Abstract
Sei in grado di fornire una soluzione per prevedere con maggiore precisione precipitazioni e anomalie delle temperature?
Per poter elaborare una stima per la produzione dei propri impianti idroelettrici, Enel Green Power ha bisogno di valutare previsioni il più accurate possibile riguardanti precipitazioni e temperature in tutti gli intervalli mensili e annuali con almeno 9-12 mesi di anticipo. Attualmente, i Paesi europei, soprattutto Italia e Spagna, sono le aree in cui è più difficile prevedere con precisione le precipitazioni e le temperature perché sono meno interessate dai fenomeni oceanici che influenzano il clima a livello globale.
OVERVIEW
A causa dei gravi periodi di siccità che si sono verificati negli ultimi anni, la produzione degli impianti idroelettrici di Enel Green Power ha subito forti oscillazioni rispetto alle previsioni. Questo fenomeno si è verificato soprattutto in Italia e in Spagna.
I modelli attualmente utilizzati per prevedere le precipitazioni vengono elaborati a partire da fenomeni oceanici, quali El Niño e La Niña, che esordiscono nel Pacifico tropicale per avere successivamente un impatto globale, influenzando le previsioni nel resto del mondo. I Paesi europei, tuttavia, soprattutto quelli dell’area mediterranea, sono meno interessati da questi fenomeni a causa di fattori geomorfologici difficili da valutare. Questi fattori riducono la correlazione tra i fenomeni oceanici e le precipitazioni nei Paesi mediterranei, rendendo più difficile una previsione accurata delle precipitazioni in Italia e Spagna, anche a livello regionale.
Pertanto, la tua proposta di modello previsionale deve essere in grado di prevedere con precisione le anomalie di precipitazioni e temperature su un orizzonte temporale di circa 9-12 mesi, in particolare per l’Italia e la Spagna e anche a livello regionale. Il modello proposto dovrebbe idealmente essere in grado di prevedere anche i periodi di siccità o gli eventi di alluvione più estremi con lo stesso orizzonte di previsione (9-12 mesi in anticipo).
Enel Green Power è alla ricerca di un modello previsionale che, a differenza di quelli attualmente in uso, sia in grado di fornire previsioni più accurate in una finestra di 9-12 mesi di anticipo, soprattutto per le aree di Italia e Spagna, per le quali i modelli attualmente in uso non riescono a offrire previsioni affidabili. Il tuo modello aiuterà Enel Green Power a gestire meglio i volumi d’acqua, a proseguire con la fornitura di energia rinnovabile proveniente da impianti idroelettrici e a evitare possibili mancanze di risorse in caso di condizioni meteorologiche estreme.
Descrizione
SCENARIO
Le centrali idroelettriche sono una parte fondamentale del futuro delle energie rinnovabili e rappresentano, secondo il World Economic Forum, circa il 40% della capacità rinnovabile totale. Questi impianti, spesso complessi, sono soggetti alla variabilità della produzione energetica dovuta alle precipitazioni.
Le fasi di produzione degli impianti idroelettrici devono essere pianificate con 9-12 mesi di anticipo, come un qualsiasi altro impianto di fornitura energetica. Le previsioni meteorologiche e, in particolare, quelle riguardanti le precipitazioni e le temperature diventano quindi elementi fondamentali per una corretta pianificazione del programma operativo. Gli ultimi anni hanno visto, soprattutto in Italia e in Spagna, l’alternarsi di stagioni secche seguite da eventi estremi e alluvioni.
Le previsioni a medio e lungo termine, soprattutto nei Paesi europei, sono ancora oggi piuttosto inaffidabili, tanto che i valori più accurati a cui ci si può affidare sono quelli ricavati dalle medie storiche. Oltre questo, le anomalie meteorologiche degli ultimi anni hanno portato a una forte deviazione anche da questo valore, rendendo ancora più difficile elaborare stime più precise.
Lo sviluppo di un modello previsionale avanzato, quindi, potrebbe finalmente consentire di prevedere anche eventi estremi, così da potervi allineare le stime di produzione degli impianti idroelettrici.
LA CHALLENGE
Enel Green Power è alla ricerca di proposte per modelli innovativi in grado di fornire previsioni accurate e affidabili a medio-lungo termine (9-12 mesi di anticipo) per precipitazioni e temperature, specialmente per l’area mediterranea. In particolare, questa sfida riguarda l’attuale difficoltà di prevedere gli eventi meteorologici e climatici in Italia e in Spagna se non a brevissimo termine.
Enel Green Power ha esaminato internamente i modelli climatici e meteorologici tradizionali, compresi quelli del North American Multi-Model Ensemble (NMME), dello European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF), ecc. I centri di previsione di tutto il mondo dispongono di un’ampia infrastruttura progettata per prevedere le precipitazioni, le temperature, la concentrazione di entrambe e gli eventi meteorologici estremi. Poiché i modelli sopra citati non hanno però fornito risultati affidabili/rappresentativi per i nostri scopi specifici, in particolare per i 9-12 mesi successivi e in particolare per Italia e Spagna, Enel è alla ricerca di un modello che utilizzi approcci e variabili “diversi/rivoluzionari”, differenti da quelli normalmente utilizzati.
Il modello può utilizzare diversi approcci, anche concatenati tra loro (ad esempio, modelli statistici, fisici o di apprendimento automatico). La previsione deve essere effettuata per macro-aree in cui vigano condizioni climatiche omogenee. Vorremmo incoraggiare più di tutto l’innovazione, in questa challenge: ad esempio la tua soluzione potrebbe assumere la forma di un modello ibrido che utilizza elementi tradizionali combinati tra loro con un approccio innovativo, oppure modelli che si avvalgono dell’intelligenza artificiale per prevedere con precisione le precipitazioni e la temperatura con 9-12 mesi di anticipo. Per avere maggiori possibilità di ottenere un premio, i Partecipanti possono sfruttare questi modelli o sistemi già esistenti nella propria soluzione, ma devono essere in grado di dimostrare il valore aggiunto dal loro modello ai sistemi o ambienti già esistenti.
Questo modello di previsione deve essere in grado di prevedere e quantificare le precipitazioni e le temperature stagionali con un anticipo di almeno 9-12 mesi, in tutti gli intervalli mensili e annuali, affinché i suoi valori previsionali possano essere inseriti nei modelli di produzione energetica utilizzati da Enel Green Power. Inoltre, il modello dovrebbe idealmente essere in grado di prevedere quegli eventi estremi e periodi prolungati di siccità in cui le quantità tradizionalmente monitorate possono discostarsi dai valori medi storici.
CRITERI TECNICI
A prescindere dalla soluzione, dal sistema o dalla proposta, Enel Green Power necessita di specifiche quantità di dati e di una loro specifica e coerente formattazione per poterli utilizzare per la pianificazione della gestione degli asset idroelettrici nel medio-lungo periodo. La proposta deve rispettare i seguenti criteri:
deve utilizzare i dati storici disponibili degli ultimi 20-30 anni (preferibilmente, ma non esclusivamente, il database ERA5);
deve presentare l’analisi del MAE (Mean Absolute Error) relativo a queste anomalie di correlazione e confrontarlo con il MAE ottenuto utilizzando la media storica semplice;
le correlazioni e i MAE devono essere confrontati con i dati ottenuti attraverso i modelli stagionali standard come il North American Multi-Model Ensemble (NMME), lo European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF), ecc.;
l’intervallo di tempo minimo utilizzato deve essere il mese.
Il modello deve fornire valori in formato .csv o .xls, o comunque in uno compatibile con gli standard di Enel Green Power.
REQUISITI DELLA SOLUZIONE
La soluzione proposta, comprensiva di modello e dati validati, deve fornire a Enel Green Power una stima delle precipitazioni e delle temperature con un anno di anticipo in Italia e Spagna e deve:
- fornire una stima delle precipitazioni con 9-12 mesi di anticipo, in millimetri/giorno, per intervalli mensili e annuali;
- presentare le correlazioni delle anomalie di precipitazione tra i valori osservati e quelli predetti (hindcast). Questo deve essere fatto per un periodo di prova di almeno 5 anni, incluso il periodo 2018-2022;
- fornire una previsione delle temperature con un anticipo di 9-12 mesi, in gradi Celsius, per tutti gli intervalli mensili e annuali;
- presentare le correlazioni delle anomalie, per i valori di temperatura i valori osservati e quelli predetti, sempre su un periodo di prova di almeno 5 anni , incluso il periodo 2018-2022;
- fornire un’applicazione eseguibile localmente per verificare i dati e la soluzione o il modello proposto affinché Enel Green Power lo possa utilizzare;
- presentare la previsione fornita dal modello con cadenza mensile e annuale;
- fornire dati per le aree di Italia e Spagna, etichettati, secondo macro-aree climatiche omogenee (previsioni ad ampio raggio piuttosto che previsioni meteo giornaliere);
- presentare un modello per la previsione delle precipitazioni e delle temperature che indichi un livello di confidenza non superiore al 5%.
La tua proposta potrebbe anche soddisfare questi requisiti aggiuntivi “auspicabili”:
- previsione di eventi estremi: capacità di prevedere siccità prolungate o inondazioni nei 9-12 mesi successivi, con probabilità e dati validati allegati;
- previsione dell’acqua equivalente proveniente dalla neve, descritta come la quantità equivalente di acqua liquida immagazzinata nel manto nevoso, misurata in millimetri, per intervalli mensili e annuali, specialmente utile nel nord Italia;
- previsione della concentrazione di piogge/precipitazioni in Italia e Spagna a livello regionale, con un anticipo di 9-12 mesi.
CONSEGNE DEL PROGETTO
- La proposta presentata deve consistere in una descrizione tecnica dettagliata che includa:
- un modello o sistema di previsione della temperatura e delle precipitazioni che soddisfi i criteri tecnici e i requisiti della soluzione, con particolare precisione e attenzione alle regioni di Italia e Spagna;
- un’applicazione eseguibile in locale per verificare i dati e la soluzione proposta;
- una descrizione dettagliata del modello, dei risultati, delle prestazioni e delle caratteristiche della soluzione proposta, in particolare rispetto ai modelli attuali;
- dati, casi studio, brevetti e riferimenti a riviste o qualsiasi altro materiale a sostegno della soluzione proposta.
SDGs
Questa challenge contribuisce al raggiungimento dei seguenti obiettivi per lo sviluppo sostenibile delle Nazioni Unite:
- SDG 7: assicurare a tutti l’accesso a sistemi di energia economici, affidabili, sostenibili e moderni.
- SDG 9: costruire un’infrastruttura resiliente e promuovere l’innovazione e un’industrializzazione equa, responsabile e sostenibile.
Regole della Challenge
Tutti i Partecipanti sono invitati a leggere attentamente la challenge e il Regolamento della stessa, inserito di seguito nella sezione Allegati, prima di presentare una soluzione.
Inviando una soluzione, si accettano automaticamente il Regolamento allegato e le Condizioni d’uso di questa piattaforma.
Spiega chiaramente la tua proposta in inglese, allega i documenti (massimo 5 file, 25 MB di dimensione totale, formato ZIP, JPG, PDF) se necessario.
ELIGIBILITÀ
Fatta eccezione per le persone coinvolte nell’organizzazione e nella gestione di questa challenge OPEN INNOVABILITY® e per i loro coniugi o conviventi e i loro parenti fino al quarto grado come da legislazione italiana, le proposte potranno essere presentate da tutti i dipendenti che lavorano nelle ragioni sociali appartenenti al gruppo Enel Green Power nel mondo.
CHALLENGE, PREMIO, DIRITTI DI PROPRIETÀ INTELLETTUALE
Si tratta di una Challenge di rivendicazione che richiede una documentazione scritta, dati progettuali e la consegna di un prototipo per valutare l’efficacia della soluzione.
Per ricevere un premio, i Partecipanti non dovranno trasferire i diritti esclusivi di proprietà intellettuale al Richiedente. Al contrario, i Partecipanti concederanno al Richiedente una licenza non esclusiva per mettere in pratica le loro soluzioni.
L’ottenimento del premio finale di questa challenge è subordinato al soddisfacente completamento del processo di verifica, compresa l’accettazione dell’Accordo specifico della challenge (CSA) che costituisce il regolamento di questa challenge. Il processo di verifica prevede l’ottenimento da parte del Partecipante di: dichiarazione giurata firmata (basata sul CSA), rinuncia del dipendente (se applicabile), prova di identificazione e questionario di analisi della controparte (CAQ), altra eventuale documentazione necessaria per l’assegnazione del premio.
Fatto salvo quanto previsto dall’Articolo 5.5 delle Condizioni d’uso, l’obbligo di concedere i diritti di proprietà intellettuale di cui al presente articolo non si applica nel caso in cui la soluzione vincente sia proposta da un dipendente di una società Enel, a meno che tale dipendente non sia il proprietario della soluzione ai sensi della legislazione nazionale in materia.
Le proposte devono essere inviate entro il 7 luglio 2023: la valutazione inizierà dopo tale data.
Gli invii tardivi non verranno presi in considerazione.
Regolamento specifico in allegato.
Regolamento
Cosa accade dopo?
Dopo la scadenza della challenge, il Richiedente completerà il processo di revisione e prenderà una decisione in merito alle soluzioni vincenti (se più di una). Tutti i Partecipanti che presentano una proposta saranno informati circa lo stato di quest’ultima.
Enel Green Power valuterà la proposta sulla base dei seguenti criteri:
- fattibilità scientifica e tecnica complessiva della soluzione proposta;
- potenziale economico del concetto (ad esempio, costo totale di proprietà);
- potenziale di business per Enel;
- novità e non ovvietà;
- potenziale di posizione proprietaria (ovvero se la tecnologia è nuova o tutelabile);
- competenze dell’utente e relativa esperienza;
- realismo della soluzione proposta;
- livello di maturità della proposta.
Qualora il premio preveda la possibilità di collaborare con Enel Green Power, una volta individuate una o più soluzioni idonee, Enel Green Power si riserverà la possibilità di avviare una collaborazione, a titolo esemplificativo, su tutte o su parte delle seguenti attività:
- esecuzione del test;
- fornitura di prototipi (se la soluzione comprende attrezzature);
- installazione e test in loco;
- follow-up e monitoraggio del comportamento dell’idea proposta.
Al termine della valutazione, riceverai un feedback.
In caso di esito positivo, un referente Enel si metterà in contatto con te per discutere i passi successivi.