Ученые знают, как управлять энергией, если солнце и ветер ненадежны
Солнечные и ветряные электростанции — это чистая энергия, но у них есть проблема: они работают нестабильно.
То солнце скрылось за тучами, то ветер стих — и вот уже сеть под угрозой. Компании-агрегаторы, которые управляют множеством мелких источников энергии (солнечные панели, батареи, умные дома), ищут способы справиться с этой неопределенностью.
Группа ученых под руководством Хонга Тана, Чжэ Чэня, Хансина Ли и Шенвэя Вана предложила новую стратегию. В ее основе — два ключевых решения.
Во-первых, они научились точнее предсказывать выработку солнечной энергии. Вместо обычных прогнозов, которые дают лишь приблизительные цифры, их модель на основе алгоритма NGBoost показывает диапазон возможных значений и вероятность каждого исхода. Это как прогноз погоды, который не просто говорит «завтра +25», а добавляет: „с вероятностью 70% — от +23 до +27, с вероятностью 30% — от +20 до +22“.
Во-вторых, они придумали, как вовлечь здания в гибкое управление энергией. Например, если в сети не хватает мощности, агрегатор может предложить владельцам зданий временно снизить потребление — уменьшить нагрев кондиционеров, приглушить свет или отложить работу некоторых приборов. Но люди не станут просто так терпеть дискомфорт, поэтому система учитывает их готовность и компенсирует неудобства.
Исследование опубликовано в издании Engineering.
Тестировали стратегию в Гонконге на реальных данных. Результаты впечатляют:
- Агрегатор сократил затраты на 8,9%.
- Владельцы зданий сэкономили 1,87%.
- Выбросы CO₂ снизились на 3%.
Главное преимущество — баланс между риском и прибылью. Если агрегатор хочет перестраховаться, он может выбрать консервативный сценарий, но тогда доход будет меньше. Если готов рискнуть — заработает больше, но увеличит шансы нехватки энергии.
Этот подход решает две ключевые проблемы энергоперехода:
- Снижает зависимость от «капризов» солнца и ветра — агрегаторы смогут точнее планировать закупки энергии.
- Вовлекает потребителей в управление сетью без жесткого дискомфорта — люди сами решают, на какие уступки пойти за вознаграждение.
Для России, где много удаленных территорий с нестабильными сетями, такие технологии особенно актуальны.
Однако пока модель тестировали только в Гонконге с его специфическим климатом и плотной застройкой. В регионах с резкими перепадами температур или слабой инфраструктурой результаты могут отличаться.
Ранее ученые заявили об эффективности солнечных батарей даже при непрямом свете.
