Ramos HM et al. (2025) Contributions toward net-zero carbon in the water sector: application to a case study. AQUA – Water Infrastructure, Ecosystems and Society 74 (9), 579–595 – https://doi.org/10.2166/aqua.2025.031 – open access article pdf – CC BY 4.0
Abstract (povzetek):
Ta študija predstavlja integriran okvir za povezavo med vodo in energijo, ki združuje nadzor vode na podlagi IoT, hibridne obnovljive vire energije (hidroenergija/sončna energija/vetrna energija) in optimizacijo na podlagi umetne inteligence. Podatki senzorjev v realnem času omogočajo avtomatizirano upravljanje omrežja, medtem ko umetna inteligenca optimizira delovanje in napoveduje potrebe po vzdrževanju prek zaprtega sistema. Rešitev omogoča dvosmerno izmenjavo energije, pri čemer celoten hibridni sistem (G + H + PV + W) zmanjša stroške za 41,5 % (831.000 EUR) in LCOE za 57,2 % (0,0475 EUR/kWh). Finančna analiza potrjuje izvedljivost z 26,4 % IRR in 3,8-letno donosnostjo, hkrati pa doseže negativne emisije CO2 (−160.476 kg/leto). Postopna integracija obnovljivih virov energije izboljša vse ključne kazalnike uspešnosti (KPI) in z optimiziranim delovanjem zmanjša OPEX za 89,9 % (7.156 EUR/leto). Dvojni kazalniki učinkovitosti vode in energije (uhajanje, tlak, % delež obnovljivih virov) zagotavljajo uravnoteženo in trajnostno upravljanje omrežja. Ključne inovacije vključujejo sinergijo med internetom stvari in energijo, prediktivno vzdrževanje na podlagi umetne inteligence in krožno učinkovitost virov. Okvir prikazuje, kako lahko pametna vodna omrežja dosežejo gospodarske in okoljske koristi z integracijo obnovljivih virov energije in naprednimi digitalnimi rešitvami.
Highlights (poudarki):
- Umetna inteligenca in senzorji optimizirajo hibridna omrežja s predvidljivim vzdrževanjem v realnem času.
- Hibridni sistem zmanjša stroške za 41,5 % in doseže negativne emisije CO2.
- Visoki donosi: 26,4 % IRR in le 3,8 leta do pragu rentabilnosti.
- OPEX zmanjšan za 89,9 % s pametnim delovanjem, ki ga poganja umetna inteligenca.
- Dvojni KPI za vodo in energijo uravnotežijo tlak, uhajanje in obnovljive vire energije.
Graphical Abstract (grafični povzetek):
Ta znanstveni članek predstavlja inovativno ogrodje za pametne vodovodne sisteme, ki povezuje tehnologijo interneta stvari (IoT), umetno inteligenco in hibridne obnovljive vire energije. Avtorji na primeru mesta Funchal dokazujejo, da integracija sončne, vetrne in hidroenergije drastično zmanjša operativne stroške in emisije ogljikovega dioksida. Rezultati študije kažejo, da uporaba napredne analitike omogoča predvidljivo vzdrževanje in učinkovitejše upravljanje s pritiski v omrežju. Celovit hibridni sistem dosega celo negativne vrednosti izpustov, hkrati pa zagotavlja hitro povračilo investicije in večjo energetsko neodvisnost vodovodnih podjetij. S tem raziskava ponuja konkretno pot za preobrazbo vodnega sektorja v smeri ogljične nevtralnosti in digitalne optimizacije virov.
Povzetek članka kot predstavitev z zdrski.