Искусственный интеллект
статья

Искусственный интеллект - будущее зеленой энергетики

Цель: выявить необходимость использования ИИ в энергетике.

Задача: определить основные направления использования ИИ в энергетике.

Слайды 1- 6.

Зеленая энергетика имеет важное значение в борьбе с изменением климата. Миру необходимо использовать меньше энергии и перейти на менее вредные источники.

https://dzen.ru/a/Zbhd0kUzAA3NKsb4

Искусственный интеллект (ИИ) проложит путь к более экологичному будущему и обеспечит необходимую помощь в переходе к зеленой энергетике.

Он обладает скоростью, точностью и пониманием, которые необходимы коммунальным компаниям и их клиентам для того, чтобы сделать крупномасштабную возобновляемую энергетику жизнеспособной. В то же время это позволит сократить выбросы от традиционных систем, работающих на ископаемом топливе. По мере роста угрозы изменения климата эти преимущества становится все труднее игнорировать. В результате ИИ станет климатической необходимостью.

Искусственный интеллект позволяет прогнозировать спрос на энергию на основе анализа больших объемов данных, включая погоду, историческую информацию о потреблении энергии и другие факторы. Это позволяет энергетическим компаниям эффективно планировать производство и распределение энергии, избегая перегрузок и сокращая расходы на производство.

Слайд 7

Эксперты выявили более 50 вариантов использования  ИИ в энергетическом секторе.

Рассмотрим некоторые из них:

Слайд 8

1. Умные Сети

https://electrik.info/main/news/1805-intellektualnye-mikroseti-i-vie.html

https://yandex.ru/video/preview/5868984629824647682

https://yandex.ru/video/preview/13318950890784996161 видео.

Интеллектуальные сети, поддерживающие двусторонние потоки электроэнергии и использующие обширные технологии обработки данных, являются наиболее популярным применением ИИ в энергетике.

Энергетические компании могут внедрить системы возобновляемых источников энергии, которые будут производить больше энергии с наименьшими затратами и экологическим воздействием. Что обеспечит более плавный и безопасный переход к электроэнергии без выбросов.

Слайд

1. Обслуживание сети https://yandex.ru/video/preview/18229077992340448786

Программное обеспечение

https://yandex.ru/video/preview/14324935597238020205 видео

Любые поломки могут привести к масштабным перебоям в подаче электроэнергии, а высокие затраты на ремонт увеличивают и без того высокую цену этих систем. ИИ может помочь посредством профилактического обслуживания.

Эти системы предупреждают технических специалистов о проблемах, пока они еще небольшие, их легко и доступно устранить. В результате профилактическое обслуживание сокращает время простоя и повышает эффективность. 

Эта стратегия обслуживания, основанная на искусственном интеллекте, также полезна для существующих невозобновляемых сетей: коммунальные компании могут минимизировать потери энергии и сбои в работе, поддерживая электросети в лучшем состоянии.

1. Повышение энергоэффективности

https://yandex.ru/video/preview/17791555313729587675

Слайд 12

Эффективность — еще одна ключевая часть перехода к зеленой энергетике.

Роль ИИ в этой области аналогична тому, как работают интеллектуальные сети. Устройства Интернета вещей (IoT) на базе искусственного интеллекта в домах, на предприятиях и на электростанциях могут анализировать условия в реальном времени и в ответ корректировать подачу энергии. Таким образом, они могут использовать как можно меньше электроэнергии, поддерживая при этом те же процессы.

Умные термостаты (видео)— отличный пример реализации этой концепции в действии. Они сокращают потребление тепла и охлаждения на 8% в год в среднем. Применение той же адаптивной технологии (видео) в более масштабных средах может привести к значительной экономии энергии.

1. Оптимизация цепочки поставок

ИИ может уменьшить выбросы углекислого газа в более крупной цепочке поставок энергии. Модели машинного обучения могут анализировать энергосети, чтобы найти области, где небольшие изменения могут снизить выбросы.

Например, восстановленные силовые трансформаторы (видео), устранить отходы и выбросы от изготовления нового. Эту альтернативу легко упустить из виду из-за ее простоты, но она может существенно повлиять на энергосистему.

ИИ может найти наилучшее сочетание этих сложных факторов, чтобы обеспечить максимальную эффективность цепочек более близких поставок энергии.

1. Моделирование погоды

Эффективность ИИ в задачах прогнозирования погодных условий делает его идеальным инструментом для возобновления источников энергии.

Модели искусственного интеллекта могут предупреждать власти об условиях, которые могут нарушить работу источников экологически чистой энергии. Благодаря этим ранним предупреждениям энергетические компании могут обеспечить достаточные запасы энергии и защитить свою инфраструктуру, чтобы предотвратить ущерб и отключения электроэнергии.

1. Торговля энергией в реальном времени

ИИ обеспечивает более быструю и прибыльную торговлю энергией.

Средняя установка солнечной панели в жилом доме стоит более $ 16,000. Однако, поскольку владельцы производят электроэнергию самостоятельно, они экономят деньги, платя меньше по счетам за электричество.

ИИ увеличивает эту экономию, продавая избыточную энергию из этих систем обратно в сеть.

ИИ может распознать, когда возобновляемые источники энергии работают с перебоями, и автоматически отправлять энергию коммунальным компаниям, когда это наиболее экономически эффективно. Следовательно, сеть может распределять больше возобновляемой энергии, в то время как владельцы этих возобновляемых источников энергии зарабатывают деньги, чтобы компенсировать затраты на установку.

Заключение:

Быстрое развитие индустрии искусственного интеллекта приведет к ежегодному росту энергопотребления на 70 процентов, с менее чем 15 тераватт-часов (ТВтч) в 2023 году до 224 ТВтч к 2027 году — в сумме, близкой к 230 ТВтч, используемым всей Испанией в течение 2022 года.

Искусственный интеллект позволит ускорить переход к «чистой» энергии, т.е. декарбонизации энергетического сектора.

Примерно 81% энергетических компаний в мире к 2025 г. Внедрят искусственный интеллект в производство.

К 2050 г. возобновляемые источники энергии могут занять 80% в энергобалансе. ИИ поможет сделать этот переход еще более эффективным за счет прогностических алгоритмов.

Однако растущий спрос на электроэнергию в индустрии искусственного интеллекта приведет к увеличению использования ископаемого топлива, даже если сектор будет питаться непосредственно от чистых источников энергии, в другие сферы буду вынуждены вместо этого использовать углеводороды.

Ситуация может усугубиться из-за растущего спроса на экологически чистую энергию со стороны конкурирующих секторов, в том числе со стороны зеленой промышленности и для питания постоянно растущего парка электромобилей.

1. Абдуназарова, Р. А. Внедрение искусственного интеллекта в возобновляемую энергетику / Р. А. Абдуназарова. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2023. — № 24 (471). — С. 8-10. — URL: https://moluch.ru/archive/471/104226/ (дата обращения: 20.02.2024).
2. Международный научный журнал «Вестник», №7 июль 2023

https://eenergy.media/news/28238

https://habr.com/ru/articles/674110/

https://yandex.ru/video/preview/13332200717539097377 - видео

https://yandex.ru/video/preview/7148406826879911344 - видео

https://yandex.ru/video/preview/2251564831797810504 видео

https://www.renwex.ru/ru/ii/zelyonaya-ehnergetika/

Зелёная энергетика

Зелёная энергетика - это производство электроэнергии и других видов энергии из возобновляемых источников, которые при эксплуатации не исчерпываются и не наносят серьезного вреда окружающей среде.

Зачем нужна зелёная энергетика?

Все мы знаем, что традиционные источники энергии, такие как нефть, уголь и газ, являются источниками загрязнения окружающей среды и вызывают изменения климата. Кроме того, они являются ограниченными ресурсами и скоро могут исчерпаться, что повышает их стоимость и ведет к нестабильности на рынке энергоресурсов.

Зелёная энергетика же позволяет получать энергию без отрицательных экологических последствий и обладает потенциалом для создания новых рабочих мест.

Основные виды зелёной энергетики

1. Солнечная энергия - это энергия, получаемая от солнца. Принцип работы солнечных батарей основан на преобразовании энергии солнечного света в электрическую. Существует несколько типов солнечных батарей: монокристаллические, поликристаллические и аморфные. У каждого из них есть свои преимущества и недостатки. Примеры использования солнечной энергии в жизни: уличное освещение, подзарядка мобильных устройств, производство электроэнергии в крупных солнечных электростанциях.
2. Ветровая энергия - это энергия, получаемая от движения воздушных масс ветра. Принцип работы ветрогенераторов основан на конвертации кинетической энергии ветра в электрическую. Существует несколько типов ветрогенераторов: горизонтальноосевые, вертикальноосевые и диагональноосевые. У каждого из них есть свои преимущества и недостатки. Примеры использования ветровой энергии в жизни: производство электроэнергии в крупных ветроэлектростанциях, подзарядка мобильных устройств на островах и в удаленных регионах.
3. Гидроэнергетика - это энергия, получаемая от потоков воды. Принцип работы гидроэлектростанций основан на конвертации потенциальной энергии воды в электрическую. Существует несколько типов гидроэлектростанций: верхнего и нижнего бьефов, плавучих и прибрежных. У каждого из них есть свои преимущества и недостатки. Примеры использования гидроэнергетики в жизни: производство электроэнергии в крупных гидроэлектростанциях, использование малых гидроэлектростанций для производства энергии в отдаленных сельских районах.

Плюсы и минусы зелёной энергетики

Преимущества зелёной энергетики:

• Не загрязняет окружающую среду и не вызывает изменений климата
• Источники возобновляемые, то есть не исчерпаемые и не зависят от политических и экономических факторов
• Экономически выгодны, так как при производстве электроэнергии из возобновляемых источников нет необходимости закупать и импортировать дорогостоящие топливные ресурсы

Недостатки зелёной энергетики:

• Зависимость от погодных условий: невозможность производства энергии без солнца (для солнечной энергии) или ветра (для ветровой энергии)
• Высокие стартовые затраты на установку соответствующего оборудования
• Некоторые виды возобновляемой энергии (например, гидроэнергетика) могут негативно повлиять на экосистемы рек, озер и других водоемов.

Развитие зелёной энергетики в мире и в России

Состояние зелёной энергетики в мире:

• В настоящее время возобновляемые источники энергии составляют около 30% от общего объема производства электроэнергии в мире
• Крупные страны, такие как Германия, США, Китай, Испания, Франция и Италия, активно инвестируют в развитие зелёной энергетики, что позволяет им сокращать выбросы углекислого газа и повышать независимость от импорта нефти и газа.

Состояние зелёной энергетики в России:

• Доля возобновляемой энергии в общем объеме производства электроэнергии в России составляет менее 1%
• В последние годы правительство России начало реализовывать программу по развитию альтернативных источников энергии до 2024 года, которая предусматривает инвестирование более чем 500 миллиардов рублей в создание новых производственных мощностей и модернизацию существующих.

Проблемы развития зелёной энергетики в России:

• Сложности с интеграцией возобновляемой энергии в общую систему производства и распределения электроэнергии, связанные со спецификой магистральных электросетей
• Отсутствие законодательных стимулов для использования возобновляемых источников энергии
• Недостаточное финансирование научно-исследовательских работ в области возобновляемой энергетики.

Заключение

Зелёная энергетика - это одна из ключевых отраслей экономики, которая становится все более значимой в контексте решения глобальных проблем, связанных с изменением климата и обеспечения устойчивого развития. Благодаря использованию возобновляемых источников энергии, таких как солнечная, ветровая, гидроэнергетика и другие.

С помощью зелёной энергетики мы можем значительно сократить выбросы парниковых газов и вредных загрязняющих веществ.

Важным фактором для развития зелёной энергетики является наличие поддержки со стороны государства и инвесторов, а также развитие технологий, позволяющих создавать более эффективные и экономичные системы производства и хранения энергии.

Таким образом, можно сделать вывод о том, что зелёная энергетика является одним из наиболее перспективных направлений для развития экономики и решения глобальных проблем, связанных с изменением климата. При этом необходимо продолжать работу по совершенствованию технологий и повышению эффективности использования возобновляемых источников энергии, а также обеспечивать поддержку со стороны государственных органов и бизнес-сообщества.