Elektrownia przyszłości: od gigabajtów do gigawatów
W przeciągu najbliższych dziesięciu lat na Ziemi przybędzie kolejny miliard mieszkańców. To oznacza, że już niedługo ponad 8 miliardów ludzi potrzebować będzie dostępu do elektryczności. Na przestrzeni następnych 20 lat zapotrzebowanie na energię elektryczną wzrośnie o połowę, czyli o kolejne 3000 gigawatów mocy wytwórczych. Sprostanie temu wyzwaniu wymagać będzie nowatorskich rozwiązań inżynieryjnych - zarówno w obszarze technologii tradycyjnych (turbiny, generatory), jak i nowych cyfrowych narzędzi i rozwiązań z zakresu analityki danych. GE ma już na to pomysł.
Według GE już niedługo każda elektrownia może zamienić się w centrum nowoczesnych, powiązanych ze sobą technologii. Pozwoli to operatorom wykorzystywać zgromadzone dane do zapewniania niezawodnych dostaw energii elektrycznej i obniżania kosztów jej produkcji.
Na elektrownię przyszłości składać się będą dwa zasadnicze elementy: cyfrowa elektrownia oraz modułowa wyspa energetyczna nazwana przez GE AdvantEDGE, która znacznie uprości proces budowy elektrowni dzięki prefabrykowanym i poddanym wstępnemu uruchomieniu modułom, dostarczanym wprost na plac budowy. Pozwoli to zmniejszyć zaangażowanie ludzi i skrócić czas budowy. W następnej kolejności cyfrowa elektrownia podniesie wydajność poszczególnych modułów. W efekcie powstawać będą elektrownie zarówno tańsze w budowie, jak i produkujące więcej energii elektrycznej przy niższych kosztach.
Koncepcja może przywodzić na myśl zestaw klocków stworzony w skali przemysłowej. Najpierw GE buduje i uruchamia moduły obejmujące przykładowo strumienicę, konstrukcje wsporcze dla orurowania czy zbiorniki osadu. Następnie prefabrykowane elementy transportowane są na miejsce budowy, gdzie przeprowadzony jest ich montaż.
- Pozwoli to znacznie uprościć proces budowy elektrowni. Dzięki modułowej wyspie energetycznej czas potrzebny na wybudowanie elektrowni skraca się o jedną czwartą i nie wymaga obecności na miejscu rzeszy wyspecjalizowanych inżynierów, co jest kosztowne i wcale nie tak proste do zrealizowania - powiedział Andreas Brautsch, dyrektor generalny odpowiedzialny za zarządzanie produktem w dziale systemów zintegrowanych.
Drugim zasadniczym elementem elektrowni przyszłości będzie elektrownia cyfrowa - produkcja energii elektrycznej zyska wsparcie rozwiązań informatycznych, co zdaniem GE całkowicie odmieni sposób, w jaki operatorzy zarządzać będą elektrowniami. Czujniki zainstalowane na sprzęcie będą nieprzerwanie gromadzić i przesyłać do chmury dane związane z pracą poszczególnych komponentów. Aplikacje będą analizować zebrane dane i wzbogacą wiedzę inżynierów w kluczowych obszarach operacyjnych, pozwalając podjąć najlepszą decyzję odnośnie tego, jakie części należy wymienić, które z nich powinny zostać naprawione, a także jak konserwować urządzenia, aby okres wyłączeń trwał jak najkrócej. Pozyskana w ten sposób wiedza pomoże także podnieść sprawność elektrowni.
Gromadzone dane pozwolą także stworzyć w chmurze "cyfrowy duplikat" elektrowni. Umożliwi to przeprowadzanie koniecznych analiz oraz testowanie planowanych działań zanim przeprowadzone zostaną w świecie rzeczywistym. Dodatkowo nowa technologia pozwoli gromadzić dane pochodzące z wielu elektrowni.
- Dzięki elektrowni cyfrowej będzie można tworzyć modele i przeprowadzać analizy zarówno dla jednej elektrowni, jaki i rozszerzyć jej zastosowanie na wszystkie technologie energetyczne posiadane przez klienta - dodał Aaron Zurborg, architekt rozwiązań informatycznych.
Zurborg szacuje, że w przypadku działających obecnie elektrowni opalanych gazem i pracujących w układzie gazowo-parowym, elektrownia cyfrowa może zaowocować oszczędnościami rzędu 50 milionów dolarów. W przypadku nowych elektrowni oszczędności te mogą sięgnąć nawet 230 milionów dolarów. Jak zauważa Zurborg, cyfrowa elektrownia może zostać stworzona na potrzeby dowolnego rodzaju elektrowni, również takiej, która nie wykorzystuje technologii GE.
