​Основната цел на научната група е насочена към оптимизиране работата на хибридни системи с възобновяеми енергийни източници (ВЕИ). Тя се разглежда в достатъчно широк спектър, който включва:

  • оптимизация на енергийни процеси при различни конфигурации на ВЕИ;
  • влияние на експлоатационните условия (запрашеност, засенчвания и др.) и режими на работа върху енергийната ефективност на ВЕИ;
  • оптимизация режимите на работа на запасяващи устройства;
  • приложение на Интернет на Нещата (IoT) в енергийните системи;
  • организация, съхранение и анализ на големи данни в цифровите енергийни системи.

Дейността на групата е обособена в четири работни пакета:

РП 1. Децентрализирани енергийни източници без системи за запасяване на енергия в урбанизирани райони

Този работен пакет е организиран в следните дейности:

  • Дейност 1.1. Анализ на основните фактори, влияещи върху производство на електрическа енергия от хибридни системи: Идентификация на основните параметри и характеристики на факторите, влияещи върху производителността на децентрализирани енергийни източници в урбанизирани райони. Първичните данни ще бъдат получени чрез експериментални изследвания и от бази данни с архивна информация.
  • Дейност 1.2. Модели на приложение на възобновяема енергия в градски и селскостопански райони: Включва анализ на информация относно обектите на изследване (административни сгради, селскостопански обекти и др.), технологичните процеси, основните потоци на енерго- и масо-обмен. Целта на тази дейност е статистически анализ на общото електропотребление и на разпределението му по процеси. Предлагат се типови модели на потребители и фотоволтаични системи без запасяващи устройства (ФВСБЗУ)..
  • Дейност 1.3. Експериментални изследвания и верификация: Експерименталните изследвания се провеждат в лабораторни условия. Изучава се влиянието на експлоатационните условия и режими на работа върху енергийната ефективност на фотоволтаични паркове. Получените резултати и типови модели от Д1.2 се използват при организиране на лабораторни изследвания с помощта на закупените електронни товари. Моделите на хибридни системи без системи за съхранение на енергия се верифицират.
  • Дейност 1.4. Оптимизация структурата на фотоволтаични системи без запасяващи устройства в урбанизирани райони: Предлагат се критерии за оптималност (икономически, експлоатационни, екологични и пр.) и се провеждат оптимизационни процедури, отчитащи резултатите от Д1.1-Д1.3. Дефинират се типични сценарии за използване на хибридни системи в урбанизирани райони. На базата на симулационни изследвания се извършва оценка на различните конфигурации на фотоволтаични системи.

РП 2. Интелигентно управление на енергийни системи със запасяващи устройства в урбанизирани райони

Този работен пакет е организиран в следните дейности:

  • Дейност 2.1. Анализ на режимите на работа на потребители на електрическа енергия в комунално-битовия сектор: Изучават се денонощни и седмични товарови графици на битови потребители. Извършва се вероятностно-статистически анализ на основните показатели, характеризиращи индивидуални товарови графици.
  • Дейност 2.2. Моделиране на енергийни процеси във фотоволтаични системи със запасяващи устройства: Разработват се типови модели на денонощно и седмично електропотребление на потребители в комунално-битовия сектор. Разработват се модели на хибридни системи със запасяващи устройства (ХССЗУ).
  • Дейност 2.3. Експериментални изследвания и верификация на разработените модели: На базата на резултатите от Д 2.1 и 2.2 се обосновават сценарии за експериментални изследвания. Проверява се приложимостта и адекватността на предлаганите модели на ХССЗУ чрез сравнение на симулирани и експериментални данни.
  • Дейност 2.4. Оптимизация на хибридни системи със запасяващи устройства: На базата на резултатите от Д2.1 се дефинират критерии за оптималност. На базата на разработените в Д2.2 модели се предлагат методи за ефективно използване на системи за запасяване на енергия в комунално-битовия сектор.

РП 3. Интелигентни системи за оценка експлоатационната надеждност на фотоволтаични системи в урбанизирани територии

Този работен пакет е организиран в следните дейности:

  • Дейност 3.1. Анализ влиянието на околната среда върху експлоатационната надеждност и ефективност на фотоволтаични генератори: Систематизират се и се идентифицират основните фактори от урбанизирана околна среда, влияещи върху ефективността и експлоатационната надеждност на фотоволтаични генератори (в т.ч. засенчвания, запрашеност, замърсявания от птици и др.).
  • Дейност 3.2. Изследване влиянието на фактори на околната среда върху работата на фотоволтаични инсталации: Провеждат се експериментални изследвания с изградената експериментална система за изследване на PV панели. Чрез закупеният тестер за фотоволтаични системи и чрез вече налична термокамера Mobotix (Konica Minolta) ще се оцени влиянието на различни градски замърсители върху ефективността на фотоволтаични модули и ще се снемат техните „инфрачервени отпечатъци" (thermal signature).
  • Дейност 3.3. Модели на замърсяване на фотоволтаични повърхности на базата на машинно обучение: На основата на машинно обучение и компютърно зрение се разработват модели за класификация на различни състояния на фотоволтаични повърхности. Чрез тях се прогнозира влиянието на факторите на средата върху произвежданата електроенергия.
  • Дейност 3.4. Методика за мониторинг замърсяването на фотоволтаични инсталации в реално време: Разработва се обобщена методика за отдалечен мониторинг на фотоволтаични инсталации и оптимизация на дейностите, свързани с експлоатация им, като подпомага вземането на решения. Тя се базира на разработените в Д3.3 модели и позволява ранна диагностика и идентификация на замърсяване на фотоволтаичните повърхности.

РП 4. Управление на големи данни в комунално-битовия енергиен сектор

Този работен пакет е организиран в следните дейности:

  • Дейност 4.1. Анализ на сензорни, информационни и комуникационни технологии при експлоатация на хибридни системи: В тази дейност се систематизират и определят факторите, оказващи влияние при избора на Интернет на нещата (IoT) устройства за събиране на данни. Избор на подходящи технологии от областта на IoT, които да бъдат използвани като източници на данни за Д4.2 и Д4.3. Избраните технологии ще бъдат управлявани от системата в Д4.4.
  • Дейност 4.2. Модели за организация и съхранение на Големи Данни (Big Data): Разработване на модели и методики за събиране, обработка и съхранение на разнородни IoT данни, получени от технологиите, избрани в Д4.1: от параметри за работата на фотоволтаичната система (ФВС); за състоянието на ФВС; за навиците / потреблението на потребителите; за използвани устройства и консуматори.
  • Дейност 4.3. Алгоритми от изкуствен интелект и машинно обучение: На базата на данните, получени от Д4.1 и използвайки моделите и принципите от Д4.2, се избират подходящи алгоритми за машинно обучение и изкуствен интелект, които да бъдат подходящи за приложение в Д4.4. Дейността е основополагаща за разработването на системата в Д4.4.
  • Дейност 4.4. Прототипна data-driven система за вземане на решения и енергиен мениджмънт за битови потребители: Проектиране на софтуерна система за вземане на решения, с помощта на средства за анализ на големи данни, в динамично изменяща се среда, използвайки методите на машинното обучение, информационните и комуникационните технологии и data mining. Някои от по-важните функционалности на системата са: събиране, обработка и визуализация на статистическа информация; прогнозиране и откриване на шаблони от данните; известяване при настъпване на събития (на англ. management notifications) - предупреждения при възникване на критични състояния на системата, известия за извършване на профилактика, на база аналитичните модели и събраната информация за състоянието на системата; индивидуално управление от битови потребители; оценки и прогнози на производството на енергия; режими на управление на ФВС.