يساعد الذكاء الاصطناعي في تخفيف العبء على الشبكة الكهربائية - دون التقليل من استخدام الأشخاص للطاقة

لقد قمت أنا وزملائي بتطوير نظام ذكاء اصطناعي يساعد المباني على تحويل استخدامها للطاقة إلى الأوقات التي تكون فيها الشبكة الكهربائية أنظف.

أنا مهندس الذي دراسة وتطوير المباني الذكية.قام مختبري بإنشاء Merlin، الذي يتعلم كيف يستخدم الناس الطاقة في منازلهم وضبط عناصر التحكم في الطاقة مثل منظمات الحرارة لتلبية احتياجاتهم مع تقليل التأثير على الشبكة في نفس الوقت.يمكن للنظام أن يتعلم على مجموعة واحدة من المباني والشاغلين ويمكن استخدامه في المباني ذات الضوابط وأنماط استخدام الطاقة المختلفة.

أطلقنا عليها اسم ميرلين تيمنًا بالساحر الأسطوري للملك آرثر لتعكس الطبيعة السحرية للنظام:فهو يجمع تلقائيًا بيانات حول كيفية استخدام الأشخاص للطاقة في منازلهم ويحدد فرص شحن وتفريغ تخزين البطاريات المنزلية.وهو يفعل ذلك بطريقة تمنحك القوة دائمًا للقيام بكل ما تحتاجه.لذا فإن مكيف الهواء الخاص بك متاح دائمًا، ولكنه في الوقت نفسه يقلل الضغط على الشبكة - على سبيل المثال، أثناء فترات الذروة بعد الظهر.

إذا تجاوز الطلب التوليد المتاح، فعادة ما تطلب المرافق من العملاء ضبط منظمات الحرارة الخاصة بهم وتقليل أحمالهم.إذا لم يكن ذلك كافيًا، فمن الممكن حدوث انقطاع للتيار الكهربائي.هذا هو المكان الذي يأتي فيه ميرلين.من خلال إدارة استخدام الطاقة في المنازل بشكل أكثر ذكاءً، تساعد Merlin في تحقيق التوازن في إمدادات الطاقة، مما يجعل الشبكات الكهربائية أكثر استقرارًا وموثوقية.تدير Merlin استخدام الشبكة لبطارية المنزل مع الحفاظ على الاستهلاك الطبيعي للطاقة في المنزل.

لماذا يهم

ولمعالجة تغير المناخ، يحتاج المجتمع إلى الانتقال إلى توليد الطاقة الكهربائية حصريًا باستخدام مصادر الوقود غير الأحفوري مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والطاقة النووية.كما يجب أن تكون جميع الأجهزة المنزلية، أو الاستخدامات النهائية – التدفئة والطهي وتجفيف الملابس – مكهربة.ويحدث تحول مماثل مع السيارات، حيث تنتقل من السيارات التي تعمل بمحركات الاحتراق الداخلي إلى السيارات الكهربائية التي تعمل بالبطارية.ومع ذلك، فإن معظم مصادر الطاقة المتجددة غير قابلة للتوزيع، مما يعني أن شركات الطاقة لا يمكنها تشغيلها عند الحاجة إليها.

ويتطلب هذا تحولا أساسيا من نظام الطاقة المركزي حيث تقوم محطة توليد الكهرباء بتوليد كل الكهرباء اللازمة، إلى نظام أكثر لامركزية أو موزعة.وفي الأنظمة اللامركزية، يتم توليد الطاقة على حواف الشبكة ــ على سبيل المثال، في المنازل المزودة بألواح شمسية ــ ومن الممكن أن تقوم المنازل ومباني المكاتب بتخزين الطاقة في البطاريات.

تحاول المنازل ومباني المكاتب أيضًا بشكل فعال تقليل أو نقل أحمالها لتقليل متطلباتها على الشبكة.وهذا يعني تقليل انقطاع التيار الكهربائي وتقليل إهدار الطاقة.بالإضافة إلى ذلك، فإن استخدام الطاقة بشكل أكثر كفاءة يساعد في تقليل انبعاثات الغازات الدفيئة.

ما هي البحوث الأخرى التي يجري القيام بها

يعمل الباحثون على طرق مختلفة لجعل المباني أكثر ذكاءً وأفضل في تحويل استخدام الطاقة.في الواقع، الولايات المتحدةوقد وضعت وزارة الطاقة خريطة طريق وطنية ل تطوير مثل هذه المباني الفعالة التفاعلية للشبكة مضاعفة كفاءة الطاقة ومرونة الطلب على الطاقة في المباني ثلاث مرات بحلول عام 2030.في عام 2021 قام القسم بتمويل 10 مشاريع للشراكة بين القطاعين العام والخاص مع ل برنامج المجتمعات المترابطة لتطوير واختبار التقنيات للمباني التفاعلية للشبكة.

وقد دعمت وكالة الطاقة الدولية مجموعة متنوعة من البرامج التي يعمل عليها الباحثون تطبيقات برمجية لتمكين تشغيل المبنى بشكل أكثر ذكاءً, المباني المرنة للطاقة ومؤخراً، السيطرة المتكاملة على الشبكة للمباني.

وتركز كل هذه البرامج والتطورات على أنظمة التحكم المتقدمة وتعزيز اعتماد التقنيات الذكية لتحسين استخدام الطاقة، على غرار ميرلين.

ماذا بعد

والخطوة التالية هي اختبار أنظمة مثل Merlin في المزيد من المجتمعات في ظل ظروف واقعية، وفهم مدى نجاحها في العمل في أماكن وظروف مختلفة.من المهم أن نجمع التعليقات حول تجارب المستخدمين وندمجها في نماذجنا الأولية التالية لضمان قبول أنظمة الذكاء الاصطناعي التي تدير الطاقة المنزلية للأشخاص.نحن نهدف إلى جعل هذه الأنظمة سهلة الاستخدام وبأسعار معقولة حتى يتمكن الجميع من الاستفادة من المنازل الأكثر ذكاءً والأكثر خضرة.

الهدف هو أن يكون لكل حي منازل تتقاسم الطاقة كفريق، مع التأكد دائمًا من وجود طاقة كافية للجميع واستخدام أقل قدر ممكن منها من الشبكة.

ال موجز البحث عبارة عن نبذة قصيرة عن العمل الأكاديمي المثير للاهتمام.