Je AI budoucností zelené energie?

Zelená energie je nezbytná v boji proti změně klimatu. Svět potřebuje používat méně energie a přecházet na méně škodlivé zdroje, ale to je složitější, než se zdá. AI může být chybějícím kusem puzzle.

Odborníci identifikovali více než 50 použití AI v energetickém sektoru. Mnoho z těchto aplikací podporuje přechod na udržitelnou energetickou infrastrukturu. Zde je pohled na některé z nejvýznamnějších použití, které zdůrazňují, proč je AI budoucností zelené energie. 

Chytré sítě

Chytré sítě, které podporují dvoucestný tok elektřiny a využívají rozsáhlé datové technologie, jsou nejpopulárnější aplikací AI v energetice. AI analyzuje tisíce datových bodů, které tyto sítě produkují, aby umožnily reálné úpravy. Tyto úpravy jsou klíčové pro řešení jedné z největších výzev obnovitelných zdrojů — proměnlivosti.

Solární panely a větrné turbíny nemohou produkovat energii na vyžádání, protože závisí na kolísajících přírodních jevech. Jejich nejvyšší produkční období často nekorespondují s nejvyšší spotřebou, aniž by to bylo v souladu s tím, co lidé potřebují. V zimě lidé používají více energie ráno a večer, když je tma, ale solární panely neprodukují energii ve tmě.

Chytré sítě s AI pomáhají tím, že posílají energii tam, kde je nejvíce potřeba. Když je produkce vysoká a spotřeba nízká, posílají více elektřiny do úložišť. Rozdělují uloženou energii, když spotřeba roste a produkce klesá. Díky tomu se obnovitelná energie stává spolehlivější.

Informovaný rozvoj obnovitelných zdrojů

Podobně ne každá oblast je stejně vhodná pro obnovitelné zdroje. Solární panely produkují více energie v oblastech s mnoha slunečními paprsky, a protože větry zesilují ve vyšších nadmořských výškách, větrné turbíny jsou nejlepší pro horské oblasti. Nicméně, složitosti vlastnictví pozemků a dopady na blízkou faunu komplikují tuto záležitost.

Modely strojového učení mohou pomoci analýzou všech těchto složitých faktorů současně. AI může zvýraznit ideální místa pro stavbu nových obnovitelných zařízení rychleji a přesněji než lidé. Čím jsou tyto rozhodnutí složitější, tím je AI výhodnější.

Energetické společnosti mohou najít místa, kde by obnovitelné systémy produkovaly nejvíce energie při nejnižších nákladech a ekologickém dopadu, pokud se spoléhají na AI. To umožňuje hladší a bezpečnější přechod na bezemisní energii.

Údržba sítě

Protože zelená energie je svou povahou více nestabilní než na vyžádání alternativy, údržba je důležitější. Jakékoli poruchy by mohly způsobit rozsáhlé výpadky elektřiny, a vysoké náklady na opravu zvyšují již tak vysoké ceny těchto systémů. AI může pomoci prostřednictvím prediktivní údržby.

Prediktivní údržba předvídá selhání zařízení tím, že se učí identifikovat raná varovná znamení. Tyto systémy upozorňují techniky na problémy, zatímco jsou ještě malé, snadno a levně opravitelné. Díky tomu prediktivní údržba snižuje odstávky a zlepšuje efektivitu na úrovni, kterou konvenční opravné postupy nemohou dosáhnout.

Tato AI řízená údržba je také užitečná pro stávající nefosilní sítě. Energetické společnosti mohou minimalizovat energetické ztráty a poruchy udržováním energetických sítí v lepší kondici. Díky tomu poskytují stejnou množství elektřiny s nižšími emisemi.

Zlepšení energetické efektivity

Efektivita je dalším klíčovým prvkem přechodu na zelenou energii. Snížení spotřeby v fosilních zdrojích snižuje emise předtím, než oblasti přecházejí na obnovitelné zdroje. Vyšší efektivita v oblastech, které již využívají obnovitelné zdroje, znamená, že tyto proměnlivé zdroje energie nemusí produkovat tolik elektřiny, aby uspokojily potřeby lidí.

Role AI v této oblasti je podobná tomu, jak fungují chytré sítě. Zařízení Internetu věcí (IoT) s AI v domech, firmách a elektrárnách mohou analyzovat reálné podmínky a upravovat dodávku energie v reakci. Díky tomu mohou používat co nejméně elektřiny, zatímco podporují stejné procesy.

Chytré termostaty jsou vynikajícím příkladem tohoto konceptu v akci. Tyto zařízení snižují spotřebu topení a chlazení o 8 % ročně v průměru. Použití stejné adaptivní technologie v větších prostředích může vést k významným úsporám energie.

Optimalizace dodavatelského řetězce

Podobně AI může snížit uhlíkovou stopu většího energetického dodavatelského řetězce. Modely strojového učení mohou analyzovat energetické sítě, aby našly oblasti, kde by jemné změny mohly snížit emise. Mnoho z těchto příležitostí je obtížné pro lidské oči zahlédnout, ale AI je velmi efektivní v tomto druhu analýzy.

Například rekonstruované transformátory eliminují odpad a emise z výroby nového transformátoru. Tato alternativa je snadno přehlédnutelná kvůli své jednoduchosti, ale může mít významný dopad na energetickou síť. AI může identifikovat, kde je recyklace lepší cestou a doporučit ji energetickým společnostem.

Snížení emisí může také pocházet z použití bližšího dodavatele, rozestavení zásilek jinak nebo nalezení recyklovaných zdrojů materiálu. Analýzy AI mohou najít nejlepší kombinaci těchto složitých faktorů, aby zajistily, že se energetické dodavatelské řetězce stanou co nejefektivnějšími.

Předpověď počasí

Předpověď počasí a analýza budou stále důležitější, jak svět více závisí na obnovitelné energii. Prokázaná účinnost AI v prediktivních úkolech ji činí ideálním nástrojem pro tuto práci.

Některé organizace již používají hluboké učící modely k předpovědi úrovní solární generace, které se liší široce v různých povětrnostních podmínkách. Tento AI přístup je přesnější než konvenční předpověď. Plánování efektivní přechodu na zelenou energii se stává snazší.

Podobná řešení mohou také připravit energetické společnosti na nadcházející vážné povětrnostní události. Modely AI mohou upozornit úřady na podmínky, které by mohly narušit zelené zdroje energie. Díky těmto raným varováním mohou energetické společnosti zajistit dostatečné energetické rezervy a chránit svou infrastrukturu, aby zabránily poškození a výpadkům.

Reálný obchod s energií

Další výhodou AI pro zelenou energii je, že umožňuje rychlejší a ziskovější obchod s energií. Na rozdíl od konvenčních zdrojů energie mohou lidé generovat svou vlastní energii prostřednictvím solárních panelů nebo malých turbín na svém majetku. Obchod s energií s AI umožňuje rychlejší návratnost investic do těchto systémů, což podporuje širší přijetí.

Průměrná cena rezidenční solární panelové instalace přesahuje 16 000 dolarů, i po daňových úlevách. Nicméně, protože vlastníci generují svou vlastní energii, šetří peníze tím, že platí méně za elektřinu. AI zvyšuje tyto úspory prodejem přebytečné energie z těchto systémů zpět do sítě. 

Protože obnovitelné zdroje jsou proměnlivé, budou produkovat více energie, než domácí spotřebiče potřebují. AI může rozpoznat, kdy se to stane, a automaticky poslat energii do energetických společností, když je to nejvýhodnější. Díky tomu může síť distribuovat více obnovitelné energie, zatímco vlastníci těchto obnovitelných zdrojů vydělávají peníze, aby pokryli náklady na instalaci.

AI bude tvořit cestu k zelenější budoucnosti

Přechod na zelenou energii je kritický, ale složitý proces. Zatímco AI není kompletním řešením, poskytuje potřebnou pomoc v tomto přechodu.

AI má rychlost, přesnost a vhled, které energetické společnosti a jejich zákazníci potřebují, aby učinily velkoplošnou obnovitelnou energii životaschopnou. Současně sníží emise z konvenčních, fosilních paliv. Jak roste hrozba změny klimatu, tyto výhody se stávají obtížnějšími na přehlédnutí. AI se stane klimatickou nezbytností.