الذكاء الاصطناعي

يمكن تعزيز أنظمة الطاقة الشمسية بشكل كبير من خلال دمج الذكاء الاصطناعي في مختلف جوانب تصميمها وتشغيلها وصيانتها. إليك عدة طرق يمكن بها أن يحسن الذكاء الاصطناعي أنظمة الطاقة الشمسية:

1. تحسين موضع وتتبع الألواح الشمسية: يمكن لخوارزميات الذكاء الاصطناعي تحليل البيانات مثل كثافة أشعة الشمس وأنماط الطقس والظلال لتحسين موضع واتجاه الألواح الشمسية للحصول على أقصى كمية من الطاقة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن للذكاء الاصطناعي تمكين أنظمة التتبع الديناميكية التي تعدل زوايا الألواح في الوقت الحقيقي لمتابعة مسار الشمس لتحقيق أقصى كفاءة.

2. تحسين توقعات إنتاج الطاقة: يمكن لتقنيات الذكاء الاصطناعي، مثل التعلم الآلي، تحليل البيانات الجوية التاريخية، وأنماط إشعاع الشمس، وبيانات أداء النظام لتوقع بدقة إنتاج الطاقة من التثبيتات الشمسية. هذه المعلومات تمكّن من التخطيط والإدارة الأفضل لموارد الطاقة.

3. كشف الأعطال والصيانة: يمكن للتحليلات المدعومة بالذكاء الاصطناعي مراقبة مستمرة للوحات الشمسية والمحولات للكشف عن علامات العطل أو التدهور. من خلال تحليل بيانات الأداء واكتشاف الشوائب، يمكن لخوارزميات الذكاء الاصطناعي التعرف على الأعطال المحتملة في وقت مبكر، مما يسمح بالصيانة الوقائية وتقليل فترات التوقف.

تحسين إدارة تخزين الطاقة: يمكن للذكاء الاصطناعي تحسين تخزين وتوزيع الطاقة الشمسية من خلال تحليل أنماط الاستهلاك والتنبؤات الجوية وشروط الشبكة. يمكن لخوارزميات الذكاء الاصطناعي تحديد أكثر الأوقات كفاءة لشحن وتفريغ أنظمة تخزين الطاقة، وتعظيم الاستهلاك الذاتي، والمشاركة في برامج الاستجابة للطلب.

5. التكامل مع الشبكة والاستقرار: يمكن لأنظمة التحكم القائمة على الذكاء الاصطناعي المساعدة في دمج الطاقة الشمسية في شبكة الطاقة بشكل أكثر فعالية. يمكن لخوارزميات الذكاء الاصطناعي إدارة التقلبات في توليد الطاقة الشمسية، وتوفير تنظيم تردد الشبكة، وتسهيل توازن الشبكة من خلال تنسيق تبادل الطاقة بين التثبيتات الشمسية الموزعة والشبكة.

6. المراقبة والتشخيص عن بُعد: يمكن لأنظمة المراقبة المدعومة بالذكاء الاصطناعي تقييم صحة وأداء أصول الطاقة الشمسية عن بُعد، مما يتيح للمشغلين تحديد المشكلات ومعالجتها دون الحاجة إلى فحوصات في الموقع. هذا يقلل من تكاليف الصيانة ويعزز موثوقية النظام.

7. تحسين كفاءة الطاقة: يمكن للذكاء الاصطناعي تحسين الكفاءة الطاقية العامة من خلال تحليل البيانات من أنظمة الطاقة الشمسية بالإضافة إلى أنظمة المباني الأخرى مثل تدفئة وتهوية وتكييف الهواء والإضاءة. يمكن لخوارزميات الذكاء الاصطناعي ضبط أنماط استخدام الطاقة بشكل ديناميكي لتقليل الفاقد وتحقيق أقصى توفير في الطاقة.

8. التنبؤ والمشاركة في السوق: يمكن لنماذج التنبؤ التي تعتمد على الذكاء الاصطناعي توفير توقعات دقيقة لتوليد الطاقة الشمسية، مما يتيح للمرافق وأسواق الطاقة التخطيط بشكل أفضل لتكامل الطاقة المتجددة وتوازن الشبكة. يمكن لأنظمة الطاقة الشمسية المجهزة بقدرات الذكاء الاصطناعي المشاركة في أسواق الطاقة، وتوفير خدمات قيمة للشبكة ومصادر دخل.

في الختام، يحمل دمج تقنيات الذكاء الاصطناعي في أنظمة الطاقة الشمسية إمكانات هائلة لتحسين الأداء والموثوقية والكفاءة، مما يسهم في نهاية المطاف في اعتماد الطاقة المتجددة على نطاق واسع والانتقال إلى مستقبل طاقة أكثر استدامة.

كيف يمكن للذكاء الاصطناعي خلق طاقة متجددة أكثر استدامة؟

من خلال استخدام التكنولوجيا الذكاء الاصطناعي بشكل أكثر فاعلية على البيانات المتاحة، يمكن للحكومات ومزودي الطاقة ربط بين مزيج الطاقة وطرق الإنتاج لضمان تلبية الطلب مع تقليل التكاليف وانبعاثات الكربون في نفس الوقت.

✅ زيادة كفاءة الطاقة الشمسية

شركة الطاقة الشمسية NextTracker قد طوّرت نظام التحكم الذكي “TrueCapture” وقامت بدمجه في منشآتها الشمسية في جميع أنحاء العالم. يعتمد هذا النظام على أجهزة الاستشعار وتوقعات الطقس وتقنيات التعلم الآلي لتحسين أداء الألواح الشمسية بناءً على موقعها وظروف الطقس. يمكن أن يزيد هذا من كفاءة الطاقة الشمسية بنسبة تصل إلى 6%.

✅ تحسينات في توقعات الطاقة الشمسية باستخدام الذكاء الاصطناعي

تم تطوير نماذج توقعات الطاقة الشمسية في المملكة المتحدة باستخدام الذكاء الاصطناعي بالتعاون مع معهد ألان تورينغ. أثبتت هذه النماذج قدرتها على تحسين التوقعات بنسبة تصل إلى ثلثي الوقت المتوقع. يساعد ذلك في تقليل فواتير المستهلك، وتعزيز قدرة الطاقة الشمسية، ويعد جزءًا من جهود المملكة المتحدة لخلق نظام كهرباء خالٍ من الكربون بحلول عام 2025.

✅ استخدام البيانات لتحسين عمليات إنتاج الطاقة

البيانات ليست مفيدة فقط لتوقع الطلب والعرض والاستثمار، بل هي جزء حيوي من عمليات إنتاج الطاقة اليومية أيضًا. يمكن للذكاء الاصطناعي المساعدة في توفير تحليلات بيانات سريعة ودقيقة لتحسين كفاءة إنتاج الطاقة.

✅ التعامل مع العرض والطلب باستخدام الشبكات الذكية

الشبكات الذكية هي واحدة من أكبر الأسواق الناشئة عالميًا وتتطلب تحسين معادلة العرض والطلب على الطاقة. يمكن للذكاء الاصطناعي مساعدة في إدارة الشبكات الذكية بشكل فعال من خلال جمع وتحليل البيانات لضمان تلبية الطلب بكفاءة دون إهدار.

✅ تطوير مواد جديدة لألواح الطاقة الشمسية

تقنيات الحالية لإنتاج ألواح الطاقة الشمسية تتطلب استخدام مواد نادرة ودرجات حرارة عالية. يمكن للذكاء الاصطناعي المساعدة في تطوير مواد جديدة مناسبة لألواح الطاقة الشمسية دون الحاجة إلى درجات حرارة عالية أو استخدام عناصر نادرة.

✅ اختبار وتجريب المواد

يمكن للذكاء الاصطناعي المساعدة في تسريع عملية اختبار المواد المناسبة للاستخدام في الألواح الشمسية الجديدة. يمكن إجراء التجارب وتحليلها تلقائيًا، مما يوفر الوقت والجهد ويوفر مواد أفضل بيئيًا.

✅ مشروع محطة الطاقة الافتراضية

تم بناء المحطة الافتراضية للطاقة بين هيئة كهرباء ومياه دبي والشركة الكندية إنبالا باستخدام الذكاء الاصطناعي لجمع مصادر الطاقة المختلفة وتحسين كفاءة توزيع الطاقة.

✅ استخدام الذكاء الاصطناعي في إعادة تدوير الألواح الشمسية

يمكن للذكاء الاصطناعي المساعدة في تطوير تقنيات إعادة تدوير الألواح الشمسية وتقليل تأثيرها البيئي.

من خلال استخدام الذكاء الاصطناعي، يمكن تحقيق تقدم كبير في مجالات الطاقة والبيئة، مما يعزز الكفاءة والاستدامة في إنتاج الطاقة واستخدامها.