Jak sztuczna inteligencja może zwiększyć wydajność systemów fotowoltaicznych

Sztuczna inteligencja (AI) odgrywa coraz większą rolę w zwiększaniu wydajności systemów fotowoltaicznych. Dzięki zastosowaniu technologii AI można zoptymalizować różne aspekty obsługi i konserwacji systemów fotowoltaicznych, co skutkuje wyższą produkcją energii i efektywnością kosztową.

Analiza danych i rozpoznawanie wzorców

Kluczową zaletą sztucznej inteligencji w systemach fotowoltaicznych jest możliwość analizy dużych ilości danych. Systemy AI mogą analizować prognozy pogody, historyczne dane dotyczące wydajności i monitorowanie w czasie rzeczywistym, aby obliczyć optymalny tryb pracy układu fotowoltaicznego. Umożliwia to regulację nachylenia paneli słonecznych lub zmianę ich orientacji w celu osiągnięcia maksymalnej wydajności.

Sztuczna inteligencja potrafi także rozpoznawać wzorce, które operatorzy mogą przeoczyć. Obejmuje to wykrywanie cieniowania za pomocą algorytmów przetwarzania obrazu, które mogą odpowiednio dostosować orientację paneli słonecznych w celu maksymalizacji wydajności.

Nadaje się do:

• Aplikacje AI: Kto ma największe udziały w rynku wśród modeli AI? W jakich branżach i procesach biznesowych są one już stosowane?

Dokładność prognoz

Integracja sztucznej inteligencji i dużych zbiorów danych znacznie poprawiła dokładność prognoz. Zaawansowane algorytmy analizują dane meteorologiczne i historyczne uzyski energii, aby dokonać precyzyjnych prognoz produkcji energii. Prognozy te umożliwiają bardziej precyzyjne planowanie i kontrolę przepływów energii, co przenosi optymalizację systemów fotowoltaicznych na nowy poziom.

Samooptymalizacja i konserwacja predykcyjna

Godną uwagi cechą sztucznej inteligencji jest jej zdolność do samooptymalizacji. Inteligentne algorytmy uczą się na podstawie wcześniejszych danych dotyczących wydajności i dokonują korekt w czasie rzeczywistym. System stale dostosowuje się do zmian w otoczeniu, takich jak warunki pogodowe i stan systemu. Prowadzi to do trwałej poprawy produkcji energii.

Ponadto sztuczna inteligencja umożliwia konserwację predykcyjną poprzez ciągłe monitorowanie wydajności zasobów. Anomalie można wykryć wcześnie, co pozwala operatorom na podjęcie działań w odpowiednim czasie, zanim wystąpią kosztowne przestoje. To nie tylko oszczędza pieniądze, ale także wydłuża żywotność systemów.

Efektywne zarządzanie energią

Systemy zarządzania energią oparte na sztucznej inteligencji nie tylko optymalizują magazynowanie, ale także zużycie energii słonecznej. Sztuczna inteligencja analizuje ceny energii i wzorce jej zużycia, a następnie decyduje, kiedy ma sens wykorzystanie wcześniej zmagazynowanej energii elektrycznej, czy też wprowadzenie jej bezpośrednio do sieci. Przyczynia się to zarówno do efektywności kosztowej, jak i stabilności sieci.

Innowacyjne technologie i zastosowania

Połączenie sztucznej inteligencji z innymi innowacyjnymi technologiami, takimi jak trackery, może jeszcze bardziej zwiększyć wydajność parków fotowoltaicznych. Technologie te umożliwiają bardziej precyzyjne śledzenie modułów fotowoltaicznych w zależności od położenia słońca, maksymalizując w ten sposób uzysk. W ramach projektów takich jak „ Solar Park 2.0 ” w Instytucie Technologicznym w Karlsruhe intensywnie bada się te podejścia.

Innym przykładem jest pilotażowy projekt austriackiego start-upu raicoon we współpracy z Amazonem, który pokazuje, jak autonomiczne zarządzanie operacjami kontrolowane przez sztuczną inteligencję może zwiększyć produkcję energii słonecznej nawet o 15 procent. To w pełni zautomatyzowane zarządzanie operacyjne wykrywa anomalie na wczesnym etapie i koryguje je, zanim wystąpią kosztowne szkody.

Postępowa integracja

Przyszłość fotowoltaiki leży w inteligentnym wykorzystaniu sztucznej inteligencji i dużych zbiorów danych. Dzięki precyzyjnej analizie danych, udoskonalonym prognozom i możliwości samooptymalizacji wydajność i wydajność systemów energii słonecznej zostaje podniesiona do wcześniej nieosiągalnego poziomu. Stopniowa integracja tych technologii zapewnia zrównoważoną i opłacalną przyszłość klientom prywatnym i komercyjnym.

Sztuczna inteligencja oferuje ogromny potencjał zwiększania wydajności systemów fotowoltaicznych poprzez optymalizację produkcji energii, konserwację predykcyjną i efektywne zarządzanie energią. Zmiany te mają kluczowe znaczenie dla powodzenia transformacji energetycznej i wnoszą znaczący wkład w zrównoważone dostawy energii.

Śledzenie maksymalnego punktu mocy (śledzenie MPP) to proces stosowany w systemach fotowoltaicznych w celu uzyskania maksymalnej mocy z modułów fotowoltaicznych. MPP to punkt na krzywej prądu i napięcia modułu fotowoltaicznego, w którym generowana jest najwyższa moc. Ponieważ punkt ten zależy od czynników takich jak światło słoneczne i temperatura, stale się zmienia.

Jak działa śledzenie MPP

Regulacja parametrów pracy

Tracker MPP stale monitoruje napięcie i prąd paneli słonecznych i dostosowuje parametry pracy, aby zawsze działać blisko aktualnego MPP.

Przetwornica DC-DC

Tracker MPP składa się z przetwornika DC-DC i mikrokontrolera. Konwerter dostosowuje rezystancję obciążenia, aby utrzymać stałe napięcie i osiągnąć maksymalną wydajność.

Sterowanie adaptacyjne

Mikrokontroler w sposób ciągły mierzy prąd i napięcie, aby znaleźć MPP i dynamicznie dostosować system do zmieniających się warunków.

Metody śledzenia MPP – Perturb i Observe (P&O)

Ta procedura stopniowo zmienia napięcie i obserwuje, czy poprawia się wydajność. Gdy moc wzrasta, napięcie jest dalej regulowane w tym samym kierunku, w przeciwnym razie kierunek jest odwrotny.

Przyrostowa przewodność

Tutaj analizowany jest wzrost mocy w odniesieniu do zmiany napięcia. MPP osiąga się, gdy pochodna mocy względem napięcia wynosi zero.

Metoda współczynnika naprężeń

Napięcie jest utrzymywane na stałym poziomie procentowym napięcia obwodu otwartego. Ta prosta procedura jest odpowiednia dla mniej złożonych systemów.

Śledzenie MPP ma kluczowe znaczenie dla wydajności systemów fotowoltaicznych, ponieważ zapewnia, że ​​moduły zawsze mogą pracować z maksymalną wydajnością, co jest szczególnie ważne w zmieniających się warunkach środowiskowych.

Optymalizacja śledzenia MPP poprzez sztuczną inteligencję (AI) poprawia wydajność systemów fotowoltaicznych poprzez dokładniejsze i szybsze określanie i dostosowywanie maksymalnego punktu mocy (MPP). Oto kluczowe aspekty wykorzystania sztucznej inteligencji w tym obszarze:

Jak działa śledzenie MPP

MPP to punkt na krzywej prądu i napięcia modułu fotowoltaicznego, w którym generowana jest maksymalna moc. Ponieważ punkt ten stale się zmienia ze względu na zmiany promieniowania słonecznego, temperatury i innych warunków środowiskowych, śledzenie MPP musi odbywać się w sposób ciągły. Tradycyjne trackery MPP wykorzystują algorytmy takie jak Perturb i Observe lub Inkrementalna Przewodność, aby znaleźć optymalny punkt.

Wykorzystanie AI w śledzeniu MPP

Precyzyjna regulacja

Systemy oparte na sztucznej inteligencji wykorzystują algorytmy, takie jak sieci neuronowe lub logika rozmyta, aby dokładniej określić MPP w złożonych i bardzo zmiennych warunkach. Metody te mogą lepiej reagować na szybkie zmiany niż tradycyjne algorytmy.

Analiza danych

Sztuczna inteligencja może analizować duże ilości danych, aby rozpoznawać wzorce i przewidywać optymalny punkt pracy. Umożliwia to dynamiczną adaptację do zmieniających się warunków, takich jak zacienienie czy zanieczyszczenie.

Prognozy wydajności

Integrując dane z czujników i prognozy pogody, sztuczna inteligencja może przewidzieć przyszłą wydajność układu słonecznego i odpowiednio zoptymalizować jego działanie.

Korzyści z optymalizacji MPP opartej na sztucznej inteligencji

Zwiększona wydajność

Dokładniejsze określenie MPP pozwala zmaksymalizować uzysk energii, co jest szczególnie korzystne w przypadku dużych systemów o zmiennych warunkach.

Zmniejszone straty

Sztuczna inteligencja pomaga minimalizować straty z lokalnych maksimów, identyfikując globalne maksima i integrując zarządzanie cieniem.

Ogólnie rzecz biorąc, włączenie sztucznej inteligencji do śledzenia MPP pomaga zwiększyć wydajność i niezawodność systemów fotowoltaicznych, co ma kluczowe znaczenie dla zrównoważonych dostaw energii.

Nadaje się do:

• Nowość i innowacyjność: Zdecentralizowany i modułowy system solarny typu plug & play – inny niż wszystkie

Sztuczna inteligencja (AI) może na różne sposoby wydłużyć żywotność systemów fotowoltaicznych, w szczególności poprzez optymalizację strategii operacyjnych i konserwację predykcyjną.

Zoptymalizowane strategie operacyjne

Indywidualna personalizacja

Modele wspierane przez sztuczną inteligencję mogą przedstawiać indywidualne starzenie się komponentów, takich jak falowniki. Modele te wykorzystują dane z długoterminowych testów i czujników do tworzenia cyfrowych bliźniaków urządzeń. Te bliźniaki pomagają w opracowywaniu dostosowanych strategii operacyjnych, które dostosowują kluczowe parametry do starzenia się, bez uszczerbku dla wydajności.

Konserwacja predykcyjna

Wykrywanie anomalii

Systemy oparte na sztucznej inteligencji stale monitorują wydajność systemów i wykrywają anomalie na wczesnym etapie. Umożliwia to identyfikację i rozwiązanie potencjalnych problemów, zanim doprowadzą one do poważnych przestojów.

Konserwacja predykcyjna

Analizując dane w czasie rzeczywistym, sztuczna inteligencja może przewidzieć potrzeby konserwacyjne, minimalizując przestoje. To nie tylko zmniejsza koszty eksploatacji, ale także wydłuża żywotność systemów.

Efektywne zarządzanie energią

Optymalizacja energetyczna

Sztuczna inteligencja pomaga zoptymalizować przepływ energii w zakładzie, dostosowując operacje do zmieniających się warunków środowiskowych. Maksymalizuje to wydajność i pomaga wydłużyć żywotność.

Dzięki tym działaniom sztuczna inteligencja w decydujący sposób przyczynia się do poprawy niezawodności i trwałości systemów fotowoltaicznych, a tym samym zwiększania ich opłacalności ekonomicznej.

Nadaje się do:

• Smart Grid: Sztuczna inteligencja w obszarze energii odnawialnych
• Blog o energii odnawialnej