Компьютерные модели, разработанные Национальной лабораторией Аргонна для содействия планированию и прогнозированию гидроэнергетики, широко используются в более чем 20 странах. Исследователи этой лаборатории не только предоставляют информацию об исследованиях и экспертное руководство для содействия развертыванию гидроэнергетики, но и резервируют силы для будущей рабочей силы, направляя студентов на решение реальных вызовов и создание гидроэнергетических ресурсов, адаптированных к энергосистеме 21-го века.

В июле этого года министр энергетики США Крис Райт заявил, что гидроэнергетика может обеспечить всю страну надежной и дешевой электроэнергией и обладает огромным потенциалом для укрепления электросети США. Соединенные Штаты пообещали сотрудничать с Королевским министерством энергетики Норвегии в разработке гидроэнергетики.

Гидроэнергетика использует поток энергии в водоемах, таких как реки. В 2022 году на его долю приходится почти более 6% от общего объема выработки электроэнергии в США и более 28% от возобновляемых источников энергии, а также является важным путем накопления энергии. Большинство коммерческих проектов по накоплению энергии в США обеспечиваются насосными гидроэлектростанциями, которые используют перепад высоты между двумя водоемами для выработки электроэнергии по требованию и составляют более 90% всех проектов по накоплению энергии коммунального масштаба в США.

Гидроэнергетика имеет решающее значение для достижения энергетических целей США. Джессика Берджесс, менеджер по сотрудничеству и продвижению образования STEM в Национальной лаборатории Аргонна, утверждает, что для дальнейшего использования этого надежного источника энергии необходимо инвестировать в следующее поколение талантов. Экспертиза Национальной лаборатории Аргонна в области гидроэнергетики охватывает передовые технологии моделирования, моделирования и оптимизации, которые позволяют оптимизировать эксплуатацию существующих гидроэлектростанций и служить ориентиром для строительства новых, а ее компьютерные модели позволяют прогнозировать выход энергии, оценивать воздействие на окружающую среду и повышать эффективность эксплуатации.

На плотине Глен-Каньон на реке Колорадо исследования Национальной лаборатории Аргонна помогают сбалансировать производство энергии с экологической устойчивостью и уменьшить воздействие на рыболовство в нижнем течении. Этот проект является одним из нескольких национальных проектов Управления гидроэнергетических технологий (WPTO) Министерства энергетики США, направленных на модернизацию, модернизацию и укрепление гидроэнергетических ресурсов США. Он включает в себя сотрудничество с коммунальными компаниями и промышленностью для разработки более эффективных инструментов интеграции гидроэнергетики и повышения роли гидроэнергетики в стабилизации электросети в периоды пикового спроса.

Владимир Коритаров, директор департамента энергетических систем отдела оценки энергетических систем и инфраструктуры Национальной лаборатории Аргонна, сказал, что рост супервычислений и искусственного интеллекта вывел исследования гидроэнергетики на новый этап, и лаборатория создает более сложные моделирования, чтобы быстрее проанализировать, как сделать гидроэлектростанции более гибкими, гибкими и эффективными.

Национальная лаборатория Аргонна также разработала уменьшенную версию физической модели для демонстрации принципов насосной гидроэнергетики и изучения оптимизации процессов накопления и рекуперации энергии для достижения максимальной эффективности. Модель очень портативна и может быть привезена в школы и на выставки STEM, чтобы продемонстрировать характеристики насосной гидроэнергетической « водной батареи ».

В недавнем практическом образовательном проекте Национальной лаборатории Аргонна, финансируемом WPTO, старшеклассники изучают гидроэлектроэнергию и становятся свидетелями работы режима насосного аккумулирования электроэнергии. В одном из проектов два студента сотрудничали с инженером по энергетическим системам Донгвэй Чжао, чтобы проанализировать роль гидроэнергетики в работе энергосистем с экономической и экологической точек зрения. Студентка Лори Уилсон сказала, что была удивлена, увидев модель насосной гидроэнергетики и понимая, как производится возобновляемая энергия.

Другая пара студентов сотрудничала с инженером по энергетическим системам Матией Павичевич, чтобы рассчитать максимальное количество электроэнергии, которое может произвести плотина Глен-Каньон, не нанося ущерба рыболовству ниже по течению. Павичевич назвал студента Габриэля Пуэло выдающимся исполнителем, создавая полный анализ чувствительности за рамки тематического исследования.

Инженер энергетических систем Ван Сиюань проходил инструктаж вместе с этими четырьмя студентами. По словам Ван Сиюаня, проект продемонстрировал сильные стороны студентов, которые оттачивают способность научно мыслить и решать проблемы, что помогает им в будущей карьере. Джессика Берджесс еще раз подчеркнула, что гидроэнергетика имеет решающее значение для достижения энергетических целей США, и инвестиции в следующее поколение талантов являются ключом к устойчивому использованию этого надежного источника энергии.