Reza Arghandeh fra Høgskolen på Vestlandet (HVL), Hossein Farahmand (NTNU) og deres team studerer hvordan vannkraftprodusenter kan utnytte naturressursene bedre og tilpasse seg markedet til enhver tid.

Forskere har utviklet konkrete metoder innen kunstig intelligens for å beregne hvordan dyrkere skal regulere i hvilken grad vannreservoarene fylles.

Leder for vannkraftforskningsprosjektet er NTNUs Hossen Farahmand, professor og leder for forskningsgruppen Kraftmarkeder og energisystemplanlegging. Teamet inkluderer også Mojtaba Yousefi fra HVL og Jayaprakash Rajasekharan og Jinghao Wang, begge fra NTNU.

«Hvis vannkraftprodusenter kunne ta beslutninger som bare var én prosent bedre enn før, ville det utgjøre en forskjell på milliarder av kroner og bidra til å lette energikrisen,» sa Arghandeh.

Det fremtidige europeiske elektrisitetssystemet, hovedsakelig basert på fornybare energikilder, vil avhenge mye mer av værforhold enn dagens elektrisitetssystem. De to forskerne tror at også forbruksmønsteret vil endre seg.

Alle disse faktorene bidrar til å skape usikkerhet rundt energiforsyningen, og gjør beslutningsprosessen mye mer komplisert. Forskere vil bidra til å redusere denne usikkerheten, for lettere å sikre tilgang på energi.

Helt avhengig av strøm

Arghandeh fant en måte å overvåke meteorologiske data, hydrologiske data (mengde vann tilført til reservoarer) og topografiske data (formen på landskapet) og tolke dem ved hjelp av avansert kunstig intelligens.

Farahmand kombinerer videre bruken av disse AI-modellene med strømmarkedsdata. Sammen laget de en modell som tar hensyn til markedsusikkerhet, vær og vind.

«Elektrisitet er ikke en vanlig vare, men en som holder samfunnet vårt flytende, nesten som oksygen. Derfor er det ekstremt viktig å skape rimelig, pålitelig og bærekraftig tilgang til denne grunnleggende varen.», sier Arghandeh.

Nøyaktig og pålitelig tilsigsprognose har alltid vært en utfordring i vannkraftproduksjon.

Rundt påske fylles magasinene opp. Så smelter snøen på fjelltoppene og vann begynner å renne fra høyden inn i magasiner, regulerte vann og elver over hele landet.

Mellom påske og frem til vinteren kommer tilbake rundt november slipper produsentene vann med jevne mellomrom for å forsyne markedet.

De må også sørge for at det er nok vann igjen i reservoarene til å vare gjennom vintersesongen, når forsyningen tørker opp (eller fryser).

Komplisert matematikk for vannkraft

Men når og hvor mye vann skal slippes ut? Det avhenger av mange ulike faktorer, inkludert værforhold, landskap, nedbør, vintertemperaturer, strømmarkedet og den politiske situasjonen i Europa.

Siden det norske strømsystemet er koblet til Europa, blir det desto vanskeligere å ta gode beslutninger. Dette ble kraftig demonstrert av hendelsene etter den russiske invasjonen av Ukraina. Da Russland sluttet å selge gass til Europa på grunn av europeisk støtte til Ukraina, var effekten på energitilgang og energipriser dramatisk.

Beregningene blir ekstremt kompliserte med så mange faktorer å vurdere på en gang. Produsenter i norsk vannkraftindustri bruker matematikk når de beregner hvordan de skal regulere vannstanden i magasiner.

«Vi ønsker å forsterke klassiske regnemetoder med metoder fra kunstig intelligens. På denne måten kan vi øke hastigheten på beregninger og få mer presise svar», forklarer Arghandeh.

Store ambisjoner for havvindkraft

Hydraulisk produksjon har sine luner, men denne typen fornybar energi har også store fordeler. Først og fremst kan vann lagres og generere strøm ved behov, noe som gjør det til en veldig fleksibel og ren energiform.

«Samtidig må visse grenser overholdes. Et vannkraftreservoar er av begrenset størrelse og vanntilførselen er ujevn,» forklarer Farahmand.

Vannkraft har potensial til å bidra til sikker forsyning av strøm i enda større grad enn i dag, da kunstig intelligens-metoder bidrar til å redusere usikkerhet rundt beslutninger i bransjen.

Norge streber etter å redusere bruken av fossilt brensel og bli karbonnøytral innen 2050. Et viktig skritt mot dette målet er å innføre havvind. Planen er å bygge 30 gigawatt havvindkapasitet på norsk sokkel innen 2040, en mengde tilsvarende vannkraftkapasiteten som er på plass i dag.

«Nye grønne energiformer som vind og sol er mye mindre forutsigbare enn vannkraft. Vinden blåser ikke alltid og solen skinner ikke alltid,» sier Farahmand.

«Siden vindforholdene endrer seg så raskt, trenger vi modeller som time for time kan beregne hvordan vindproduksjon påvirker integriteten til energiforsyningen vår.»

Samarbeide med strømprodusenter

Prosjektforskere samarbeidet med kraftprodusentene Lyse Produksjon AS og Østfold Energi. De tester for tiden de nyutviklede AI-verktøyene for å se hvordan de fungerer når de brukes til tiltenkt bruk. Etter hvert håper de at de store vannkraftaktørene i Norge vil ta i bruk metodene deres.

«I overgangen til et samfunn som er mye mer avhengig av sol og vind som energikilder, vil en bærekraftig vannkraftforsyning bli mye viktigere for oss. Vi er virkelig heldige i dette landet, som har så mange muligheter til å skape ren energi. ,» sier Farahmand.

Disse rene energikildene «er en naturgave. Vi må gjøre en innsats for å forvalte dem så godt som mulig, sier han.