Mihael Mohorčič, Odsek za komunikacijske sisteme (E6)
Za obnovljive vire energije v jadransko-jonski regiji je značilna razdrobljenost in omejeno čezmejno sodelovanje energetskih sistemov. Projekt GOTOTWIN v okviru programa Interreg ADRION želi to stanje izboljšati s pomočjo zasnove in implementacije odprte platforme za integracijo digitalnih dvojčkov obnovljivih virov energije v širši regiji, ki bo pomagala deležnikom v realnem času spremljati osnovna sredstva, simulirati zapletene energetske scenarije in načrtovati naložbe v infrastrukturo. Pri tem projekt vključuje univerze, raziskovalne inštitute, ponudnike energije in tehnološka podjetja iz Grčije, Hrvaške, Slovenije, Srbije, Bosne in Hercegovine ter Severne Makedonije.
Mapiranje področja obnovljivih virov in deležnikov
Projekt se je začel z oceno stanja na področju obnovljivih virov energije, ki je pokazala ogromen neizkoriščen potencial vetrnih, sončnih, vodnih in biomasnih virov v regiji ter poudarila, da lahko tehnologija digitalnih dvojčkov pomaga pri boljšem izkoriščanju teh virov. Poleg tega je študija izpostavila ključni pomen sodelovanja med državami članicami in nečlanicami EU za doseganje ciljev evropskega zelenega dogovora in načrta REPowerEU, pri čemer imajo ključno vlogo naložbe v platforme digitalnih dvojčkov in usklajene politike.
Sočasno so projektni partnerji pod vodstvom raziskovalcev z IJS izvedla mapiranje deležnikov na področju obnovljive energije. S preiskavo nacionalnih ekosistemov je bil ustvarjen obsežen seznam operaterjev elektrarn in omrežij, regulatorjev, občin, raziskovalnih laboratorijev in inštitutov, tehnoloških ponudnikov in nevladnih organizacij. Da bi zagotovili vključenost vseh ključnih akterjev, je postopek mapiranja sledil štirim strukturiranim korakom, od identifikacije preko konsolidacije in kategorizacije do preverjanja. S tem postopkom je bil ekosistem deležnikov, katerega osnovo predstavljajo uveljavljena omrežja na področju energetike, razširjen z novimi deležniki kot so zagonska podjetja in lokalne energetske skupnosti.
Zasnova arhitekture
V naslednjem koraku so projektni partnerji v sodelovanju z deležniki ter s pomočjo vprašalnikov, intervjujev in delavnic zbrali funkcionalne in nefunkcionalne zahteve za platformo digitalnih dvojčkov. Zahteve poudarjajo potrebo po zajemanju podatkov v realnem času, visoki prepustnosti podatkov, varni komunikaciji, uporabniku prijaznih vmesnikih, združljivosti z obstoječimi sistemi in skladnosti s predpisi EU o podatkih. Za prikaz in validacijo delovanja platforme znotraj projekta so bili določeni trije prednostni pilotni primeri uporabe:
- deljenje podatkov med obnovljivimi viri in operaterji omrežij,
- storitve napovedovanja in optimizacije na osnovi modelov umetne inteligence, in
- eksperimentalno okolje za testiranje novih tržnih in regulatornih scenarijev v varnem virtualnem okolju.
Na podlagi zbranih zahtev je bila določena tronivojska konceptualna arhitektura, v kateri:
- komunikacijski prehod povezuje sredstva obnovljivih virov energije (vetrne, sončne in hidroelektrarne ter okoljske in vremenske senzorje) z uporabo standardnih protokolov.
- jedro platforme digitalnih dvojčkov zajema, shranjuje in analizira podatke.
- vizualizacija ponuja nadzorne plošče za spremljanje v realnem času, napovedno vzdrževanje sredstev, napovedovanje proizvodnje in porabe energije ter agregacijo virov v virtualne elektrarne.
Spodnji diagram prikazuje podatkovni tok od obnovljivih virov energije in senzorjev skozi jedro platforme digitalnih dvojčkov do različnih vizualizacijskih modulov, ki se lahko prilagodijo potrebam operaterjev, regulatorjev ali raziskovalcev.
Slika 1: Zasnova platforme digitalnih dvojčkov za obnovljive vire energije projekta GOTOTWIN
Predlagano tronivojsko arhitekturo smo v projektu realizirali kot modularen, storitveno-orientiran, oblačni sistem. Celotna zasnova temelji na odprtokodnih tehnoloških komponentah Kubernetes za orkestriranje mikrostoritev in ustrezno prilagajanje sistemskih virov, Eclipse Hono kot prehod interneta stvari (angl. Internet of Things gateway) za varno povezovanje sredstev in senzorjev, Eclipse Ditto za upravljanje stanj digitalnih dvojčkov, InfluxDB za shranjevanje podatkovnih časovnih vrst in Grafana za zagotavljanje interaktivnih nadzornih plošč. Uporaba odprtih standardov in odprtokodnih orodij zagotavlja interoperabilnost in preprečuje odvisnost od enega samega ponudnika. Takšna zasnova omogoča modularnost, prilagodljivost, interoperabilnost, varnost in razširljivost npr. z moduli za napovedovanje, optimizacijo, trgovanje in analizo politik.
Sodelovanje z deležniki in usklajevanje energetskih politik
Poleg tehnične zasnove in izvedbe platforme digitalnih dvojčkov za obnovljive vire energije je pomemben del projekta GOTOTWIN tudi vzpostavitev sodelovanja z deležniki in usklajevanje energetskih politik v širši regiji. V ta namen projekt organizira različne delavnice in dogodke.
Prva dvodnevna delavnica, ki je potekala maja 2025 v grškem mestu Kozani pri partnerju University of Western Macedonia, je obsegala tri vsebinsko ločene dogodke. Na prvem dogodku so udeleženci primerjali različna ogrodja mikrostoritev, odprtokodne komponente in orodja ter preučevali, kako najbolj učinkovito v bodočo platformo povezati senzorje, robne naprave in sredstva obnovljivih virov energije v obstoječih živih laboratorijih partnerjev iz Severne Makedonije, Srbije, Grčije in Hrvaške. Razprava je zajela tudi čezmejno eksperimentiranje in za to potrebno uskladitev vrst senzorjev, podatkovnih formatov in vmesnikov. Drugi dogodek je bil osredotočen na energetske politike in regulativo. Projektni partnerji in zunanji udeleženci so kot ključne izzive za čezmejno uporabo digitalnih dvojčkov in energetsko povezovanje identificirali različna tveganja kibernetske varnosti, vprašanja lastništva podatkov in neskladne regulatorne okvire med državami. Tretji dogodek z gosti iz vladnih agencij, energetskega regulatorja in industrije se je podrobneje posvetil vprašanjem o kibernetski varnosti, interoperabilnosti in upravljanju podatkov. Udeleženci v razpravi so izpostavili potrebo po usklajevanju predpisov med državami, določitvi jasnih pravil o lastništvu in zasebnosti podatkov ter uvedbi spodbud za naložbe v infrastrukturo digitalnih dvojčkov. Poudarili so tudi pomembnost vključevanja državljanov in malih podjetij v energetsko tranzicijo z namenom izkoriščanja digitalnih dvojčkov tako za družbene inovacije kot tehnično optimizacijo.
Drugo dvodnevno delavnico je decembra 2025 v Ljubljani gostil Institut “Jožef Stefan”. S to delavnico je projekt označil dosežek pomembnega mejnika, to je delujoč prototip platforme digitalnih dvojčkov za obnovljive vire energije projekta GOTOTWIN. Delavnica je obsegala dva dogodka: prvi je bil usmerjen v mreženje in vključevanje deležnikov, drugi pa je namenjen začetku integracije obnovljivih energetskih sistemov iz živih laboratorijev v Severni Makedoniji, Srbiji, Grčiji in na Hrvaškem v platformo digitalnih dvojčkov. Odprta Delavnica o digitalnih dvojčkih za energetsko tranzicijo, s številnimi povabljenimi deležniki in sorodnimi projekti, je obsegala 18 predstavitev, namenjena pa je bila tako razširjanju dosežkov projekta GOTOTWIN kot predstavitvam sorodnih projektov in aktivnosti drugih deležnikov. Drugi dogodek je bil zaprte narave in namenjen projektnim partnerjem za pridobivanje praktičnih izkušenj z integracijo obnovljivih virov energije v platformo ter preskušanju zajemanja podatkov v realnem času, podprtih komunikacijskih protokolov in vključenih modulov za vizualizacijo.
Slika 2: Udeleženci delavnice GOTOTWIN na IJS (©Marjan Verč, 2025)
Trenutno stanje in nadaljnji koraki
Do začetka leta 2026 je projekt GOTOTWIN zaključil vrsto osnovnih študij in poročil, določil arhitekturo platforme digitalnih dvojčkov, realiziral delujoč prototip in vzpostavil sodelovanje z deležniki na področju obnovljivih virov energije v regiji. Partnerji iz živih laboratorijev sedaj vključujejo svoje vire v prototip platforme digitalnih dvojčkov, ki mogoča integracijo senzorjev, zajem podatkov v realnem času preko Eclipse Hono, shranjevanje časovnih vrst podatkov v bazo InfluxDB in njihovo vizualizacijo preko interaktivnih nadzornih plošč v okolju Grafana. Sočasno partnerji razvijajo modele umetne inteligence za kratkoročno napovedovanje proizvodnje in porabe energije ter zaznavanje anomalij, pripravljajo pa tudi čezmejne eksperimente, ki bodo povezovali žive laboratorije iz različnih držav.
V naslednji fazi bo platforma razširjena z vključitvijo naprednih optimizacijskih algoritmov za uravnavanje ponudbe in povpraševanja, orodij za simulacijo trga in testiranje regulatornih scenarijev ter modulov za analizo energetskih politik. Ob tem bo projekt nadaljeval z vključevanjem deležnikov prek različnih delavnic in tematskih dogodkov, končni cilj pa je postati referenčna točka za regionalno sodelovanje na področju obnovljivih virov energije.
Kratek povzetek (če pride kaj prav)
Projekt GOTOTWIN spodbuja integracijo obnovljivih virov energije v jadransko-jonski regiji s pomočjo napredne tehnologije digitalnih dvojčkov. Pobuda z namenom izboljšanja čezmejnega izkoriščanja obnovljivih virov združuje raziskovalne inštitute, univerze in energetska podjetja iz šestih držav. Začetna faza je vključevala celovito mapiranje trga, deležnikov in regulative, kar je razkrilo velik neizkoriščen potencial regije, čemur je sledila zasnova platforme digitalnih dvojčkov. Razvita platforma digitalnih dvojčkov temelji na odprtokodnih orodjih, ki omogočajo varno zajemanje podatkov v realnem času in simulacijo kompleksnih scenarijev. Decembra 2025 je bil v Ljubljani predstavljen prvi delujoč prototip platforme, v katero se zdaj povezujejo živi laboratoriji (angl. living labs) projektnih partnerjev iz Severne Makedonije, Srbije, Grčije in Hrvaške. Platforma je zasnovana modularno in omogoča spremljanje sredstev, napovedno vzdrževanje in vizualizacijo energetskih tokov. Trenutno projektni partnerji razvijajo modele umetne inteligence za kratkoročno napovedovanje proizvodnje in porabe energije ter zaznavanje anomalij. Poseben poudarek projekta je namenjen usklajevanju regulative in energetskih politik ter zagotavljanju kibernetske varnosti v energetskem omrežju. V naslednji fazi bodo v platformo vključeni algoritmi za optimizacijo trgovanja in uravnoteženje omrežja. Projekt GOTOTWIN tako postavlja temelje za regionalni energetski prehod, ki temelji na digitalizaciji in skupnih standardih.
