تاثیر هوش مصنوعی بر انرژی خورشیدی

برای تأمین انرژی، منابع مختلفی وجود دارد که برخی از آن‌ها منبع طبیعی و برخی دیگر منبع فسیلی هستند. انرژی‌ها بر اساس سرعت جایگزینی مجدد آن‌ها به دو دسته تجدید پذیر و تجدید ناپذیر تقسیم می‌شوند. تشکیل مجدد انرژی‌هایی همچون نفت، گاز و زغال سنگ که منبع فسیلی دارند، نیازمند میلیون‌ها سال زمان است. درحالیکه منابع انرژی طبیعی همچون خورشید، باد و امواج، همواره در دسترس بوده و هیچگاه پایان نمی‌پذیرند.

کاربردهای هوش مصنوعی در صنعت انرژی در دسته انرژی‌های تجدید پذیر افزایش حجم قابل توجه دی‌اکسید کربن در هوا، منجر به بروز مشکلاتی در سطح کره زمین شده است. به همین دلیل کشورهای توسعه یافته به سمت استفاده از انرژی‌های تجدید پذیر روی آورده‌اند. استفاده از انرژی‌های مختلف تجدید پذیر به عوامل گوناگونی ازجمله نوع منطقه بستگی دارد. به‌عنوان مثال، هند یک منطقه گرمسیر است که در آن بین ۲۵۰ تا ۳۰۰ روز سال، هوا آفتابی است و سلول‌های خورشیدی برای این کشور می‌تواند بهترین جایگزین نفت و گاز باشد.

انرژی تجدید پذیر به‌عنوان یک عامل حیاتی در پیشرفت جوامع ثروتمند و پیشرفته در نظر گرفته شده که توسعه و بهبود آن بسیار ضروری است. قابلیت‌های هوش مصنوعی جهت استخراج و تجزیه و تحلیل داده‌ها در این زمینه بسیار مورد استفاده قرارگرفته و فرآیندهای تصمیم‌گیری همچون میزان ذخیره انرژی در باتری‌ها، تعداد بهینه توربین‌های بادی در یک منطقه، تعداد سلول‌های خورشیدی موردنیاز و یا زمان لازم رسیدن به غلظت خاصی در زیست توده‌ها را بهینه کرده است. تاکنون هوش مصنوعی در بخش‌های کمی از تولید و مدیریت انرژی‌های تجدید پذیر مورد استفاده قرارگرفته است، اما همین مقدار نیز در پیش‌بینی و مدیریت عملکرد سیستم‌ها بسیار تأثیر داشته و موجب شده تا کشورها، بیشتر از گذشته، به سمت استفاده از این انرژی‌ها روی آورند.

کاربردهای هوش مصنوعی در صنعت انرژی خورشیدی

یکی از منابع انرژی تجدید پذیر، خورشید است. در هر ثانیه، هر مترمربع زمین حدود ۱۳۶۷ ژول، انرژی از خورشید دریافت می‌کند که مقدار قابل توجهی است. بخشی از انرژی خورشید، صرف گرم کردن زمین و اجسام روی آن و مقداری از آن برای فتوسنتز در گیاهان استفاده می‌شود.

بیشترین بخش از انرژی خورشید به هدر می‌رود. به همین سبب سال‌ها است دانشمندان در تلاش‌اند تا به کمک سلول‌های خورشیدی، انرژی خورشید را به انرژی الکتریکی و گرمایی تبدیل کنند و از آن برای مصارف خود استفاده کنند. هوش مصنوعی به کمک فناوری‌هایی چون داده‌کاوی می‌تواند در بهینه سازی چیدمان صفحات سلول‌های خورشیدی یا آینه‌های متمرکز، تجزیه و تحلیل داده‌ها، همچنین پیش‌بینی مواردی همچون الگوی مصرف برق یک منطقه، میزان توان تولیدی یک مزرعه خورشیدی، نیروگاه متمرکز مفید واقع شود تا بتوان با صرف هزینه کمتر، توان تولیدی مزرعه‌های خورشیدی و نیروگاه‌های متمرکز را افزایش داد.

پیش‌بینی میزان تولید انرژی برق

در زمینه تولید انرژی برق به کمک سلول‌های خورشیدی و آینه‌های متمرکز، نیاز است عوامل بسیار زیادی همچون الگوی مصرف برق در مناطق مختلف، میزان تابش خورشید، آب و هوا، میزان انرژی کسب شده در هر بازه زمانی و سایر موارد از این دست را پیش‌بینی کرد. سپس به کمک این پیش‌بینی‌ها می‌توان مدیریت درستی در زمینه تولید و ذخیره انرژی برق داشت. در این راستا، هوش مصنوعی از طریق دنبال کردن الگوهای مصرف پیشین و پردازش داده‌هایی که در هرلحظه از منابع مختلف همچون گزارش‌های هواشناسی و یا میزان گردوخاک نشسته بر روی صفحات خورشیدی به دست می‌آید، میزان برق تولیدشده را پیش‌بینی می‌کند.

بهینه‌سازی چیدمان صفحات خورشیدی و آینه‌های نیروگاه‌های متمرکز

زاویه، تعداد و نوع چیدمان سلول‌های خورشیدی و آینه‌ها در نیروگاه‌های متمرکز، تأثیر بسیار زیادی در میزان انرژی به دست آمده دارد.

بیشترین میزان انرژی از خورشید، زمانی دریافت می‌شود که تابش نور بر سطح آینه‌ها در نیروگاه‌های متمرکز و یا تابش به صفحه‌های پنل‌های خورشیدی به‌صورت عمود صورت بگیرد. امروزه شرکت‌های بسیاری فعالیت خود را در زمینه کاربردهای هوش مصنوعی در صنعت انرژی آغاز کرده‌اند و در تلاش هستند تا با بهره‌گیری از الگوریتم‌های یادگیری ماشین در طراحی چیدمان بهینه سلول‌ها و آینه‌ها می‌توان به بیشترین مقدار انرژی ممکن از سلول‌های خورشیدی دست پیدا کنند. این سیستم‌ها، آینه‌ها و پنل‌های خورشیدی را در ساعت‌های مختلف شبانه روز با تغییر زاویه خورشید به گونه‌ای می‌چرخانند که تابش بر سطحشان عمود باشد تا بیشترین میزان انرژی را دریافت کنند.

بهینه‌سازی مدیریت مصرف و ذخیره انرژی در باتری‌ها

شارژ کردن باتری‌ها با انرژی تولیدشده به ولتاژ، جریان و توان بستگی دارد. یک پلتفرم هوش مصنوعی، تمام اطلاعات موردنیاز خود را از منابع مختلف دریافت کرده و تجزیه و تحلیل می‌کند. سپس بر اساس این اطلاعات، زمان بهینه برای ذخیره انرژی، میزان ذخیره شده و بهترین زمان مصرف آن را تعیین می‌کند.

 هوش مصنوعی، فناوری نوظهوری است که پتانسیل زیادی برای تغییر صنعت تولید دارد. با ادامه پیشرفت این تکنولوژی، می‌توان انتظار داشت که از آن در زمینه‌های بیشتری از تولید استفاده شود.

استفاده از هوش مصنوعی در تولید سلول‌های خورشیدی، دریچه‌ای نو به سوی تولید آنها با کیفیت و کارایی بالا، به همراه هزینه‌های پایین‌تر و تولید انبوه سریع‌تر گشوده است. این دستاورد می‌تواند نقش مهمی در توسعه و گسترش انرژی‌های تجدیدپذیر ایفا کند.

منبع: ایمنا