2040年，南極。三座科考站必須自行發(fā)電。因此，其中一座設(shè)施承擔(dān)起了建立一個(gè)智能的、二氧化碳中和的安源供應(yīng)系統(tǒng)的任務(wù)。在一艘高懸空中的飛艇上，兩兄弟談起了這個(gè)系統(tǒng)的工作原理。

2040年
在南極附近工作的研發(fā)工程師Niklas Meier很少迎來哥哥Peter的來訪。在一次乘飛艇勘測航行期間，Niklas向哥哥介紹了他正在開展的工作。他正在建立一個(gè)可靠的、二氧化碳中和的微型電網(wǎng)，以向幾座科考站供應(yīng)電能。這個(gè)項(xiàng)目也旨在開發(fā)面向市場的、環(huán)保的技術(shù)。

“景色太美了！”隨著飛艇離開厚厚的冰面從基地向空中升起時(shí)，Peter不由得贊嘆道。Niklas應(yīng)和道：“是啊，多美啊！就算在冰面上，南極的美妙風(fēng)光也讓人如癡如醉，但只有在空中，才能真正感受到這廣袤的冰原和荒蕪的懸崖所展現(xiàn)的恢弘與壯麗。”

就在此時(shí)，機(jī)艙內(nèi)發(fā)出了一聲短促的信號提示音，飛艇停止升高。Niklas向哥哥解釋道：“我們抵達(dá)大高度了。”他雙手一攤繼續(xù)道：“歡迎來到南*的觀察平臺。本次航行期間，我將是你的私人導(dǎo)游。”

Peter哈哈大笑，眼前這 的南極全景令他心曠神怡。他指著下方冰面上綿延開的三座科考站說道：“哇，下面這些建筑物看起來就像一座小鎮(zhèn)。看得出來，許多研究機(jī)構(gòu)都在你周圍設(shè)立了站點(diǎn)。”Niklas贊同道：“是的，它們紛紛在這里設(shè)立站點(diǎn)。其中一家研究所正在研究冰芯，以期查明氣候變化趨勢和地球磁場的移動情況。另一家研究所則在尋找具有抗菌屬性的微生物。你也知道，我所在的公司正在竭盡全力建立二氧化碳中和的電能供應(yīng)系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)將不僅實(shí)現(xiàn)智能化，而且重要的是，它能為三座科考站提供可靠的電能。”

Peter目不轉(zhuǎn)睛地凝視著窗外的風(fēng)景點(diǎn)頭道：“對于搭建微型電網(wǎng)，世界上還有哪個(gè)地方的條件像這樣惡劣？只要能在這兒取得成功，你將無往不勝。不過，你的工作究竟是什么樣的呢？”他弟弟指著科考站附近的可再生能源發(fā)電設(shè)備解釋道：“我們供應(yīng)的電能來自經(jīng)得起嚴(yán)寒考驗(yàn)，不會結(jié)冰的風(fēng)電機(jī)組和太陽能電池板，此外，我們利用太陽能集熱器來供應(yīng)熱水。這些設(shè)備生產(chǎn)的電能將被輸送至各個(gè)科考站。但僅靠這些電能不足以向這些建筑物進(jìn)行持續(xù)供電。”

沿著這條思路，Peter接著道：“不論是白天還是黑夜，盛夏還是嚴(yán)冬，肯定存在大幅波動。”Niklas點(diǎn)頭道：“是的，科考站必須順應(yīng)這種情況，根據(jù)供應(yīng)來調(diào)節(jié)需求。”Peter不禁搖了搖頭，問道：“但要做到這一點(diǎn)，必須提前知道可供應(yīng)的電能有多少，不是嗎？”

Niklas大笑著回答：“說的沒錯，但是，你很快就會看到，要做到這一點(diǎn)，不需要使用魔力。”他在觸控板上鍵入了一個(gè)代碼。飛艇的全景式窗戶上立即出現(xiàn)了疊加在科考站圖形上的橫截面、圖表和網(wǎng)絡(luò)投影。投影符合兄弟倆各自的視角。Peter驚奇地問道：“這是什么？”

Niklas說：“這是我們所做工作的圖形化顯示。我們的電能供應(yīng)系統(tǒng)必須要預(yù)測未來的發(fā)電量。這要?dú)w功于一款基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)軟件。它可以比較未來幾天的天氣預(yù)報(bào)，將季節(jié)特性納入考慮，并且可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)推斷出每一座科考站在每天不同時(shí)段的用電量。

“在這些參數(shù)的幫助下，系統(tǒng)將能預(yù)測出未來幾天的發(fā)電量，度高達(dá)正負(fù)兩三個(gè)百分點(diǎn)。通過比較預(yù)計(jì)的供應(yīng)量與需求量，還能確定哪些天將出現(xiàn)供不應(yīng)求的情況。”

聽到這兒，驚奇不已的Peter簡直不知道該先看哪個(gè)投影好。他問道：“但是，科考站怎樣才能做到根據(jù)每天的電能供應(yīng)波動來調(diào)節(jié)需求，而不影響其運(yùn)行呢？”

他弟弟寬慰他說：“我們的研究人員根本注意不到這一點(diǎn)。根據(jù)這些信息，一個(gè)將所有科考站連接起來的智能電網(wǎng)將自動完成設(shè)置。不論是通風(fēng)控制系統(tǒng)、照明、飲用水凈化、溫室，還是靈敏的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備，這個(gè)智能電網(wǎng)知道這三座科考站的所有用電設(shè)施及其重要程度。這樣一來，這個(gè)系統(tǒng)將能計(jì)算出各個(gè)用電系統(tǒng)在功能不受限制的情況下可承受的長斷電時(shí)間。通過這種方式，這個(gè)智能電網(wǎng)可以根據(jù)預(yù)計(jì)的電能供不應(yīng)求情況，及時(shí)作出響應(yīng)。”

突然，Peter發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)處有些什么東西，他說：“啊，那是氫氣罐嗎？原來蓄能裝置在這兒。”Niklas朝他露出了笑容，說道：“在南極，夏季極晝的日子里，全天24小時(shí)陽光普照，發(fā)電量遠(yuǎn)高于用電量。我們利用過剩的電能來融化冰雪，利用電解技術(shù)將水分解為氧氣和氫氣。然后，我們將制得的氫氣儲存到氫氣罐中，并在冬季當(dāng)電能稀缺時(shí)，借助燃料電池，用這些氫氣來產(chǎn)熱發(fā)電。

“你看，這是一個(gè)近乎二氧化碳中和的電能供應(yīng)系統(tǒng)，哪怕是在發(fā)電量微乎其微的日子里，我們也有充足的電能供應(yīng)。現(xiàn)在，我的團(tuán)隊(duì)正在研究如何將我們在這里獲得的數(shù)據(jù)整合到智能化程度更高的解決方案中。畢竟，世界上使用解決方案至關(guān)重要的地方不只是這里。”

Niklas為這趟特殊之旅劃上了句號。他望著哥哥問道：“喜歡么？”Peter回答說：“棒極了！看到你通過將生產(chǎn)者、消費(fèi)者以及整個(gè)數(shù)據(jù)分析過程聯(lián)網(wǎng)所實(shí)現(xiàn)的這一切，真是太令人震撼了。”接著，他猛地?fù)ё〉艿艿牟弊樱拖駜簳r(shí)那樣。“不過你為在這兒工作付出的代價(jià)可不小啊，瞧你為了不被凍僵裹得嚴(yán)嚴(yán)實(shí)實(shí)的那樣，膽小鬼！來吧，我們降落吧。我給你帶了點(diǎn)東西，你肯定會喜歡。我好不容易才騙過補(bǔ)給船船長那條貪吃的狗，偷偷把東西帶到這兒來。”Niklas問道：“到底是什么東西?。?rdquo;Peter神秘地笑著說：“猜猜看，我可以告訴你的是，對付它你得費(fèi)不少力氣。”