التنبؤ، والمراقبة، والذكاء الاصطناعي - ذكاء السرب لخدمة الانتقال الطاقي كلها عناصر حاضرة بقوة في EM-Power Europe

(BUSINESS WIRE--(الانتقال الطاقي لا يُغير تقنيات توليد الطاقة التي نستخدمها فحسب، بل يستلزم أيضًا تحديث شبكات الطاقة. واليوم وبدلاً من عشرات محطات توليد الطاقة كبيرة الحجم، يتغذى سرب هائل من محطات توليد الطاقة على شبكتنا: تشهد ألمانيا وحدها تركيب عدة آلاف من محطات توليد طاقة الرياح وما يربو عن 2.6 مليون نظام من أنظمة القدرة الكهروضوئية PV - وثمة اتجاه متصاعد بشكل كبير في هذه الاتجاه. وهذا يجعل من الطقس القوة الرئيسية في توليد الطاقة: وفي الأيام الغائمة أو هادئة الرياح، قد لا تتماشى إمدادات الطاقة مع الطلب، مما يؤدي إلى اختناقات - أو ما هو أسوأ - انقطاع التيار الكهربائي. وللحفاظ على ثبات تردد الشبكة عند 50.2 هرتز، يحتاج مشغلو الشبكة إلى توقعات الناتج. وهنا يأتي دور الذكاء الاصطناعي (AI) في المساعدة في معالجة هذه المعلومات المعقدة للغاية ودمجها في نظام الطاقة.

بات نظام شبكة المرافق اليوم معقدًا للغاية بالفعل لدرجة أن المرافق ومشغلي الشبكات ستفقد السيطرة على كل شيء من دون أنظمتهم الرقمية وذلك مع وجود الملايين من التركيبات الشمسية والصناديق الجدارية والمضخات الحرارية وأنظمة التخزين المنزلية وبطاريات السيارات والتي ستكون قادرة في يوم من الأيام على إعادة تغذية الكهرباء إلى الشبكة. وكلما عرفوا أكثر عن متى وأين وكمية الكهرباء التي يجري إنتاجها، وتغذى في الشبكة، ويطلبها المستهلكون، كلما أمكنها تحديد ما يناسبها من العرض مع الطلب. وهذا يجعلها أيضًا أكثر ربحية، حيث إن تعويض هذا النقص مكلف. وعندما لا يغطي التوليد الاستهلاك ضمن مجموعة الموازنة، يضطر مشغلو الشبكة إلى دفع تكاليف الموازنة. وكلما زادت دقة توقعات الطقس والإنتاجية لمحطات توليد طاقة الشمس والرياح، كانت الشركات أكثر نجاحًا. والأشخاص الذين يرغبون في تحسين استهلاكهم الشخصي باستخدام البطاريات أو المستهلكات التي يمكن التحكم فيها مثل السيارات الكهربائية أو المضخات الحرارية تتطلب أيضًا تنبؤات لتحديد الغرض من استخدام الكهرباء. ونفس الشيء ينطبق على إدارة الطاقة في المباني.

تنبؤات الطقس لصناعة الطاقة

توفر الشركات الحاضرة في EM-Power Europe، وهو المعرض الدولي لإدارة الطاقة وحلول الطاقة المتكاملة، من جميع أنحاء العالم مفاهيم الرقمنة الخاصة بها بالإضافة إلى التقنيات والخدمات المبتكرة للشبكة المُحسَّنة للمستقبل. يوضح Jan Remund، رئيس قسم الطاقة والمناخ في Meteotest AG، وهي مزوّد سويسري لتنبؤات الطقس: "يلعب التعلم الآلي والذكاء الاصطناعي دورًا مهمًا في التنبؤ بالتشعيع". والشركة قادرة على التنبؤ بالحركات السحابية من خلال الجمع بين النماذج المادية وخوارزميات التعلم الذاتي بناءً على صور الأقمار الصناعية. وقال Remund: "الدقة في الساعات القليلة القادمة عالية جدًا. وكلما طالت الفترة الزمنية، قلت دقة التوقعات". وتتولى شركته تجميع بيانات التشعيع ودرجة الحرارة وتستخدمها لإجراء التحليلات والملامح والتنبؤات التي يمكن دمجها في برامج المراقبة أو التحكم الكهروضوئي (PV) ذات الصلة ويمكن للشركات استخدام تنبؤات الطقس كأساس لحساب التشعيع الشمسي باستخدام برامج مخصصة، أو يمكنها شراء مثل هذه الحسابات. يعتمد مشغلو الشبكات على تنبؤات التشعيع لموازنة التغذية الداخلة في الشبكة وتغذيتها الخارجة بناءً على تنبؤات الإنتاج والطلب.

تعمل Meteocontrol، وهي شركة متخصصة في المراقبة والتنبؤ في جنوب ألمانيا، على حسابات الناتج على أساس بيانات مختلف مزودي تنبؤات الطقس. وتجري الشركة أيضًا تحقيقًا في كيفية تأثير الأيروسولات، مثل الرماد أو الرمل على تكوين السحب. وقال Stijn Stevens، رئيس مجلس إدارة meteocontrol: "في 3 و 4 مارس 2021، دلل مشروعنا “PermaStrom” بالأمثلة على أهمية هذه المسألة". "كثر الغبار الصحراوي في أوروبا في هذين اليومين. وبفضل التنبؤات المحسنة، تم توفير حوالي ثلاثة ملايين يورو جراء موازنة تكاليف الطاقة في ألمانيا وحدها.

يعمل دمج التطبيقات الذكية والذكاء الاصطناعي في نظام شبكة المرافق على بناء الذكاء السربي الرقمي. وبالجمع بين تنبؤات توليد الطاقة والاستهلاك مع قدرة محطات توليد الطاقة التقليدية، يمكن لمشغلي الشبكة التنبؤ بالوقت والمكان الذي ستصل فيه الشبكات والمحولات إلى أقصى طاقتها. وهذا يعطيهم متسعًا من الوقت لاتخاذ الاحتياطات اللازمة.

المنتجون المستهلكون: لاعبون رئيسيون جرى التقليل منهم

سيلعب المنتجون المستهلكون دورًا حيويًا في أنظمة الطاقة في المستقبل: على سبيل المثال، يستطيع الأفراد والأسر تغذية الكهرباء الزائدة من سياراتهم الكهربائية في الشبكة، وهو ما يساهم بشكل كبير في استقرارها. توفر شركة Hive Power بالفعل برنامجًا للتغذية الرجعية المتقطعة للكهرباء من بطاريات السيارات إلى الشبكة باسم Vehicle-to-Grid. وهنا يأتي دور الذكاء الاصطناعي في المساعدة أيضًا: والبرنامج مدرب على معرفة متى تكون المركبات قيد الاستخدام ومتى تكون خارج الاستخدام، مما يسمح لها بتغذية الكهرباء إلى الشبكة عندما يكون هناك فائض في السعة. يمكن أن يحقق المستهلكون المنتجون مكاسب تصل إلى 1000 يورو سنويًا بهذه الطريقة.

التكنولوجيات الذكية في المباني

تعتبر تنبؤات الطقس والناتج ضرورية أيضًا لإدارة الطاقة في المباني. حيث يمكن لمضخات الحرارة شحن جهاز تخزين التدفئة عندما تكون الشمس مشرقة، وتغذية دائرة التسخين بالطاقة في المساء. وبفضل البرامج المناسبة، يمكن للمضخات الحرارية تطبيق تنبؤات الناتج التي يوفرها نظام إدارة الطاقة على جداول التشغيل الخاصة بها. وهذا يمنع المضخات الحرارية من استخدام الكهرباء التي توفرها الشبكة لتسخين وحدة تخزين الطاقة الحرارية عندما يُتوقع وجود طاقة شمسية كافية على مدار الساعة التالية. والاحتمال الآخر هو ضبط توقيت شحن السيارات الكهربائية بطريقة تزيد من حصة الطاقة الشمسية. تعتمد أنظمة Solar-Log على نفس المبدأ. فهي توفر الاستهلاك الذاتي الأمثل للكهرباء لمباني المكاتب والمنشآت الصناعية من خلال تخزين البطاريات والأحمال المرنة، مثل مضخات الحرارة أو محطات الشحن.

وبغض النظر عن الشركات المذكورة  سلفًا، سيقدم العديد من العارضين الآخرين حلولهم لتنبوؤات الطقس والناتج وربط الشبكة وبرامج المراقبة والتحليل في EM-Power Europe في ميونيخ في الفترة من 14 إلى 16 يونيو. يمكن للزوار معرفة المزيد حول إمكانات أنظمة التنبؤ والمراقبة في جلسة EM-Power Forum  التي تحمل عنوان “Forecasting & monitoring: Always a step ahead” (“Forecasting & Monitoring: Immer einen Schritt voraus sein”).

صور / وسائط متعددة متوفرة على :  https://www.businesswire.com/news/home/53411598/en