Badania perowskitów oraz prognozowanie cen na rynkach energii elektrycznej – to tematy, którymi zajmą się na PWr laureaci konkursu Opus 22 + LAP/Weave organizowanego przez Narodowe Centrum Nauki. Projekty będą prowadzone z partnerami z Niemiec.

W konkursie NCN badacze mogli starać się m.in. o finansowanie dwu- lub trójstronnych projektów we współpracy LAP (Lead Agency Procedure), projektów z udziałem innych partnerów zagranicznych, a także wymagających wykorzystania wielkich, międzynarodowych urządzeń badawczych.

Procedura LAP to nowy standard oceny wniosków stosowany w europejskich instytucjach finansujących naukę. Ma ona ułatwić międzynarodowym zespołom badawczym ubieganie się o środki na realizację wspólnych projektów oraz usprawnić proces oceny wniosków przez instytucje finansujące badania.

W sumie finansowanie otrzymał jeden projekt trójstronny polsko-niemiecko-słoweński z zakresu nauk ścisłych i technicznych wart ponad 860 tys. zł oraz piętnaście dwustronnych polsko-niemieckich projektów badawczych o łącznej wartości ponad 19 mln zł. Dwa z nich będą realizowane na Politechnice Wrocławskiej.

Wspólne badania perowskitów

Dr hab. inż. Michał Baranowski z Wydziału Podstawowych Problemów Techniki otrzymał grant w wysokości ponad 1,1 mln zł na projekt „Mikroskopowy obraz wąskiego gardła fononowego w 2-wymiarowych perowskitach”.

– Będziemy w nim badać pochodzenie zaskakująco dużej wydajności emisji światła z dwu-wymiarowych perowskitów. Chcemy zweryfikować hipotezę, że niezwykła sprawność tych materiałów związana jest z ich właściwościami mechanicznymi a dokładnie z ich miękkością, która to zdaje się mieć znaczący wpływ na ich właściwości elektroniczne i optyczne – wyjaśnia naukowiec.

Badania będą prowadzone we współpracy z prof. Erminem Malicem z Philipps-Universitat w Marburg, który jest wiodącą postacią w badaniach dwu-wymiarowych półprzewodników. Niemiecki naukowiec specjalizuje się w teoretycznym opisie dynamiki rekombinacji i relaksacji ekscytonów w tych materiałach.

– Jego doświadczenie i specjalizacja w modelowaniu dynamiki ekscytonów w połączeniu z eksperymentalnymi możliwościami Politechniki Wrocławskiej stanowią idealne połączenie dające dużą szansę na dogłębne zrozumienie unikatowych własności dwu-wymiarowyh perowskitów – podkreśla dr hab. inż. Michał Baranowski

Realizacja projektu potrwa 36 miesięcy. 

Skuteczne prognozowanie cen energii

Ponad 900 tys. zł dofinansowania otrzymał natomiast prof. Rafał Weron z Wydziału Zarządzania. Projekt „Probabilistyczne prognozowanie cen na rynkach energii elektrycznej w horyzoncie średnio- i długoterminowym” będzie realizował we współpracy z prof. Florianem Zielem z University of Duisburg-Essen.

– Zmiany klimatyczne wymuszają fundamentalne transformacje w niemal wszystkich sektorach gospodarki. Aby osiągnąć unijny cel neutralności klimatycznej do 2050 r., system elektroenergetyczny potrzebuje ogromnych inwestycji w nowe magazyny energii, wytwarzanie energii ze źródeł odnawialnych i infrastrukturę sieciową – mówi prof. Rafał Weron. – Inwestycje takie wymagają jednak rygorystycznej kwantyfikacji niepewnej przyszłości, w szczególności cen energii elektrycznej w horyzoncie czasowym liczonym w miesiącach i latach. Ze względu na sprzężenie sektorowe, np. poprzez pojazdy elektryczne i systemy power-to-heat, rola średnio- i długoterminowego probabilistycznego (tj. całego rozkładu) prognozowania cen energii elektrycznej stanie się jeszcze ważniejsza w nadchodzących dekadach – dodaje.

Naukowiec zwraca przy tym uwagę, że literatura dotycząca tego zagadnienia jest bardzo skąpa. Tylko 8% badań dotyczy horyzontów czasowych wykraczających poza następną dobę, a mniej niż 1% tak bardzo potrzebnych średnio- i długoterminowych prognoz probabilistycznych.

– Dlatego właśnie chcemy podjąć się tego wyzwania i dostarczyć metody oraz narzędzia obliczeniowe do probabilistycznego prognozowania średnio- i długoterminowych cen na rynkach energii elektrycznej – zapowiada prof. Rafał Weron.

Naukowcy planują opracowanie głębokich sieci neuronowych, metod wykorzystujących wzmocnienie gradientowe, technik regularyzacji oraz modeli przełącznikowe. Ponadto zaproponują metody prognozowania oparte na krzywych popytu i podaży oraz przedstawią wnioski dotyczące stosowania fundamentalnych modeli rynku energii elektrycznej w warunkach niepewności.

– Opracujemy też nowe metody kombinacji oraz agregacji prognozowanych rozkładów cen. Wszystko to dla horyzontów czasowych liczonych w miesiącach i latach – tłumaczy prof. Rafał Weron. – Projekt ma charakter interdyscyplinarny. Z punktu widzenia badań podstawowych wniesie wkład do wielu dyscyplin, od informatyki, statystyki obliczeniowej, ekonomii i finansów po elektrotechnikę – dodaje.

Projekt, który zakończy się w 2026 r., przyczyni się również do bardziej efektywnego zarządzania ryzykiem oraz średnio- i długoterminowego wspierania decyzji w kontekście transformacji energetycznej. Ta ostatnia kwestia leży u podstaw Europejskiego Zielonego Ładu i jest zgodna z zaangażowaniem UE w globalne działania na rzecz klimatu w ramach Porozumienia paryskiego.

To nie pierwsze wspólne badania realizowane przez prof. Rafała Werona i prof. Floriana Ziela. Właśnie dobiega końca projekt „Investigating Market Microstructure and shOrt-term pRice forecasTing in intrA-day eLectricity markets” prowadzony w ramach grantu Beethoven.

mic