Vodná elektráreň Turlough Hill v Írsku, ktorá bola navrhnutá v 60. rokoch a jej stavbárske práce boli ukončené v 70. rokoch 20. storočia, sa nachádza na konci svojej konštrukčnej životnosti. Táto vodná elektráreň napomáha stabilizovať lokálnu výrobu a dodávku elektrickej energie v čase špičkového dopytu. Momentálne je už zastaraná a neplní ten účel, na aký je určená.

V snahe preskúmať možnosti, ktoré by potenciálne predĺžili životnosť vodnej elektrárne, sa spoločnosť ESB rozhodla osloviť Akselos, ktorá vytvorila digitálny pohľad na vodnú elektráreň. Pomocou prediktívneho a digitálneho návrhu vytvorila podrobné digitálne dvojča elektrárne Turlough Hill, ktoré podľa spoločnosti Akselos môže predĺžiť životnosť jedinečnej vodnej elektrárne až o dvadsať rokov.

Meniaci sa ekosystém

Vodná elektráreň Turlough Hill sa nachádza približne 60 km južne od Dublinu v pohorí Wicklow a počas obdobia špičky generuje 292 MW elektrickej energie uvoľňovaním vody z vyššieho rezervoára, ktorá prúdi cez štyri turbíny do spodného rezervoára. V období nižšej spotreby sa voda prečerpáva späť do vyššej nádrže, odkiaľ sa môže opäť použiť.

Skladovanie energie v Turlough Hill je čoraz dôležitejšie v meniacom sa energetickom ekosystéme, ktorý smeruje k väčšej flexibilite pri začleňovaní obnoviteľných zdrojov. ESB však vzhľadom na vek a veľkosť vodnej elektrárne nevie predpovedať zvyšnú životnosť ani to, či sa prevádzka dokáže v budúcnosti prispôsobiť zmenám v energetickom mixe.

Budovanie digitálneho dvojčaťa

Na vytvorenie digitálneho dvojčaťa potrebovali v Akselose zhromaždiť všetky dostupné údaje z množstva zariadení, ktoré sa využili na vytvorenie trojrozmerného štrukturálneho digitálneho modelu. Táto úloha sa však sťažila nedostatkom dostupných digitálnych informácií. Odborníci z Akselosu sa preto museli popasovať s papierovými záznamami, čo projekt oneskorilo o dva mesiace. Celkovo implementácia digitálneho dvojčaťa trvala päť mesiacov.

Spoločnosť Akselos uviedla, že jej technológia je v spolupráci s MIT v neustálom vývoji už viac ako 15 rokov. Tvoria detailné simulácie malých aj veľkých procesov, ktoré využívajú údaje z IoT snímačov v reálnom čase. Informujú tak operátorov o aktuálnom stave procesu a predpovedajú budúce možné scenáre na základe zmien v údajoch.

Digitálne dvojčatá sú v podstate nástrojom, pomocou ktorého môže ESB simulovať mnoho parametrov počas každodennej prevádzky, vizuálne prechádzať cez celú elektráreň a sledovať, ako reaguje.

„Naša technológia nachádza a rieši problémy skôr, ako k nim dôjde. Vyhodnotením únavy materiálov vieme určiť, aká je zvyšková životnosť. Navyše táto technológia podporuje aj prediktívnu údržbu,“ hovorí A. Young, viceprezident spoločnosti Akselos. Odhaduje návratnosť investície do troch rokov a 20 – 50 % predĺženie životaschopnosti vodnej elektrárne. V konečnom dôsledku by to malo znamenať nižšie prevádzkové náklady.

Meniaci sa ekosystém núti energetický sektor prijímať inovatívne technológie. V prípade Turlough Hill bude digitálne dvojča prospešné pre stabilizáciu siete zabezpečujúcej dodávku energie od spoločnosti ESB, pretože Írsko sa nedávno zaviazalo znížiť emisie o 80 % do roku 2050.

Fotografie (Zdroj: Akselos)

Zdroj: Vella, H.: Inside the world´s first digital twin of a hydro-electric power station. Power Technology. [online]. Publikované 20. 4. 2020. Citované 7. 9. 2020. Dostupné na: https://www.power-technology.com/features/inside-the-worlds-first-digital-twin-of-a-hydroelectric-power-station/.