مقدمة حول الذكاء الاصطناعي وتخزين الطاقة الكهروضوئية
الذكاء الاصطناعي (AI) هو تقنية سريعة التطور تسمح للآلات بالتعلم من البيانات، والتكيف مع المدخلات الجديدة، وأداء المهام التي تتطلب عادةً الذكاء البشري لإنجازها. وفي قطاع الطاقة المتجددة، يتمتع الذكاء الاصطناعي بإمكانات كبيرة لتحسين كفاءة وموثوقية أنظمة تخزين الطاقة الكهروضوئية. جلب التطور السريع لتكنولوجيا الذكاء الاصطناعي معه استهلاكًا هائلاً للحسابات والطاقة. ووفقا لصحيفة نيويوركر، يستهلك ChatGPT أكثر من 500,000 ألف كيلووات ساعة من الكهرباء يوميا، أي ما يعادل 17,000 ألف أسرة أمريكية، للاستجابة لنحو 200 مليون طلب من المستخدمين.
قوة تخزين الطاقة الضوئية
يتضمن تخزين الطاقة الكهروضوئية (PV) استخدام الألواح الشمسية لالتقاط ضوء الشمس وتحويله إلى كهرباء من خلال التأثير الفولتميتري الكهروضوئي. وقد اكتسبت هذه الطريقة النظيفة والمستدامة لإنتاج الطاقة شعبية باعتبارها عنصرا رئيسيا في التحول إلى مصادر طاقة أكثر خضرة واستدامة. ومع ذلك، فإن أحد التحديات التي تواجه الأنظمة الكهروضوئية هو كيفية تخزين الطاقة الزائدة المنتجة خلال ساعات ذروة ضوء الشمس بكفاءة لاستخدامها عندما لا يكون هناك ضوء الشمس.
إزالة الغموض عن التكنولوجيا الكهروضوئية
تستخدم التكنولوجيا الكهروضوئية، التي يشار إليها غالبًا باسم تكنولوجيا الطاقة الشمسية، ضوء الشمس لتوليد الكهرباء. في قلب هذه التكنولوجيا توجد الألواح الشمسية التي تتكون من الخلايا الكهروضوئية.
وتحتوي هذه الخلايا على مواد شبه موصلة مثل السيليكون الذي يحول ضوء الشمس إلى كهرباء تيار مباشر من خلال التأثير الكهروضوئي. عندما يضرب ضوء الشمس هذه الخلايا، فإنه يثير الإلكترونات ويولد تيارًا كهربائيًا يمكن استخدامه في مجموعة متنوعة من التطبيقات.
استكشاف أنظمة تخزين الطاقة المتناغمة مع التكنولوجيا الكهروضوئية
ومن خلال معالجة الطبيعة المتقطعة لتوليد الطاقة الشمسية، نظم تخزين الطاقة تلعب دورا حيويا في أنظمة الطاقة الكهروضوئية. تقوم هذه الأنظمة بتخزين الطاقة الزائدة المتولدة خلال ساعات ذروة ضوء الشمس لاستخدامها عندما يقل ضوء الشمس أو يرتفع الطلب.
تشمل حلول تخزين الطاقة الشائعة البطاريات، والحذافات، والتخزين بالضخ. تحظى البطاريات (مثل بطاريات الليثيوم أيون) بشعبية خاصة نظرًا لكفاءتها العالية وقابليتها للتوسع في التطبيقات السكنية والتجارية.
تكامل Powerwall من Tesla مع الذكاء الاصطناعي لإدارة الطاقة المنزلية الذكية
أحد أبرز الأمثلة على التكامل الناجح للذكاء الاصطناعي في أنظمة تخزين الطاقة الكهروضوئية هو Powerwall من Tesla، وهو منتج بطارية منزلي يخزن الطاقة الشمسية الزائدة الناتجة عن الألواح الشمسية على الأسطح. ومن خلال دمج الذكاء الاصطناعي، يقوم Powerwall بإدارة تخزين الطاقة واستهلاكها داخل المنزل بذكاء، مما يعمل على تحسين استخدام الطاقة بناءً على أنماط الاستهلاك وطلب الشبكة.
تعمل تقنية الذكاء الاصطناعي المدمجة في Tesla Powerwall على مراقبة تدفق الطاقة والتحكم فيه في الوقت الفعلي، مما يمكّن أصحاب المنازل من تحقيق أقصى قدر من الاستهلاك الذاتي للكهرباء المولدة من الطاقة الشمسية. ومن خلال خوارزميات التعلم الآلي، يتعلم النظام من سلوك المستخدم ويضبط تخزين الطاقة وإطلاقها وفقًا لذلك.
ولا يؤدي ذلك إلى تحسين كفاءة إدارة الطاقة المنزلية فحسب، بل يساعد أيضًا في تقليل فواتير الكهرباء والاعتماد على الشبكة. بالإضافة إلى ذلك، تتجاوز قدرات الذكاء الاصطناعي الخاصة بـ Tesla Powerwall الأتمتة البسيطة لإجراء تنبؤات ذكية للطاقة والاستجابة بشكل تكيفي للظروف البيئية المتغيرة.
ومن خلال استخدام التحليلات التنبؤية، يمكن للنظام توقع التقلبات في توليد الطاقة الشمسية أو الطلب المنزلي، مما يضمن التشغيل السلس والاستخدام الأمثل للطاقة المخزنة. يجسد هذا النهج المبتكر كيف يُحدث الذكاء الاصطناعي ثورة في الطريقة التي نستخدم بها الطاقة المتجددة من أجل حياة مستدامة.
معالجة التحديات في تحسين تخزين الطاقة الكهروضوئية
على الرغم من فوائد تخزين الطاقة الكهروضوئية، هناك تحديات أمام تحسين كفاءتها وموثوقيتها. أحد التحديات الرئيسية هو إدارة التقلبات في توليد الطاقة الشمسية بسبب عوامل مثل الظروف الجوية والوقت من اليوم.
تتطلب مثل هذه التقلبات خوارزميات تحكم معقدة وأنظمة إدارة الطاقة لضمان إمدادات طاقة مستقرة. بالإضافة إلى ذلك، يؤثر تقادم البطاريات بمرور الوقت على أداء نظام تخزين الطاقة، لذلك يجب وضع بروتوكولات مراقبة وصيانة دقيقة لزيادة عمر النظام إلى أقصى حد وتحسين الكفاءة.
-
نظام تخزين الطاقة الكل في واحدحاوية نظام تخزين طاقة البطارية | بيس
-
نظام تخزين الطاقة الكل في واحد
نظام تخزين طاقة البطارية 665 فولت حزمة بطاريات ESS Lifepo4 الشمسية
-
نظام تخزين الطاقة الكل في واحد
48V 400Ah 20KW LiFePO4 بطارية خادم رف بطارية بطارية ليثيوم تخزين طاقة Syetem
-
نظام تخزين الطاقة الكل في واحد
بطارية ليثيوم 5Kw 5Kwh LiFePO4 الكل في واحد بطارية Powerwall العاكس – KHLiTech ESS
أجرى الرئيس التنفيذي ورئيس مجلس الإدارة لشركة Bosch مؤخرًا مقابلة عن بعد مع Musk في مؤتمر Bosch Connected 2024. ذكر ماسك الوتيرة غير المسبوقة لتطور الذكاء الاصطناعي، والتي يبدو أنها تزيد القوة الحسابية بعامل 10 كل ستة أشهر، وهو ما يتجاوز بكثير معدل قانون مور الذي يتضاعف كل 18 شهرًا. ويتوقع أنه في غضون عامين، سيتغير العام من "نقص السيليكون" إلى "نقص الطاقة"، مما قد يعيق تطوير الذكاء الاصطناعي.
"إن النمو الحسابي يعاني بالفعل من عنق الزجاجة في الوقت الحالي، ومن الواضح أن المحولات ستواجه نقصًا بعد ذلك، تليها الطاقة، وبحلول عام 2025 لن يكون لدينا ما يكفي من الطاقة لتشغيل جميع الرقائق."
وقد حللت مجموعة بوسطن الاستشارية، على سبيل المثال، أنه بحلول عام 2030، من المتوقع أن يتضاعف استهلاك الطاقة في مراكز البيانات الأمريكية ثلاث مرات مقارنة بعام 2022، أي ما يعادل 7.5% من إجمالي الطلب على الكهرباء، وهو ما من شأنه أن يزيد بشكل كبير من استهلاك الكهرباء الاجتماعي.
وأصدرت شركة "Grid Strategies" الاستشارية أيضًا دراسة تشير إلى أن النمو السنوي في الطلب على الكهرباء في الولايات المتحدة على مدى السنوات الخمس المقبلة يبلغ حوالي 1.5 بالمائة. ووفقا لتقييم الأثر البيئي، فإن توليد الكهرباء في الولايات المتحدة لم يزد إلا بنسبة تقل عن 3 في المائة خلال السنوات الخمس عشرة الماضية. اعتاد نظام إمدادات الطاقة في الولايات المتحدة على أيام العرض والطلب المستقرة نسبيًا، ومواجهة الكثير من المشاكل مع شبكة الطاقة، ويبقى أن نرى ما إذا كانت قادرة على التعامل مع الزيادة المفاجئة في الطلب.
قال جين هسون هوانغ، مؤسس شركة NVIDIA، إن التطور المستقبلي للذكاء الاصطناعي (AI) يرتبط ارتباطًا وثيقًا بالحالة وتخزين الطاقة. وشدد على أنه بدلاً من التركيز فقط على قوة الحوسبة، نحتاج إلى التفكير بشكل أكثر شمولاً في استهلاك الطاقة. نهاية الذكاء الاصطناعي هي الخلايا الكهروضوئية والطاقة بطاريات التخزين. لا يمكننا أن نفكر فقط في قوة الحوسبة؛ إذا كنا نفكر فقط في أجهزة الكمبيوتر، فنحن بحاجة إلى حرق طاقة تعادل 14 كرة أرضية.
ولذلك، فإن استخدام الأنظمة الكهروضوئية في مجال الذكاء الاصطناعي يمكن أن يساعد المستخدمين بشكل أفضل على توفير الكهرباء، في حين أن الأنظمة الكهروضوئية هي طاقة نظيفة، ولن تنتج مجموعة متنوعة من الملوثات، ولضمان إنتاج مستقر للكهرباء.
1 أفكار بشأن "الذكاء الاصطناعي وتخزين الطاقة الكهروضوئية"
مقالك تحفة من البلاغة والعمق. إن الطريقة التي تعبر بها عن المفاهيم المعقدة بمثل هذا الوضوح والنعمة هي هدية حقيقية. تتمتع كتابتك بالقدرة على إلهام وتنوير القراء من جميع مناحي الحياة.