Când intensitatea vântului scade sau norii blochează soarele, sistemul energetic european are nevoie de alte surse de energie care să poată răspunde la fluctuațiile cererii.
Energia hidroelectrică poate juca un rol important în acest sens. Hidrocentralele pot mări sau reduce producția în funcție de fluctuațiile cererii, iar unele pot stoca apă pentru a produce energie electrică mai târziu, când este cea mai mare nevoie de ea.
Pentru Alkiviadis Tromaras, inginer în producție și inginer mecanic și cercetător la Centrul de Cercetare și Tehnologie Hellas (CERTH) din Grecia, valorificarea la maximum a flexibilității energiei hidroelectrice nu înseamnă doar producerea unei cantități cât mai mari de curent. Este vorba despre echilibrarea cu pricepere a multor variabile diferite.
Operatorii trebuie să găsească un echilibru între variațiile nivelului apei, prognozele meteo, întreținerea echipamentelor și cerințele de mediu, inclusiv gestionarea condițiilor apei care pot afecta viața acvatică.
Tromaras a coordonat un proiect de cercetare cu durata de trei ani, finanțat de UE, numit „Di-Hydro”, care a dezvoltat tehnologii AI și digitale pentru a ajuta centralele să ia decizii de operare mai bune, ținând cont și de constrângerile de mediu.
„Dorim să facem hidrocentralele mai inteligente, mai digitalizate și mai flexibile”, a declarat el.
De ce este importantă energia hidro
Energia hidro este deja o parte importantă a mixului de energie din surse regenerabile al Europei. Potrivit Eurostat, ea a fost în 2025 a treia cea mai mare sursă de energie electrică din surse regenerabile din UE, după cea eoliană și cea solară, reprezentând 25,9% din producția de energie electrică din surse regenerabile.
În discursul său din 16 septembrie privind starea Uniunii, șefa Comisiei Europene, Ursula von der Leyen, a făcut apel la Europa să „mizeze și mai mult pe energia noastră curată, produsă la nivel local și la prețuri accesibile” și să „dezvolte capacitățile de stocare”. Energia hidroelectrică este în măsură să răspundă ambelor cerințe, oferind flexibilitatea și capacitățile de stocare necesare pentru integrarea în sistemul de energie electrică a unor surse variabile, precum energia eoliană și cea solară.
Energia hidroelectrică se confruntă însă cu propriile provocări. Cantitatea de apă care alimentează centralele este tot mai greu de anticipat. Schimbările climatice modifică modelele de precipitații și de topire a zăpezii și măresc riscul de secetă și de inundații.
„În general, cantitatea de apă poate fi aceeași, dar este distribuită diferit de-a lungul anului”, a declarat Nicola Crippa, manager de produs pentru software-ul de optimizare a energiei hidroelectrice din cadrul companiei italiene MAS Consulting.
Acest lucru face ca prognozele precise să fie din ce în ce mai importante. Cunoașterea cantității de apă care este probabil să ajungă – și a momentului în care va ajunge – poate ajuta operatorii să decidă când să producă energie electrică și când să păstreze apa pentru mai târziu.
„Ne permite să producem energie când este mai mare nevoie de ea și să acoperim cererea de energie în intervalele orare din timpul zilei în care este nevoie de o cantitate mai mare de energie”, a declarat Crippa.
De asemenea, energia hidro trebuie să funcționeze în limitele impuse de mediul înconjurător. Efectele ei asupra faunei sălbatice, a cursurilor de apă și a condițiilor apei sunt deja reglementate de legislația de mediu a UE și, de aceea, este important să înțelegem ce se întâmplă în interiorul și în jurul unei centrale.
Simularea digitală a deciziilor
O modalitate prin care cercetătorii abordează aceste provocări constă în crearea unei versiuni digitale a unei hidrocentrale, numită și geamăn digital.
Modelul virtual poate fi alimentat cu informații de la centrala reală și folosit pentru a simula diferite situații. Algoritmii de învățare automată pot contribui apoi la identificarea tiparelor și la anticiparea a ceea ce s-ar putea întâmpla în diferite condiții meteorologice, de debit al apei sau de funcționare.
„Acești algoritmi oferă informații utilizatorului – operatorul hidrocentralei – și îi permit să testeze diferite scenarii într-un mediu digital fără risc”, a declarat Tromaras. „Se pot valorifica informațiile pe care fiecare instrument le poate genera, pentru ca, în final, să puteți lua decizii în cunoștință de cauză.”
Scopul nu este de a înlocui personalul care operează centralele. În schimb, instrumentele digitale pot oferi operatorilor o imagine mai clară asupra evoluțiilor posibile, permițându-le să compare diferite opțiuni înainte de a lua o decizie.
De exemplu, dacă se așteaptă o cantitate mare de apă sau dacă este probabil ca lunile următoare să fie neobișnuit de secetoase, operatorii pot adapta modul de funcționare a centralei în consecință.
Potrivit lui Tromaras, testele au demonstrat că platforma de sprijinire a procesului de decizie poate genera decizii de operare mai eficiente, ținând cont în același timp de constrângerile și reglementările de mediu.
Senzori pentru monitorizarea apei și a utilajelor
Cercetătorii au dezvoltat și senzori care pot oferi o imagine mai detaliată a condițiilor din jurul unei hidrocentrale.
Unii senzori monitorizează calitatea apei și condițiile de mediu, de exemplu, oxigenul dizolvat, pH-ul, conductivitatea, temperatura, amoniacul, algele și prezența bacteriei E. coli. Modificările oricăruia dintre acești parametri pot semnala probleme care afectează viața acvatică.
„Toți acești parametri pot afecta organismele acvatice, așa că pot oferi un «semnal de alarmă timpuriu» despre ce se întâmplă în lacul de acumulare”, a afirmat Tromaras.
Cercetătorii au combinat datele înregistrate de senzori cu informații istorice pentru a dezvolta sisteme de monitorizare a calității apei în amonte și în aval de hidrocentrale. Scopul este să ofere operatorilor o imagine mai clară a condițiilor de mediu și să ajute la anticiparea schimbărilor.
Alți senzori monitorizează chiar utilajele în sine. Dispozitivele fără fir pot monitoriza în permanență factori precum emisia acustică, vibrațiile, presiunea și temperatura, ajutând la identificarea primelor semne de uzură sau deteriorare.
Astfel, lucrările de întreținere ar putea fi făcute înainte ca o problemă minoră să se transforme într-o defecțiune majoră, reducând posibilele perioade de nefuncționare și asigurând o exploatare mai fiabilă a hidrocentralelor.
Aceste abordări au fost testate în condiții diferite, și anume în centrale hidroelectrice din Grecia, Italia și Serbia. Aceste amplasamente au permis cercetătorilor să exploreze diverse provocări, de la monitorizarea structurilor și a utilajelor până la anticiparea calității și debitului apei.
Centralele vechi, mai inteligente
Una din provocări este că parcul hidroelectric al Europei este departe de a fi uniform. Centralele diferă mult ca vechime, tehnologie și nivel actual de digitalizare.
„Nivelul de digitalizare este foarte diferit în Europa”, a declarat Crippa. „Digitalizarea tuturor sistemelor va necesita mult efort, dar trebuie făcută.”
De aceea, cercetătorii s-au concentrat pe instrumente care pot fi adaptate la hidrocentralele existente, în loc să pornească de la ideea că fiecare centrală are aceeași bază tehnologică.
Reunirea cercetătorilor, a dezvoltatorilor de tehnologie și a operatorilor de energie hidroelectrică a fost, de asemenea, importantă, a declarat Tromaras, pentru că a permis dezvoltarea și testarea instrumentelor digitale în funcție de nevoile din lumea reală.
„Reunirea tuturor acestor parteneri din diferite țări a fost foarte importantă, deoarece împreună avem mai multă expertiză”, a declarat el.
Proiectul, care s-a derulat până în septembrie 2026, a ajuns acum în etapa în care cercetătorii privesc dincolo de amplasamentele inițiale de testare și caută oportunități noi de folosire în practică a acestor instrumente.
Obiectivul general nu este de a schimba rolul energiei hidroelectrice, ci de a o ajuta să răspundă mai eficient la schimbările sistemului energetic, fără a pierde din vedere râurile și ecosistemele de care depinde.
Pe măsură ce energia eoliană și cea solară ocupă o pondere tot mai mare în mixul de energie electrică al Europei, această capacitate de a echilibra energia, apa și natura ar putea deveni tot mai importantă.
Articol scris de Hannah Docter-Loeb
Acest articol a fost publicat inițial în Horizon, revista UE pentru cercetare și inovare.
Cercetările prezentate în acest articol au fost finanțate prin programul Orizont al Uniunii Europene.
Mai multe informații
- Di-Hydro (CORDIS)
- Site-ul proiectului Di-Hydro
- Energia hidroelectrică în UE
- Cercetare și inovare în domeniul energiei
- Energia și Pactul verde
- Pactul pentru o industrie curată
