Produkcja energii elektrycznej opartej na źródłach kopalnych powoli ustępuje miejsca innym metodom. Odnawialne źródła energii mogą być także niezwykle ekonomicznymi rozwiązaniami. W zarządzaniu energią wiatrową może pomóc sztuczna inteligencja.
Rosnące ceny węgla i gazu sprawiają, że również ceny energii elektrycznej osiągają zawrotne wartości. Coraz częściej spoglądamy przychylnym okiem na rozwiązania takie, jak elektrownie wiatrowe. Dobre zarządzanie nimi to oszczędność pieniędzy i jednoczesna ochrona planety. Francuskie przedsiębiorstwo specjalizujące się w dziedzinie niskoemisyjnej energii – Engie postanowiło, w celu jeszcze lepszego zarządzania pozyskiwaniem energii z wiatru, wykorzystać AI Google’a.
Rozwiązanie to ma pozwolić na usprawnienie procesu przewidywania kierunku wiatru, co przełoży się na lepsze organizowanie operacji turbin wiatrowych. Engie rozszerzyło więc współpracę z Google i planuje działania elektrowni wiatrowych w oparciu o rozwiązania AI oferowanych przez giganta. Sztuczna inteligencja potrafi przewidywać prognozę pogody analizując dotychczasowe dane pogodowe. Początkowo oferowane przez nią prognozy mają być podawane z jednodniowym wyprzedzeniem, ale w miarę uczenia się przez nią sprawniejszego analizowania danych będzie mogła oferować prognozy długoterminowe. Oczywiście odbywać się to będzie sukcesywnie i po prognozach jednodniowych mają pojawić się dwudniowe. Ale nikt nie mówi, na jakim okresie przewidywania ma się zatrzymać sztuczna inteligencja.
To Niemcy mają być pierwszym krajem objętym programem planowania prac turbin wiatrowych w oparciu o prognozy AI. Jednak wdrażany tam program pilotażowy może być rozszerzony na kolejne regiony. Wszystko zależy od tego, jak dobrze sprawdzi się planowanie pracy elektrowni wiatrowych w oparciu o przedstawiane przez sztuczną inteligencję wzorce wiatru. Jeśli zgodnie z przewidywaniami pozwoli to na optymalizację pracy, a to przełoży się na wyższe przychody producenta energii elektrycznej, to możemy spodziewać się naprawdę szerokiego zastosowania tego typu rozwiązania.
Jak to działa?
Technologia zarządzania turbinami wiatrowymi w oparciu o dane pochodzące ze sztucznej inteligencji pozwoli minimalizować ryzyko i planować korzystanie z energii elektrycznej. Niezależnie od tego, czy prognoza będzie jedno-czy dwudniowa, będzie można zaplanować zwiększenie mocy w okresach, gdy wiatr jest dostępny i silniejszy oraz zaspokajać popyt z sieci generatorów w okresach niskiej podaży wiatru.
Przewidywaniem siły wiatru ma realizować DeepMind. To spółka specjalizująca się w sztucznej inteligencji. Google przejęło ją w 2014 r. Jednym z jej osiągnięć jest stworzenie sieci neuronowej uczącej się grać w gry wideo w podobny sposób do tego, w jaki robią to ludzie. W 2016 r. stworzony przez spółkę program AlphaGo pokonał zawodowego gracza w chińskiej grze Go, będącej też narodową grą japonii. To otworzyło drzwi do dalszego rozwoju oprogramowania, które może być wykorzystywane dużo szerzej niż w samej rozgrywce. W 2020 r. projekt o nazwie AlphaFold pozwolił na określanie struktur białek.
Przy takim podejściu do sztucznej inteligencji kwestią czasu było wykorzystywanie jej do zarządzania pozyskiwaniem energii elektrycznej, by rozwiązać problemy w tej narażonej na zagrożenia branży.
AI w turbinach i farmach
Inżynierowie z MIT (Massachusetts Institute of Technology) dostrzegli, że podejście do turbin wiatrowych wygląda tak, jakby każda z nich była niezależnym bytem. Jednak są one elementami większych instalacji zwanych farmami wiatrowymi i najlepsze efekty korzystania z tego sposobu pozyskiwania energii dalej kompleksowe podejście do wszystkich jego części składowych. Nie tylko dziesiątek czy setek turbin wiatrowych, ale też generatorów i sieci ich połączeń.
Wykorzystując sztuczną inteligencję w modelowaniu warunków działania całej farmy wiatrowej, można osiągnąć optymalne warunki pozyskiwania energii oraz zwiększyć moc całej instalacji. Jednocześnie poza zastosowaniem odpowiedniego oprogramowania nie wymaga to inwestycji w dodatkowy sprzęt. Prognozowane przez nich dane dotyczące zwiększania sieci nie wydają się znaczące. Jest to od 1,2 proc. do 3 proc. Ale biorąc pod uwagę, że udaje się to osiągnąć bez dodatkowych nakładów kosztów, a jedynie poprzez odpowiedni algorytm, zaczyna to wyglądać bardziej atrakcyjnie.
Jeszcze lepiej jest, gdy zostaje to przełożone na twarde dane jakimi jest liczba turbin wiatrowych. Wtedy okazuje się, że tak niewielki zysk z czerpania energii z obecnie istniejących turbin wiatrowych w sieci jakim jest 1,2 proc. przekłada się na postawienie dodatkowych 3600 turbin. Taki wzrost pozyskiwania energii elektrycznej jest wystarczający do zasilenia nią 3 mln domów. W przeliczeniu na pieniądze to około miliarda dolarów rocznie.