Танилцуулга
Нарны эрчим хүчний салбарт хиймэл оюун ухаан (AI) болон зүйлсийн интернет (IoT) зэрэг технологиуд нарны эрчим хүчний системийг зохион бүтээх, суурилуулах, засвар үйлчилгээ хийх арга замыг өөрчилсөн инновацийн давалгааг туулж байна. Эдгээр технологиуд нь нарны эрчим хүчийг илүү үр ашигтай, хэмнэлттэй, найдвартай болгож байна. Ялангуяа хиймэл оюун ухаан ба IoT-ийг нарны зайд суурилуулах системд нэгтгэх нь гүйцэтгэл, оновчлол, урьдчилан таамаглах засвар үйлчилгээг сайжруулж байна. Энэхүү нийтлэлд нарны суурилуулалтын ухаалаг системүүд нь нарны эрчим хүчний салбарыг хэрхэн өөрчилж, үйл ажиллагааны үр ашиг, системийн урт наслалтыг сайжруулж байгааг судлах болно.
1. Ухаалаг нарны суурилуулалтын системийн үүрэг
Ухаалаг нарны суурилуулалтын систем гэж юу вэ?
Ухаалаг нарны суурилуулалтын систем нь мэдрэгч, хиймэл оюун ухаан, IoT төхөөрөмжүүдийг нарны зайд суурилуулах уламжлалт шийдэлд нэгтгэх явдал юм. Эдгээр систем нь хүрээлэн буй орчны нөхцөл байдлыг хянах, самбарын байршлыг оновчтой болгох, засвар үйлчилгээний хэрэгцээг бодит цаг хугацаанд урьдчилан таамаглах боломжтой. Гол зорилго нь нарны хавтангийн үр ашгийг дээшлүүлэх, эрчим хүчний гарцыг нэмэгдүүлэх, засвар үйлчилгээний зардлыг бууруулахын зэрэгцээ нарны суурилуулалтын бүтцийн бүрэн бүтэн байдлыг хангах явдал юм.
Энэ нь хэрхэн ажилладаг вэ:
IoT мэдрэгч : суулгагдсан IoT мэдрэгч нь температур, чийгшил, салхины хурд, нарны цацраг зэрэг хүчин зүйлсийн талаар мэдээлэл цуглуулдаг. Энэ өгөгдлийг дүн шинжилгээ хийхийн тулд төвлөрсөн хяналтын системд илгээдэг.
AI алгоритмууд : AI-д суурилсан аналитик нь IoT мэдрэгчээр цуглуулсан өгөгдлийг тайлбарлаж, самбарын оновчтой байрлалыг урьдчилан таамаглах, цаг агаартай холбоотой асуудлуудыг урьдчилан таамаглах, системийн доголдол гарахаас өмнө засвар үйлчилгээ хийх хуваарь гаргахад тусалдаг.
Бодит жишээ : 2022 онд Невада мужийн нарны эрчим хүчний томоохон ферм IoT мэдрэгчээр тоноглогдсон ухаалаг угсралтын системийг нэвтрүүлсэн. Энэхүү систем нь самбарын гүйцэтгэл, цаг агаарын нөхцөл байдлын талаарх бодит мэдээллийг өгч, самбарын оновчлол болон идэвхтэй засвар үйлчилгээний ачаар ашиглалтын эхний жилд эрчим хүчний гарцыг 8%-иар сайжруулсан.
2. Хиймэл оюун ухаанд суурилсан оновчлол: Үр ашгийг нэмэгдүүлэх, зогсолтыг багасгах
Асуудал:
Нарны эрчим хүч үйлдвэрлэхэд тулгардаг гол бэрхшээлүүдийн нэг бол нарны хавтангууд нь өдрийн турш нарны гэрлийг хамгийн их хэмжээгээр авах боломжтой байх явдал юм. Уламжлалт нарны суурилуулалтын системд хавтангууд нь суурин эсвэл энгийн хянах механизмыг ашигладаг бөгөөд энэ нь заримдаа үр ашиггүй байдаг, ялангуяа нарны гэрэл тасалддаг эсвэл цаг агаарын нөхцөл байдалд нөлөөлдөг.
AI асуудлыг хэрхэн шийддэг вэ:
AI-д суурилсан системүүд нь нарны зайн хавтангийн байрлалд бодит цагийн тохируулга хийж, эрчим хүчийг дээд зэргээр барьж чаддаг. Жишээлбэл, хиймэл оюун ухааны алгоритмууд нь нарны хавтангийн налуу, чиглэлийг тохируулахын тулд цаг агаарын урьдчилсан мэдээ, хүрээлэн буй орчны нөхцлөөс авсан өгөгдөлд дүн шинжилгээ хийж, нарны оновчтой өнцгөөр байнга таарч байх боломжийг олгодог. Энэ нь үүлэрхэг эсвэл бүрхэг үед ч өдрийн турш хамгийн их үр ашгийг баталгаажуулдаг.
Бодит ертөнцийн жишээ :
SunPower болон Калифорнийн их сургуулийн хамтын ажиллагааны Нарны динамик трекер төсөл нь Калифорнид нарны хавтангийн хиймэл оюун ухаанаар ажилладаг хяналтын системийг хэрэгжүүлсэн. Эдгээр системүүд нь цаг агаарын байдал, нарны туяанд үндэслэн хавтангийн өнцгийг бодит цаг хугацаанд тохируулж, уламжлалт суурин системтэй харьцуулахад эрчим хүчний үйлдвэрлэлийг 12%-иар нэмэгдүүлсэн.
Өгөгдөл ба шийдэл:
Сэргээгдэх эрчим хүчний үндэсний лабораторийн (NREL) хийсэн жишээ судалгаагаар AI-д суурилсан хяналтын систем нь байнга үүл бүрхдэг эсвэл цаг агаарын нөхцөл байдал өөрчлөгддөг бүс нутагт нарны хавтангийн үр ашгийг 25% хүртэл нэмэгдүүлдэг болохыг харуулсан.
3. IoT-тэй урьдчилан таамаглах засвар үйлчилгээ: Үйл ажиллагааны зардлыг бууруулах
Асуудал:
Аливаа том хэмжээний дэд бүтцийн нэгэн адил нарны фермүүд болон дээвэр дээрх нарны системүүд нь оновчтой гүйцэтгэлийг хангахын тулд байнгын засвар үйлчилгээ шаарддаг. Уламжлалт засвар үйлчилгээний хуваарь нь ихэвчлэн системийн ашиглалт болон хүрээлэн буй орчны нөхцөл байдлын талаархи таамаглал дээр суурилдаг. Энэ нь хэт их засвар үйлчилгээ хийх, эсвэл бүр ч муу нь илрээгүй асуудлуудыг саатуулахад хүргэдэг.
IoT хэрхэн засвар үйлчилгээг сайжруулдаг вэ?
IoT-ийг дэмждэг нарны суурилуулалтын системүүд нь бүтцийн эрүүл мэнд, системийн гүйцэтгэлийг бодит цаг хугацаанд хянах боломжийг олгодог. Угсралтын бүтцэд суурилуулсан мэдрэгч нь элэгдэл, буруу тохируулга, зэврэлтийн анхны шинж тэмдгийг илрүүлж, системийн операторуудад дохио илгээх боломжтой. Дараа нь хиймэл оюун ухаан нь бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн эвдрэлийг урьдчилан таамаглахын тулд энэ өгөгдлийг задлан шинжилж, реактив засварын оронд урьдчилан таамаглах засвар үйлчилгээ хийх боломжийг олгодог.
Бодит ертөнцийн жишээ:
2023 онд Австралийн томоохон нарны цахилгаан станц IoT-д суурилсан хяналтын системийг суурилуулж, угсралтын бүтэц, хавтангийн төлөв байдлыг хянах боломжтой болсон. Систем нь сул боолт эсвэл бага зэрэг буруу тохируулга зэрэг жижиг асуудлуудыг илрүүлж, ямар нэгэн томоохон эвдрэл үүсгэхээс өмнө зассан. Энэхүү идэвхтэй арга барил нь төлөвлөөгүй зогсолтыг 35%, засварын зардлыг 25% бууруулсан.
Өгөгдөл ба шийдэл:
Олон улсын сэргээгдэх эрчим хүчний агентлагийн (IRENA) тайланд дурдсанаар IoT ашиглан урьдчилан таамагласан засвар үйлчилгээ хийснээр төлөвлөгдөөгүй зогсолтоос сэргийлж, нөөцийн хуваарилалтыг оновчтой болгосноор үйл ажиллагааны зардлыг 20 хүртэл хувиар бууруулж чадна.
IoT мэдрэгч нь бэхэлгээ, холболт, кабель зэрэг тодорхой эд ангиудын элэгдлийн шинж тэмдгийг хянах боломжтой бөгөөд энэ нь нарны суурилуулалтын ашиглалтын хугацааг уртасгахад тусалдаг.
4. Эрс тэс орчинд тэсвэрлэх чадварыг нэмэгдүүлэх
Асуудал:
Нарны цахилгаан станцыг ихэвчлэн элсэн цөл, уулс, эрэг орчмын бүс нутаг зэрэг эрс тэс орчинд байрлуулдаг. Эдгээр байршил нь өндөр салхи, эрс тэс температур, давстай усны зэврэлт зэрэг өвөрмөц сорилтуудыг дагуулдаг бөгөөд энэ бүхэн нь нарны цахилгаан станцуудын бүрэн бүтэн байдалд сөргөөр нөлөөлдөг.
AI болон IoT хэрхэн бат бөх чанарыг сайжруулдаг вэ?
IoT мэдрэгчээр тоноглогдсон ухаалаг нарны угсралтын системүүд нь хүрээлэн буй орчны нөхцөл байдлыг бодит цаг хугацаанд хянаж, элэгдэл, элэгдлийг багасгахын тулд хавтангийн байрлалыг тохируулах боломжтой. Жишээлбэл, салхи ихтэй газруудад хиймэл оюун ухааны алгоритмууд нь эсэргүүцлийг багасгаж, бүтцийн эвдрэлийн эрсдлийг бууруулахын тулд хавтангийн өнцгийг тохируулах боломжтой. Далайн эргийн бүс нутгуудад IoT мэдрэгчүүд нь угсрах байгууламж дахь давсны усны зэврэлтийн түвшинг хянаж, эвдрэл гарахаас өмнө засвар үйлчилгээ шаардлагатай газруудыг операторуудад сэрэмжлүүлдэг.
Бодит ертөнцийн жишээ:
Дубай дахь Мохамед бин Рашид Аль Мактумын нарны парк нь дэлхийн хамгийн том нарны эрчим хүчний төслүүдийн нэг бөгөөд IoT болон хиймэл оюун ухаан ашиглан температур, чийгшил, салхины хурдыг хянах ухаалаг угсралтын системийг багтаасан. Цаг агаарын эрс тэс нөхцөл байдлын хариуд систем нь самбарын байрлалыг автоматаар тохируулж, салхины гэмтлийн эрсдлийг бууруулдаг. Үүний үр дүнд үйлдвэр уламжлалт системтэй харьцуулахад засвар үйлчилгээний зардлыг 15% бууруулсан гэж мэдэгджээ.
Өгөгдөл ба шийдэл:
АНУ-ын Эрчим хүчний яамнаас (DOE) хийсэн судалгаагаар хиймэл оюун ухаан болон IoT-д суурилсан системүүд нь хүрээлэн буй орчны сөрөг хүчин зүйлсийг илүү үр дүнтэй удирддаг тул хатуу ширүүн орчинд нарны цахилгаан станцуудын ашиглалтын хугацааг 30% хүртэл уртасгаж чаддаг болохыг тогтоожээ.
5. Бодит цагийн хяналт, алсын удирдлага: Ил тод байдал, хяналтыг нэмэгдүүлэх
Асуудал:
Томоохон хэмжээний нарны суурилуулалтыг удирдах нь ялангуяа алслагдсан эсвэл хүрэхэд хэцүү газарт байрладаг бол хэцүү байж болно. Хяналтын систем нь ихэвчлэн гарын авлагын шалгалт эсвэл үе үе шалгалтыг шаарддаг бөгөөд энэ нь үр ашиггүй байдал, гүйцэтгэлд нөлөөлөх алдаа дутагдлыг бий болгоход хүргэдэг.
AI болон IoT хэрхэн шийддэг вэ?
AI болон IoT технологи нь угсралтын систем, самбар, хүрээлэн буй орчны нөхцөл байдлын талаарх бодит мэдээллийг цаг тухайд нь өгдөг. Операторууд дэлхийн хаанаас ч системийн эрүүл мэндийг алсаас хянаж, параметрүүдийг тохируулах боломжтой. Жишээлбэл, IoT мэдрэгч нь хог хаягдал эсвэл ойролцоох модноос үүссэн хавтан дээрх сүүдэрт байгааг илрүүлж, операторуудад арга хэмжээ авахыг мэдэгддэг. Үүний нэгэн адил хиймэл оюун ухаан нь гүйцэтгэлийн өгөгдөл дээр үндэслэн засвар үйлчилгээ эсвэл самбарын чиглэлийг өөрчлөх шаардлагатай үед урьдчилан таамаглаж чадна.
Бодит ертөнцийн жишээ:
2021 онд Өмнөд Солонгосын нарны ферм нарны эрчим хүчийг бодит цагийн зайнаас хянах чадвартай ухаалаг угсралтын системийг нэвтрүүлсэн. Энэ нь операторуудад талбайг бүхэлд нь шалгахгүйгээр самбарын сүүдэрлэх, буруу байрлуулах зэрэг асуудлыг илрүүлж шийдвэрлэх боломжийг олгосон. Үүний үр дүнд системийн ажиллах хугацаа 98%-иар сайжирч, асуудалд хариу өгөх хугацаа 50%-иар буурсан байна.
Өгөгдөл ба шийдэл:
Нарны эрчим хүчний аж үйлдвэрийн холбооноос (SEIA) хийсэн судалгаагаар алсын зайнаас хяналт тавих, хиймэл оюун ухаанд суурилсан оновчлол нь үйл ажиллагааны үр ашгийг 18% хүртэл нэмэгдүүлэх боломжтой, ялангуяа гар аргаар шалгах нь илүү их цаг зарцуулдаг нарны эрчим хүчний томоохон фермүүдэд үйл ажиллагааны үр ашгийг нэмэгдүүлэх боломжтой болохыг тогтоожээ.
6. Ухаалаг нарны суурилуулалтын системийн ирээдүй
AI болон IoT интеграцчлалын боломжууд
Нарны эрчим хүчний ирээдүй нь илүү их автоматжуулалт, ухаалаг систем, үр ашгийг нэмэгдүүлэхэд оршино. AI болон IoT технологиуд үргэлжлэн хөгжихийн хэрээр нарны эрчим хүчний системийн үйл ажиллагаанд улам бүр салшгүй байх болно. Хяналт шалгалтад зориулагдсан автономит дрон, самбарын гүйцэтгэлийг урьдчилан таамаглах машин сургалт, аюулгүй өгөгдөл хуваалцах блокчэйн зэрэг шинэлэг зүйлүүд нь нарны суурилуулалтыг илүү оновчтой болгож, хянах боломжийг амлаж байна.
Өгөгдөл ба шийдэл:
Зах зээлийн өсөлт : MarketsandMarkets-ийн тайланд дурдсанаар нарны эрчим хүчний системд хиймэл оюун ухаан, IoT технологийг нэвтрүүлж байгаагийн илэрхийлэл болох ухаалаг угсралтын систем зэрэг ухаалаг нарны шийдлүүдийн дэлхийн зах зээл 2020 онд 3.1 тэрбум доллар байсан бол 2025 он гэхэд 7.5 тэрбум доллар болж өсөх төлөвтэй байна.
Дүгнэлт
AI болон IoT нь нарны эрчим хүчийг суурилуулах системийг зохион бүтээх, суурилуулах, засвар үйлчилгээ хийх арга замыг өөрчлөх замаар нарны салбарт хувьсгал хийж байна. Эдгээр ухаалаг системүүд нь эрчим хүчний хэмнэлт, урьдчилан тооцоолсон засвар үйлчилгээ, бат бөх байдлын хувьд ихээхэн давуу талтай бөгөөд нарны суурилуулалтын зардлыг бууруулж, ашиглалтын хугацааг уртасгахад тусалдаг. Эдгээр технологиуд үргэлжлэн хөгжихийн хэрээр нарны эрчим хүчийг илүү найдвартай, тогтвортой эрчим хүчний эх үүсвэр болгоход улам чухал үүрэг гүйцэтгэх болно.
Үйлдэлд уриалах
Хэрэв та нарны эрчим хүчний системийн гүйцэтгэлийг оновчтой болгохыг хүсч байгаа бол хиймэл оюун ухаан болон IoT-тэй нарны суурилуулалтын системийг хэрэгжүүлэх талаар бодож үзээрэй. Нарны цахилгааны суурилуулалтын ухаалаг шийдлүүд хэрхэн үр ашгийг дээшлүүлж, засвар үйлчилгээний зардлыг бууруулж, нарны эрчим хүчний төслийн системийн урт наслалтыг сайжруулах талаар мэдэхийн тулд өнөөдөр бидэнтэй холбогдоно уу.
