19674060Несмотря на все капризы и непостоянство погоды, переменчивые ветра можно превратить в надёжный и постоянный источник энергии. Более того, по мнению многих специалистов, ветер — один из важнейших возобновляемых источников энергии, способный облегчить проблему резкого роста энергопотребления в мире. Ведь, в отличие от ископаемых видов топлива, которые однажды закончатся, ветер никуда не денется, пока у Земли есть атмосфера. Согласно прогнозам Vestas Wind Systems, одного из крупнейших в мире производителей ветрогенераторов, к 2020 году целых 10% потребления энергии на земном шаре будет удовлетворяться за счёт ветра.

Создание надёжного источника энергии на основе ветра во многом зависит от размещения ветровых турбин. Когда оно выбрано неправильно, это быстро сказывается на доходах энергокомпаний. Один из значимых факторов в этом вопросе — турбулентность, поскольку она повышает вероятность выхода компонентов из строя. Если суметь избежать турбулентности, можно продлить срок службы турбин и снизить эксплуатационные расходы. Соответственно, это снижает и стоимость каждого киловатта энергии.

С 1979 года датская компания Vestas занималась разработкой, производством, продажей и обслуживанием ветроэнергетических систем. Компания установила более 43 тысяч турбин в 66 странах мира, а сегодня в среднем ставит новую турбину каждые три часа. Её турбины генерируют 90 миллионов мегаватт-часов энергии в год.

Но даже эти цифры не всегда убедительны. Ведь клиент желает знать, какова будет отдача от его инвестиций в конкретном — его собственном — случае. Достаточно ли эффективно будет работать ветер с учётом рельефа местности? Да и сама компания может пострадать, выбрав неправильную точку, так как это сильно скажется в лучшем случае на стоимости гарантийного обслуживания, а в худшем — на клиентской лояльности. Турбины спроектированы для работы во вполне определённых условиях и ломаются при отклонении от изначальных параметров.

Для Vestas процесс нахождения оптимального места начинается с составления «библиотеки ветров», где объединены глобальные данные о погоде и информация, поступившая от существующих турбин. Многочисленные источники данных развёртывают перед Vestas глобальную картину. В распоряжении компании непрерывно поступающая информация с 35 тысяч метеорологических станций, а также с каждого генератора. Библиотека хранит данные о погоде за последние одиннадцать лет. Это помогает не только оптимально выбрать местоположение, но и предоставить своим клиентам прогноз электропроизводства.

Во внимание принимаются данные о температуре окружающего воздуха, атмосферном давлении, влажности воздуха и осадках, скорости ветра и, само собой, о состоянии самой турбины. В будущем эти параметры планируется дополнить информацией о вырубках лесов, спутниковыми изображениями, геопространственными данными и т. д.

Модель ветрового потока помогает сотрудникам понять закономерности, управляющие ветрами в нужном регионе, и просчитать турбулентность возле каждого ветрогенератора. Она позволяет предсказать не только усреднённые значения, но и то, как будет работать турбина в течение определённого времени суток. И если в первой версии «карта ветров» составлялась на квадратах площадью 27×27 километров, то нынешний вариант обеспечивает уже разрешение 3×3 — почти девяностопроцентное сокращение. А благодаря использованию численных методов можно получить великолепную точность модели — 10×10 метров. Это уже позволяет судить о картине в любом конкретном месте, и для точного расчёта обычно требуется не более четверти часа.

IBM System X iDataPlex
IBM System X iDataPlex
Накопить огромные данные о климате, по рассказам представителей Vestas, не слишком сложно. Куда сложнее было воспользоваться ими, в особенности когда их объем перешёл за внушительный порог в 24 петабайта. И тогда компания воспользовалась мощными вычислительными платформами IBM. Чтобы реализовать весь возможный потенциал накопленной информации, используется IBM InfoSphere BigInsights — корпоративное решение на основе Apache Hadoop, проекта с открытым исходным кодом, позволяющего распределённо обрабатывать большие объёмы данных в кластерах различных серверов. IBM InfoSphere BigInsights упрощает работу с «большими данными» в Hadoop, добавляя туда набор возможностей для администрирования, разработки, обеспечения безопасности — словом, совмещая аналитические возможности Hadoop с эффективным управлением. Аппаратное решение — высокопроизводительные серверы IBM System X iDataPlex.

Итого, Vestas быстро и точно оценивает потенциальный риск и ожидаемую прибыль, клиенты получают предсказуемое и надёжное обоснование своих затрат, а IBM — прибыльного и респектабельного заказчика. И история погоды в реальном времени превращается в огромные деньги.