211service.com
Vejrudsigt går ind i en ny æra
Solenergi var hurtigst voksende form for elproduktion i USA i 2014. Efterhånden som vedvarende energi fortsætter med at ekspandere, vokser efterspørgslen efter en bedre måde at forudsige, hvor meget strøm fra disse intermitterende kilder vil være tilgængelig til nettet.
Små ændringer i skyformationer kan skære ned på solpanelernes effekt på få sekunder.
IBM delte i sidste uge nye detaljer om sit program til at udnytte kraftfulde computere til at forudsige vejret og andre faktorer, der bestemmer output fra sol- og vindinstallationer. Ved hjælp af maskinlæring og avanceret dataanalyse gør IBM et aggressivt skub for at give forsyningsselskaber, anlægsledere og netoperatører klarere vejledning om, hvad deres arrays vil udgive i dag, i morgen, næste uge og endda måneder fra nu.
På sidste uges europæiske kontrolkonference i Linz, Østrig, sagde forskere fra IBM og National Renewable Energy Laboratory (NREL), at de vil stille prognoserne gratis til rådighed for brugere på tværs af det kontinentale USA.
Sol- og vindprognoser produceret af IBM's teknologi er så meget som 30 procent mere nøjagtige end konventionelle prognoser, ifølge Hendrik Hamann, en forskningschef hos IBM. En sådan præcision kunne gøre det muligt at undgå at generere hundredvis af megawatt overskydende strøm hvert år og reducere behovet for nye højspændingsanlæg til at levere strøm i tider med spidsbelastning, hvilket potentielt kan sænke CO2-emissioner og spare forsyningsselskaber og skatteydere for millioner af dollars. En NREL-undersøgelse af den uafhængige systemoperatør for New England viste, at at gøre solprognoser 25 procent mere nøjagtige ville give potentielle omkostningsbesparelser på $46,5 millioner om året i hele regionen.
IBMs supermodel kan kombinere og sammenstille forudsigelser fra flere modeller for at nå frem til meget nøjagtige prognoser.
Det, vi gør, er at kombinere flere modeller sammen til én 'supermodel', siger Hamann. Det meta-forudsigelsesprogram kan veje forskellige vejrudsigter i henhold til historiske præstationsdata forbundet med forskellige atmosfæriske forhold, lokationer og omstændigheder. Outputtet kan skræddersyes til forskellige brugere - Midwest-forsyningsselskaber, Nevada-solcelleoperatører, vindmølleforvaltere og så videre.
Solcelleproducenter er særligt modtagelige for pludselige udsving i produktionen; en solcelle, der er delvist skygget, kan miste 70 procent af sin produktionskapacitet inden for få sekunder. Forsyningsselskaber, der betjener et stort antal husstande eller virksomheder med distribueret produktionskapacitet, skal også forudse, hvor meget strøm der vil strømme ind i nettet fra solcelleanlæg på taget.
Som et resultat stiger efterspørgslen efter bedre prognoser. En række nystartede virksomheder og etablerede virksomheder har flyttet sig for at opfylde denne efterspørgsel i de sidste mange år (se 10 Breakthrough Technologies 2014: Smart Wind and Solar Power). Operatører i Californien har brug for konstante opdateringer for at indlæse deres belastningsforudsigelsessystem, så hvert 15. minut simulerer vi 200.000 solcelleanlæg og modellerer hver enkelt lokation for sig selv sammen med bestrålingsprognoserne, siger Jeff Ressler, leder af softwareservicegruppen. for Clean Power Research, som leverer prognoseværktøjer til forsyningsselskaber som Los Angeles Department of Water and Power, Southern California Edison og Salt River Project i Arizona.
Clean Power Researchs teknologi er baseret på arbejdet med Richard Perez , en professor ved State University of New Yorks Atmospheric Research Center i Albany, som var banebrydende i brugen af satellitbilleder til at måle irradians, dvs. mængden af sollys, der når Jorden. For langsigtede (dage frem) prognoser inkluderer Clean Power Research også input fra numerisk vejrudsigt (NWP), som bruger information fra et globalt (om end ujævnt fordelt) system af sensorstationer og kører computersimuleringer for at ekstrapolere fra dem. U.S. National Weather Service bruger teknikken til at bygge sine egne vejrmodeller, herunder Globalt prognosesystem og Nordamerikansk mesoskala Forecast System. Ifølge John Zack, direktør for prognoser på AWS Truepower , som giver prognoser for vind og sol i Nordamerika, leverer prognoserne fra den private sektor teknologi, der fungerer oven på NWP-modeller. Spillet for day-ahead-prognoser er, hvor godt din teknologi korrigerer for de systematiske fejl i NWP-modellerne, siger Zack. IBM-systemet, der blev beskrevet i sidste uge, bringer den største ildkraft til dette problem indtil videre.
Det endelige mål er at integrere meget nøjagtige realtidsprognoser med generationsressourcer forbundet med cloud-baserede computernetværk. De resulterende virtuelle kraftværker vil automatisk sende strøm på den mest effektive måde fra den mest omkostningseffektive (og reneste) ressource og undgå brugen af dyr og beskidt reservestrøm.
Så sofistikeret som denne teknologi er ved at blive, er ingen model dog perfekt. Solvarsling er et arketypisk eksempel på sommerfugleeffekten , hvor små ændringer kan have storstilede effekter på tværs af tid og rum. Du kan ikke modellere enhver regndråbe og turbulent hvirvel derude, siger Zack. Du skal lave tilnærmelser.