• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Tomasz Rubanowicz pracuje nad dokładniejszymi prognozami mocy wytwórczej farmy wiatrowej

    16.07.2010. 03:17
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Nad metodą obliczeniową i narzędziem programowym, które pozwoli przewidzieć moc wytwórczą farmy wiatrowej, pracuje Tomasz Rubanowicz z Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej. Jego aplikacja może uchronić właścicieli farm wiatrowych przed płaceniem kar umownych wynikających z błędnych założeń. Dokładne prognozy ułatwią operatorom sterowanie siecią elektroenergetyczną i optymalne wykorzystanie zasobów.

    Moc farmy wiatrowej zależy w dużej mierze od prędkości wiatru. Błędy prognozy łączą w sobie błąd oszacowania mocy i błąd prognozy pogody. Prognozowanie prędkości wiatru jest bardzo istotne, a osiągnięcie założonego błędu prognozy może poprawić sterowanie rozpływami mocy w sieci.

    "Dzięki współpracy z inwestorami będę mógł udoskonalać opracowaną metodę oraz zbudować aplikację, która w przyszłości może być udostępniona każdemu potencjalnemu właścicielowi małej, jak i dużej farmy wiatrowej" - zapowiada w rozmowie z PAP Tomasz Rubanowicz.

    Jak tłumaczy, dostępne obecnie aplikacje są drogie i właścicieli małych farm wiatrowych nie stać na ich zakup. Ponadto są one niedokładne i błędy w prognozach sięgają 15-20 proc. Mała dokładność prognoz mocy może mieć dla przedsiębiorstwa negatywne skutki ekonomiczne, wynikające z dodatkowych opłat.

    Badacz zamierza zwiększyć dokładność prognoz 24-godzinnych przy zastosowaniu sztucznych sieci neuronowych. Szuka też odpowiedzi na pytanie, czy możliwa jest prognoza z błędem 10 proc. na podstawie standardowej prognozy pogody.

    Znane narzędzia wspomagające prognozowanie oparte są na prostym modelu analitycznym. Uwzględnia on tylko charakterystyki turbin, prędkość wiatru, ciśnienie i temperaturę powietrza, co nie zapewnia wymaganej dokładności. Nieco więcej czynników obejmują modele rekurencyjne.

    "Zadanie staje się szczególnie trudne, gdy chcemy oprzeć estymację mocy na prognozie pogody dla pewnego obszaru, a nie konkretnej lokalizacji" - stwierdza Rubanowicz.

    Jego zdaniem, w modelu prognozy należy uwzględnić nie tylko profil wiatru, kierunek wiatru, przesłonięcie, ale także dynamikę zmian kierunku wiatru. Tak złożony model wymaga zastosowania dynamicznej sieci neuronowej o odpowiedniej strukturze.

    Naukowiec, pod kierunkiem prof. nadzw. PG dr hab. inż. Elżbiety Bogaleckiej, prowadzi badania związane z oceną wiarygodności danych produkcyjnych i meteorologicznych, wyborem struktury modelu prognozy; oceną znanych modeli analitycznych, określeniem struktury modelu neuronowego, symulacją i eksperymentem.

    Jego celem jest wdrożenie metody obliczeniowej. Opracowane narzędzie będzie użyteczne dla podmiotów odpowiedzialnych za bilansowanie mocy w sieci elektroenergetycznej i dla właścicieli farm wiatrowych.

    "Wykorzystanie zbudowanego narzędzia nie ma ograniczeń regionalnych, dotyczy każdej farmy wiatrowej, inna jest tylko próbka ucząca, czyli końcowe parametry sieci" - zapewnia Tomasz Rubanowicz.

    Zaznacza, że jego zadanie jest aktualne naukowo, o czym świadczą liczne publikacje międzynarodowe oraz fakt, że temat ten jest często poruszany przez naukowców i inwestorów na konferencjach branżowych.

    "Najtrudniejszym etapem współpracy z gospodarką, z punktu widzenia doktoranta, jest przekonanie inwestorów, że otrzymane dane produkcyjne posłużą tylko i wyłącznie do celów badawczo-naukowych" - ocenia rozmówca PAP. KOL

    PAP - Nauka w Polsce

    agt/kap


    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Prognoza pogody - przewidywanie czasowych i przestrzennych zmian stanu atmosfery. Prognozy pogody można sklasyfikować w zależności od czasu prognozy, obszaru, i sposobu prognozy. Światowy Dzień Wiatru (ang. Global Wind Day) jest światowym wydarzeniem, które odbywa się co roku w dniu 15 czerwca. Jest ono organizowane przez EWEA (European Wind Energy Association) i GWEC (Global Wind Energy Council) oraz organizacje krajowe. Jest to dzień, w którym promowana jest energia wiatru poprzez przekazywanie informacji o energii wiatrowej, jej potencjale, globalnym rozwoju i możliwościach zastępowania nieodnawialnych źródeł energii. We współpracy z EWEA i GWEC, krajowe stowarzyszenia energii wiatrowej (np. Polskie Stowarzyszenie Energetyki Wiatrowej czy Polska Izba Gospodarcza Energii Odnawialnej) oraz firmy zaangażowane w produkcję energii wiatrowej organizują wydarzenia w wielu krajach na całym świecie. W 2011 roku wiatrowe imprezy zostały zorganizowane w 30 krajach, na 4 kontynentach. Wydarzenia podczas Dnia Wiatru to m.in. wizyty w lądowych i morskich farmach wiatrowych, kampanie informacyjne, ustawianie turbin demonstracyjnych w miastach, warsztaty wiatrowe i parady wiatrowe. Wiele imprez odbyło się w Światowym Dniu Wiatru (15 czerwca), ale były także wydarzenia przed i po nim. W 2012 było już 250 zdarzeń na całym świecie m.in. z bardzo popularnym konkursem fotograficznym. Cykl szybkiej prognozy - (ang. Rapid Update Cycle w skrócie RUC) jest metodą numerycznej prognozy pogody opartej na regionalnym modelu numerycznym z szybką (cogodzinną) asymilacją danych.

    Foresight (ang. przewidywanie) – metoda prognozowania polegająca na dyskusji nad przyszłością w gronie przedstawicieli decydentów (władzy publicznej), środowisk naukowych, przemysłu, mediów, organizacji pozarządowych i opinii publicznej, przy czym nie chodzi o dokładność prognozy, lecz o uświadomienie perspektyw i przygotowanie do zmian. Egain forecasting jest metodą regulacji temperatury w ogrzewanych budynkach, polegającą na wyliczaniu zapotrzebowania na energię cieplną, która powinna być dostarczona do budynku w jednostce czasu. Dzięki wykorzystaniu danych o strukturze fizycznej budynku oraz danych meteorologicznych pochodzących z lokalnej prognozy pogody (temperatura zewnętrzna, siła i kierunek wiatru, a także nasłonecznienie), następuje wyliczenie zapotrzebowania na energię cieplną. W przypadku tradycyjnej regulacji temperatury w budynkach, pod uwagę brana jest jedynie aktualna temperatura zewnętrzna.

    Asymilacja danych - proces analizy danych, uwzględniający zarówno pomiary jak i wyniki modelu prognostycznego. Metoda jest używana w numerycznych modelach prognozy pogody, cyrkulacji oceanu i wielu innych zastosowaniach do oceny zmiany układów dynamicznych. Błędy prognozy ex post – statystyki używane do późniejszej oceny dokładności prognozowania; są one wynikami porównania przeszłych prognoz ze znanymi już prawdziwymi wartościami prognozowanych wielkości.

    Europejskie Centrum Prognoz Średnioterminowych (European Centre for Medium-Range Weather Forecasts, ECMWF) – międzynarodowa organizacja zajmująca się prognozą pogody. W 2006 roku prognoza pogody z ECMWF miała najlepszą sprawdzalność w stosunku do innych modeli numerycznych na świecie i wyprzedzała sprawdzalność prognozy z modelu amerykańskiego - GFS o około jeden dzień. ECMWF prognozuje pogodę od sierpnia 1979 roku. Rozwiertak – narzędzie służące do końcowej obróbki otworu walcowego lub stożkowego przy wymaganej wyższej klasie dokładności. Osiągane są dokładności wykonania otworów w klasach od IT7 do IT5.

    Czynniki wpływające na wynik pomiaru GPS: Na wynik pomiaru GPS wpływ ma wiele czynników, które należy uwzględnić przy opracowaniu pomiarów, szczególnie gdy zależy nam jednocześnie na wysokiej precyzji i dokładności. Oto lista najważniejszych czynników mogących spowodować błędy pomiaru i przełożyć się na dokładność wyznaczanych współrzędnych.

    Prąd powierzchniowy – jest bezpośrednio związany z ruchem wiatru, który dzięki swojej sile przesuwa masy wody. Na kierunek poruszania się prądu bardzo duże znaczenie ma siła Coriolisa, która odchyla kierunek cząsteczek wody o ok. 45°, a faktyczny kierunek wody jest wypadkową tych dwóch sił. Jako że woda w oceanach ułożona jest warstwowo, kolejne warstwy znajdujące się poniżej poziomu wody zaczynają się również poruszać wskutek siły tarcia. W coraz niższych warstwach siła ta jest coraz mniejsza i coraz bardziej odchylona od kierunku wiatru. Na głębokości zwanej głębokością Ekmana woda płynie w kierunku przeciwnym do kierunku wiatru, a jej prędkość spada do 0,043 prędkości wiatru na powierzchni.

    Climateprediction.net – jeden z projektów naukowych, wykorzystujących możliwości technik przetwarzania rozproszonego. Jego celem jest przewidywanie zmian klimatycznych zachodzących na Ziemi. Eksperyment ma również na celu stworzenie lepszych, bardziej niezawodnych modeli matematycznych, które umożliwią w przyszłości długoterminowe prognozowanie pogody, z większą dokładnością. Jest to największy z dotychczas przeprowadzonych eksperymentów tego typu. Do marca 2005 roku, przetestowano ponad 70 tysięcy modeli klimatycznych. Ciągłość zasilania - (ang. continuity of supply) jest to zdolność sieci przesyłowej i rozdzielczej do zapewnienia uzgodnionej wielkości dostawy lub odbioru energii elektrycznej o określonej jakości i niezawodności. Ciągłość dostaw i odbioru energii związana jest ze zbilansowaniem podaży mocy ze źródeł wytwórczych i z innych sieci z zapotrzebowaniem podmiotów przyłączonych do sieci. Ciągłość dostaw i odbioru energii przedsiębiorstwo sieciowe zapewnia przez utrzymanie odpowiednich rezerw i odpowiedniej struktury sieci.

    Parytet sieci (ang. grid parity) to określenie sytuacji, w której nowe źródło energii może dostarczać energii elektrycznej po koszcie uśrednionym mniejszym albo równym kosztowi nabycia energii w sieci energetycznej. Termin ten jest najczęściej używany w dyskusjach na temat nowych instalacji odnawialnych źródeł energii, w szczególności nowych technologii produkcji energii z biomasy, wiatrowej i słonecznej, które obecnie wchodzą na rynek. Uskok wiatru ("przepływ ścięty") - zmiana prędkości wiatru związana czasami ze zmianą jego kierunku, zachodząca w stosunkowo krótkim czasie, w atmosferze ziemskiej. Uskok wiatru można rozłożyć na składową pionową i poziomą, przy czym poziomy uskok wiatru występuje w poprzek frontów pogodowych oraz na wybrzeżach, a pionowy uskok zazwyczaj blisko powierzchni ziemi, ale również w górnych warstwach atmosfery w pobliżu prądów strumieniowych oraz w górnych partiach stref frontowych.

    Dodano: 16.07.2010. 03:17  


    Najnowsze