśla, że technologia ta znajduje zastosowanie w:
- Energii wiatrowej – przewidywanie parametrów pracy i korekta błędnych pomiarów, co poprawia niezawodność i wydajność turbin.
- Energii słonecznej – identyfikacja czynników wpływających na sprawność i moc wyjściową, umożliwiająca optymalizację projektów instalacji PV.
- Energii geotermalnej – symulacja procesów operacyjnych, zwłaszcza odwiertów, co pozwala na analizę kosztów oraz skrócenie czasu inwestycji.
- Energii wodnej – modelowanie dynamiki systemów, także w starszych elektrowniach wodnych, gdzie cyfrowe bliźniaki pomagają ograniczać skutki zmęczenia pracowników.
- Energii z biomasy – lepsze zarządzanie procesami operacyjnymi i konfiguracją instalacji dzięki głębokiej analizie cyfrowej.
Ograniczenia i wyzwania cyfrowych bliźniaków
Mimo licznych korzyści, technologia cyfrowych bliźniaków napotyka na istotne przeszkody. Badacze wskazują na szereg problemów specyficznych dla poszczególnych źródeł OZE:
- Energia wiatrowa: trudności w modelowaniu warunków środowiskowych, erozji łopat, degradacji przekładni i systemów elektrycznych, zwłaszcza w starszych turbinach.
- Energia słoneczna: ograniczona zdolność do przewidywania długoterminowej wydajności i degradacji paneli PV, co obniża dokładność prognoz.
- Energia geotermalna: brak wysokiej jakości danych, co utrudnia modelowanie niepewności geologicznych oraz długoterminowych procesów wymiany ciepła i przepływu płynów.
- Energia wodna: wyzwania w dokładnym odwzorowaniu zmienności przepływów wody oraz ograniczeń środowiskowych i ekologicznych.
- Energia z biomasy: trudności w precyzyjnym modelowaniu całego łańcucha produkcji, procesów biologicznych, konwersji biomasy oraz reakcji biochemicznych i termochemicznych.
Wnioski i rekomendacje badaczy
Autorzy raportu podkreślają, że dalszy rozwój cyfrowych bliźniaków wymaga poprawy metod zbierania danych, zaawansowania technik modelowania oraz zwiększenia mocy obliczeniowej. Tylko wtedy technologia ta będzie mogła dostarczać wiarygodnych wyników wspierających podejmowanie decyzji i optymalizację systemów OZE.
Cyfrowe bliźniaki są niezwykle skuteczne w optymalizacji systemów energii odnawialnej. Jednak każde źródło energii stawia unikalne wyzwania – od zmienności danych i warunków środowiskowych po złożoność systemów – które mogą ograniczać ich skuteczność, mimo dużego potencjału do poprawy efektywności i zarządzania.
Znaczenie dla sektora energetycznego
Wdrożenie cyfrowych bliźniaków może znacząco przyspieszyć dekarbonizację sektora energetycznego i zwiększyć udział OZE w miksie energetycznym. Jednocześnie, pełne wykorzystanie ich potencjału wymaga pokonania barier technologicznych, organizacyjnych i regulacyjnych.
Zobacz również:- Transformacja energetyczna bez spójnej strategii? Ekspert Deloitte ostrzega przed rosnącym ryzykiem
- Geopolityka w cieniu transformacji energetycznej: IRENA podkreśla nowe wyzwania i szanse dla świata
Źródło: ScienceDaily
Obserwuj
Może Cię również zainteresować
Nowy symulator szkoleniowy zwiększa bezpieczeństwo pracy elektrowni jądrowej Loviisa
Fińska elektrownia jądrowa Loviisa, należąca do Fortum, zmodernizowała swój symulator szkoleniowy. Nowe rozwiązanie pozwala operatorom ćwiczyć obsługę zakładu w realistycznych warunkach, zwiększając bezpieczeństwo i przygotowanie na nietypowe sytuacje.
Rekordowy wzrost elektromobilności w Polsce w 2025 roku – Licznik Elektromobilności PSNM
Rok 2025 przyniósł historyczny wzrost liczby samochodów elektrycznych w Polsce. Zarejestrowano ponad 52 tys. nowych BEV, a infrastruktura ładowania znacząco się rozbudowała.
EnviTec Biogas rozpoczyna 2026 rok od ekspansji na rynkach zagranicznych
EnviTec Biogas AG wchodzi w nowy rok z silną pozycją, realizując nowe kontrakty i debiutując na rynku litewskim. Jednocześnie firma wskazuje na niepewność regulacyjną w Niemczech i rosnący potencjał biometanu w Europie.
Nabór wniosków w programie NaszEauto trwa – ponad 34 tys. zgłoszeń i niemal 1,08 mld zł dofinansowania
Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej kontynuuje przyjmowanie wniosków w programie NaszEauto. Dotacje na samochody elektryczne cieszą się dużym zainteresowaniem – złożono już ponad 34 tys. wniosków na kwotę blisko 1,08 mld zł.
Dynamiczne ładowanie ciężarówek elektrycznych: niemiecki projekt BEE udowadnia skuteczność pantografów
Niemiecki projekt badawczy „BEV Goes eHighway – BEE” potwierdził praktyczność dynamicznego ładowania ciężarówek elektrycznych za pomocą pantografów. Innowacyjne rozwiązanie, opracowane przy współpracy RWTH Aachen University i DAF Trucks, zostało przetestowane w realnym ruchu drogowym.
Konsultacje społeczne programu poprawy efektywności energetycznej w szpitalach – NFOŚiGW zaprasza do udziału
Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej rozpoczął konsultacje społeczne projektu programu mającego na celu poprawę efektywności energetycznej budynków szpitalnych. Uwagi można zgłaszać do 28 stycznia 2026 r.
Komentarze