Учёные из Ибаданского университета в Нигерии разработали алгоритм, который помогает эффективно управлять гибридными локальными энергосетями и сокращать их стоимость. Исследование, опубликованное в журнале Energy & Environment Nexus, показывает, как можно снизить зависимость от дизельных генераторов за счёт умного распределения энергии от возобновляемых источников.
Команда под руководством Ричарда Оладайо Олареваджу смоделировала работу микросети, которая объединяет солнечные панели, ветряные турбины, дизельный генератор и аккумуляторные батареи. Ключевая проблема таких систем – непостоянство выработки энергии из-за погоды и меняющегося спроса. Предложенный метод решает её с помощью алгоритма роя частиц (Particle Swarm Optimization, PSO), который в реальном времени находит оптимальный баланс между производством, хранением и потреблением энергии.
Система управления в первую очередь использует энергию солнца и ветра. Излишки направляются на зарядку аккумуляторов. Когда возобновляемой энергии не хватает, система расходует заряд батарей, и только после их истощения подключает дизельный генератор. Такой подход минимизирует расход ископаемого топлива и вредные выбросы.
Исследователи сравнили шесть конфигураций микросетей. Наилучшие результаты показала полностью интегрированная система из всех четырёх компонентов. Расчёты показали, что она позволяет снизить приведённую стоимость энергии до 0,73 доллара за кВт·ч. При этом годовое потребление дизельного топлива сокращается до 2,1 млн литров, а выбросы CO₂ – до 8,4 млн кг.
Включение в сеть аккумуляторных батарей оказалось критически важным. По сравнению с системой без накопителей, их использование сократило расход дизельного топлива на 74,4%, выбросы углекислого газа – более чем на 80%, а общие затраты на энергию – почти вдвое. По оценкам авторов, их алгоритм на 12–17% эффективнее по ключевым экономическим и экологическим показателям, чем расчёты в стандартных программах моделирования, таких как HOMER.
Разработка нигерийских учёных открывает путь к созданию более автономных, дешёвых и экологичных энергосистем на уровне отдельных посёлков или районов. Это особенно актуально для регионов, которые стремятся к энергетической независимости и одновременно решают климатические задачи.