Hvor mye strøm vil vi bruke neste døgn?
Forskere ved NTNU jobber med å forutsi strømforbruket mer presist. Det kan forhindre sløsing av strøm og penger.
STRØMFORBRUK: Postdoktorene Boye Annfelt Høverstad og Axel Tidemann ved Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet (NTNU) har et tilsynelatende enkelt mål.
– Vi prøver å finne bedre metoder for å forutsi strømforbruket de neste 24 timene, sier Tidemann.
Begge forskerne er tilknyttet Institutt for datateknikk og informasjonsvitenskap. Om de lykkes med arbeidet gir det muligheter for mer effektiv, og dermed miljøvennlig, utnyttelse av energitilgangen. Dessuten kan det bidra til at dagens fordelingsnett av elektrisitet utnyttes bedre. Dette kan spare enorme investeringer i utbygginger.
Tidemann og Høverstad bruker algoritmer fra kunstig intelligens og maskinlæring til å forutsi strømforbruket de neste 24 timene. Algoritmene er basert på historiske data, og modellene lærer seg sammenhenger mellom fortidens forbruk og forbruket som kommer, og sammenhengene mellom vær og forbruk.
Forsøk fra USA viser at med smart grid kan strømforbruket reduseres med rundt 10 prosent hos forbrukeren. Smart grid er den neste generasjonen strømnett, der ny kommunikasjonsteknologi tas i bruk for å utnytte infrastrukturen så godt som mulig.
Utnyttelse
Det er svært vanskelig å forutsi strømforbruket for enkeltpersoner eller husholdninger.
Ill.: photos.com
Bedre utnyttelse av tilgjengelige energileveranser og nettverk er lønnsomt for kraftselskapene, og det kan igjen komme kundene til gode. Hvis kraftselskapene kjøper for lite energi til å dekke sitt behov, må de kjøpe dyr ekstraenergi der og da. Kjøper de for mye, må det selges billig. Ingen av delene er gunstig.
Elektrisk strøm er ferskvare. Strømmen må brukes med en gang den er produsert, selv om det jobbes med ulike løsninger for mellomlagring. Det stiller store krav til å koordinere produksjonen.
– Fornybar vind og sol er ikke styrbar kraft. Med vår forskning vil vi balansere mest mulig av strømmen som vi faktisk kan gjøre noe med, sier Høverstad.
Solkraftverk og vindkraftverk produserer kraft når sola skinner eller det blåser. Elvekraftverk uten magasiner har størst produksjon under snøsmeltingen eller om sommeren og høsten om det er mye tilsig. Men vannkraftproduksjon med magasin kan lett reguleres.
Utfordringen
I årene som kommer vil det bli stadig mer utfordrende å spå strømforbruket det neste døgnet. Flere nye strømprodusenter er kommet til, også mindre aktører med solceller på taket, vindturbiner og små vannkraftverk. Det kompliserer regnestykket.
Dessuten bruker vi energien annerledes. Vi har elektriske biler, varmepumper og flere duppeditter enn noen gang før. Fjernvarmeanlegg og varmepumper kan minske strømforbruket til oppvarming, men kan samtidig gi uventet høyt forbruk i kalde perioder.
Likevel er det kanskje overraskende hvor nøyaktig strømforbruket vårt kan forutsies, i hvert fall inntil et visst nivå.
Feilprosent
Postdoktor Axel Tidemann. Foto: NTNU
Postdoktor Boye Annfelt Høverstad. Foto: NTNU
På øverste nivå, det såkalte transmisjonsnivået, finnes det nå svært presise løsninger for å beregne strømforbruk. Transmisjon er et begrep for kraftoverføring.
– Feilprosenten ligger rundt én til to med de beste modellene, sier Tidemann.
Det finnes altså gode systemer for å forutsi hvor mye kraft et land eller en landsdel vil bruke det nærmeste døgnet.
Men på mellomnivå, på hver enkelt nettstasjon, er det vanskeligere. Nettstasjonene er transformatorene som er siste ledd i overføringen av energi. Det er ikke like greit å spå hvor mye ditt nabolag bruker.
Det er her de to NTNU-forskerne vil bedre forutsigbarheten ved å finne frem til mer presise beregningsmetoder. Feilprosenten ligger i dag fremdeles på rundt 5 til 7.
Vanskelig på brukernivå
Smarte strømmålere hos forbrukerne er sentralt i arbeidet med å forutsi forbruket mer presist. Smarte strømmålere kan både lagre og sende ut informasjon om strømforbruk, samtidig som de kan motta informasjon, for eksempel om prisen på strømmen akkurat nå. Det siste kan fortelle deg når det er smartest å bruke tørketrommelen. Smarte strømmålere blir viktig i arbeidet med å utvikle en avansert målerinfrastruktur (AMI).
På brukernivå er det svært vanskelig å si noe presist om det kommende strømforbruket. Du kan jo selv tenke deg hvor vanskelig det er å forutsi hvor mye strøm du vil bruke de neste 24 timene, alt etter om du setter på en ekstra klesvask eller har på pc-en et par timer ekstra en dag.
Tidemann og Høverstad ved NTNU samarbeider med The Norwegian Smart Grid Centre.
Her er mer informasjon om smart grid.
