Uzyskane dane przekonają nawet największych niedowiarków
Podczas rocznych testów system zapewnił niezawodność dostaw na poziomie ponad 98% we wszystkich scenariuszach, nawet w ekstremalnych warunkach pogodowych. Model mikro-sieci o mocy 100 MW obsługiwał zarówno przemysłowe, jak i mieszkalne odbiory energii, co pokazuje jego uniwersalne zastosowanie. Efektywność ekonomiczna i ekologiczna systemu prezentuje się imponująco. Analizy wykazały redukcję kosztów operacyjnych o 17,5% przy jednoczesnym spadku emisji dwutlenku węgla o 32,8% w porównaniu z tradycyjnymi mikro-sieciami. Roczne koszty działania oszacowano na około 75 milionów dolarów, z czego energia jądrowa pochłonęła 50 milionów, fotowoltaika 10 milionów, magazyny bateryjne 5 milionów, a układ wodorowy 8 milionów dolarów.
Konfiguracja testowa obejmowała panele fotowoltaiczne o mocy 40 MW oraz mały reaktor modułowy zdolny do generowania 50 MW. Reaktor mógł pracować ze zmniejszoną mocą 10 MW, co zwiększało elastyczność całego układu. System obsługiwał średnie obciążenie przemysłowe wynoszące 85 MW z dobowymi wahaniami do 25% oraz zapotrzebowanie mieszkalne na poziomie 15 MW.
Zaawansowany system zarządzania: AI wspiera stabilność energetyczną
Kluczowym elementem projektu okazał się inteligentny system sterowania, który łączy optymalizację odporną z mechanizmami uczenia maszynowego działającymi w czasie rzeczywistym. Ta struktura programistyczna nieustannie analizuje warunki pracy i podejmuje decyzje dotyczące wykorzystania dostępnych źródeł energii. Model matematyczny koordynuje pracę zmiennej generacji słonecznej, stopniowo regulowanej mocy jądrowej oraz dynamicznych operacji magazynowania. W praktyce oznacza to, iż system sam decyduje, kiedy korzystać z energii słonecznej, kiedy uruchamiać reaktor, a kiedy sięgać po zgromadzone zapasy.
Strategia magazynowania energii opiera się na dwupoziomowym podejściu. Baterie litowo-jonowe o pojemności 20 MWh radzą sobie z krótkoterminowym bilansowaniem dobowym, osiągając efektywność ładowania na poziomie 92%. Długoterminową regulację sezonową zapewnia system wodorowy o maksymalnej pojemności 15 ton, gdzie ogniwa paliwowe osiągają 55% sprawności. Poziom magazynowanego wodoru wahał się między 5 a 15 ton w ciągu roku, pokazując elastyczność w zarządzaniu nadwyżkami energii. Integracja zaawansowanych algorytmów przyniosła poprawę elastyczności systemu o 28% w warunkach zmiennej generacji słonecznej. Całość zaimplementowano w Pythonie z wykorzystaniem narzędzi do programowania matematycznego i uczenia maszynowego.
Kolejne kroki dla hybrydowych mikro-sieci
Naukowcy planują dalsze prace nad systemem, skupiając się na modelowaniu zagrożeń cyberbezpieczeństwa, czyli kluczowego aspektu w erze cyfryzacji infrastruktury krytycznej. W przygotowaniu są także analizy kosztów cyklu życia poszczególnych komponentów oraz rozszerzenie koncepcji na inne sieci energetyczne. Framework zaprojektowano jako skalowalny, co oznacza możliwość adaptacji do różnych warunków i potrzeb. To nie jest rozwiązanie dedykowane jednej lokalizacji, lecz szablon, który można modyfikować zgodnie z wymaganiami. W kontekście globalnej transformacji energetycznej takie systemy mogą odegrać istotną rolę w budowie odpornych, niskoemisyjnych mikro-sieci.
Czytaj też: Samowystarczalny system ogrzewania to już nie marzenie. Chińska technologia, która przetrwa nawet blackout
Co ciekawe, testy wykazały, że wzrost kosztów degradacji magazynowania wodoru o 1,6% nie wpłynął na emisje dwutlenku węgla ani niezawodność systemu. To sugeruje, iż rozwiązanie jest odporne na wahania kosztów poszczególnych komponentów. Chiński eksperyment pokazuje, że połączenie energii słonecznej z jądrową w małej skali to nie futurystyczna wizja, a realna alternatywa dla tradycyjnych rozwiązań. System działa, przynosi wymierne korzyści ekonomiczne i ekologiczne, dlatego kolejne kroki wydają się kwestią czasu.