Według raportu Instytutu Energetyki Odnawialnej w 2020 roku 1,5% energii elektrycznej wyprodukowanej w Polsce pochodziło ze źródeł fotowoltaicznych. Jak wynika z szacunków, w 2021 roku ma to być już 3,5%, a w 2025 roku energia słoneczna zapewni ok. 10% energii elektrycznej[1]. Część dostawców napotyka jednak na pewne wyzwania związane z wydajnością instalacji fotowoltaicznych. Odpowiedzią na nie może być zastosowanie rozwiązań opartych na sztucznej inteligencji, pomocnej w optymalizacji procesów zarządzania farmami solarnymi.
Wraz z rosnącą świadomością konsumentów, rośnie również zapotrzebowanie na zieloną energię. Dane pokazują, że do 2027 roku wartość globalnego rynku energii słonecznej ma przekroczyć wartość 194 miliardów dolarów.[2] Często pojawiają się jednak problemy z wydajnością. Badania z różnych obszarów geograficznych pokazują, że nawet nowo otwarte elektrownie często nie osiągają planowanego potencjału produkcyjnego. Identyfikowanie i eliminowanie problemów nie stanowi wyzwania dla właścicieli mniejszych, prywatnych elektrowni. Sytuacja ta jednak komplikuje się, jeśli mówimy o operatorach większych obiektów, posiadających znaczną ilość komponentów i stosujących bardziej zaawansowane rozwiązania. Jest to o tyle istotne, że niedobór zaledwie kilku punktów procentowych w produkcji energii elektrycznej może zniweczyć optymistyczne plany zwrotu z inwestycji.
Wejście na inny poziom energetyczny dzięki technologii
Dowodem na rosnącą skalę problemu z wydajnością elektrowni fotowoltaicznych i całego sektora energetycznego jest fakt, że w USA i Europie istnieje ponad 40 startupów[3] opracowujących technologię sztucznej inteligencji, mającą na celu rozwiązanie wspomnianego problemu. Koncentrują się one na optymalizacji pracy dużych elektrowni słonecznych oraz tworzeniu zdecentralizowanych systemów przesyłu i magazynowania energii. Wartość tego wciąż rosnącego rynku szacuje się w miliardach dolarów. Wiodący producenci inwerterów, wśród nich Huawei[4], dostrzegają istotę problemu, implementując coraz bardziej zaawansowane technologie w każdej kolejnej serii swych urządzeń. Wszystko to sprawia, że należy spodziewać się, że w nieodległej przyszłości uczenie maszynowe i możliwości sztucznej inteligencji przeniosą technologię pozyskiwania energii słonecznej na wyższy poziom.
W niedalekiej przyszłości elektrownie słoneczne staną się pojedynczymi żywymi środowiskami. Możliwości sztucznej inteligencji pozwolą na monitorowanie danych dotyczących wytwarzania energii, skanowania wydajności systemów sterowania i nadzoru i identyfikowania niepokojących objawów, zanim staną się problematyczne – wszystko w czasie rzeczywistym. Efektem tego będzie zapewnienie maksymalnej wydajności elektrowni, przy jednoczesnej maksymalizacji produkcji i maksymalnym zwrocie z inwestycji – komentuje Mariusz Zieliński, Team Lead Engineering Freefield and Floating Solar w Eternia Solar.
Oparte na sztucznej inteligencji systemy zarządzania elektrowniami słonecznymi będą robić więcej niż tylko proaktywne diagnozowanie i eliminowanie wadliwych modułów słonecznych. SI zajmie się również problemami związanymi ze zdecentralizowanym przesyłem energii, jej magazynowaniem czy wydajnością samej sieci. Zdalne audyty modułów wytwarzania energii elektrycznej, analizy i porównania danych z różnych obszarów geograficznych czy analizy big data – wszystkie te metody oceny sprawności elektrowni pomogą w aktywnej identyfikacji potencjalnych problemów i przygotowywaniu rozwiązań ich eliminacji bądź zapobieżeniu.
W krótkim okresie sztuczna inteligencja pomoże więc rozwiązać wiele utrudnień, z jakimi obecnie zmagają się elektrownie słoneczne. Natomiast w dłuższej perspektywie – wraz ze zdecentralizowanymi elektrowniami energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych – SI może zmienić nasze życie, pomagając stworzyć nową generację w 100% zintegrowanych krajowo i globalnie sieciach energetycznych
Rozwiązania oparte na sztucznej inteligencji i technologii deep learning przyniosą wymierne korzyści dla integracji pionowej zarówno w domowych, jak i przemysłowych systemach energetycznych – podsumowuje Mariusz Zieliński – Pracujemy nad zbudowaniem świata, w którym każdy dom i każda firma będą aktywnymi uczestnikami rynku energii i przyczynią się do jego transformacji z generacji konwencjonalnej, zwanej często czarną na tę zieloną. Dzięki zastosowaniu nowoczesnych technologii, na naszych oczach powstaje model zrównoważonego i zintegrowanego świata, opartego w 100% na energii odnawialnej – dodaje.
Instalacja niezależnych systemów SI w niedalekiej przyszłości umożliwi podmiotom produkującym energię integrację pionową. Dzięki kontroli sztucznej inteligencji, każdy z nich będzie mógł łączyć się ze złożonymi systemami smart home i smart city. Docelowo mogą oni stać się uczestnikami globalnych inteligentnych sieci przesyłowy i systemów magazynowanie energii, co umożliwi lepsze wykorzystanie produkowanej energii, utrzymanie stabilności sieci, a tym samym zachęci do dalszego rozwoju farm fotowoltaicznych.
[1] Instytut Energii Odnawialnej, Rynek Fotowoltaiki w Polsce 2021
[2] Prnewswire.com, Global Solar Power Market Size Expected to Exceed $194 Billion By 2027
[3] AI Startups, https://www.ai-startups.org/top/energy/
[4] PV Magazine, https://www.pv-magazine.com/2020/05/07/huawei-to-ramp-up-artificial-intelligence-to-improve-solar-inverters/
