การใช้ AI เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและการควบคุมระบบไฟฟ้าที่ได้จากพลังงานหมุนเวียน เป็นงานวิจัยที่ศึกษาแนวโน้ม AI ว่ามีศักยภาพในการปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียน ได้อย่างมีนัยสำคัญ
The use of AI techniques in the optimization and control of renewable power systems is a promising area of research that has the potential to significantly improve the efficiency of renewable power generation.
AI สามารถปรับปรุงระบบการผลิตพลังงานสะอาด
พลังงานเป็นทรัพยากรที่สำคัญสำหรับการเจริญเติบโตทางสังคม เศรษฐกิจ และอุตสาหกรรมของประเทศใดๆ เชื้อเพลิงฟอสซิลเป็นแหล่งพลังงานหลัก แต่การบริโภคมากเกินไปทำให้เกิดผลกระทบร้ายแรง เช่น มลพิษทางอากาศ การทำลายที่อยู่อาศัย และมีผลกระทบสุขภาพของมนุษย์ เชื้อเพลิงฟอสซิลยังเป็นแหล่งพลังงานที่ไม่สามารถหมุนเวียนได้ และความพร้อมใช้งานที่มีอยู่อย่างจำกัดกำลังหมดลงอย่างรวดเร็ว
แหล่งพลังงานหมุนเวียน เช่น พลังงานแสงอาทิตย์ และพลังงานลม เป็นทางเลือกที่ดีที่สุดในการปกป้องสิ่งแวดล้อม และแก้ปัญหาเชื้อเพลิงฟอสซิลที่มีอยู่อย่างจำกัด อย่างไรก็ตาม ระบบพลังงานหมุนเวียนแบบสแตนด์อโลน มีข้อจำกัดเนื่องจากความสามารถในการผลิตในแต่ละวัน และตามฤดูกาลเปลี่ยนแปลงไป
ระบบพลังงานไฮบริดเป็นอีกทางเลือกหนึ่ง แต่ต้องการการควบคุมที่มีความซับซ้อน และท้าทายอย่างมาก อัลกอริธึมการควบคุมแบบเดิม ต้องการแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่แม่นยำของระบบ ซึ่งไม่สามารถทำได้เสมอไป การควบคุมด้วยปัญญาประดิษฐ์ (AI) เช่น การควบคุมฟัซซีลอจิกและระบบการอนุมานแบบนิวรอล-ฟัซซี ที่ใช้โครงข่ายประสาทเทียม ช่วยแก้ปัญหาการสร้างแบบจำลอง และสามารถระบุลักษณะเฉพาะของระบบ เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพที่น่าพอใจ
ระบบพลังงานสะอาดแบบไฮบริด ผสมผสาน PV-พลังงานลม คืออะไร
ระบบพลังงานสะอาดแบบไฮบริด ผสมผสานพลังงานหมุนเวียน ที่ได้จากกังหันลม และแผงเซลล์แสงอาทิตย์ photovoltaic (PV) panels เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า ระบบสามารถออกแบบให้ทำงานในโหมดกริดหรือออฟกริด ขึ้นอยู่กับการใช้งาน
ในการควบคุมระบบพลังงานไฟฟ้าแบบผสมผสานอย่างมีประสิทธิภาพ จำเป็นต้องพิจารณาปัจจัยหลายประการ ปัจจัยสำคัญประการหนึ่งคือ ความแปรปรวนของแหล่งพลังงานลม และแสงอาทิตย์ การผลิตพลังงานลม และพลังงานแสงอาทิตย์ อาจผันผวนอย่างมากตามสภาพอากาศ ซึ่งทำให้การรักษากำลังผลิตไฟฟ้าให้คงที่ ทำได้ยาก จำเป็นต้องมีกลยุทธ์การควบคุมเพื่อจัดการความผันแปรของแหล่งพลังงานและรักษากำลังขับที่สม่ำเสมอ
ปัจจัยสำคัญอีกประการหนึ่งคือ ความจำเป็นในการสร้างสมดุลของพลังงานระหว่างสองแหล่ง กังหันลมและแผงเซลล์แสงอาทิตย์ ในการผลิตไฟฟ้าแต่ละช่วงเวลาของวัน กังหันลมผลิตไฟฟ้าได้มากกว่าในตอนกลางคืน และแผงเซลล์แสงอาทิตย์ผลิตไฟฟ้าได้มากกว่าในตอนกลางวัน ระบบจำเป็นต้องออกแบบเพื่อสร้างความสมดุลของการผลิตพลังงานจากทั้งสองแหล่งเพื่อให้แน่ใจว่ามีกำลังขับที่เสถียรและสม่ำเสมอ
เพื่อให้ได้การควบคุมที่มีประสิทธิภาพของระบบไฟฟ้าพลังงานลม-พลังงานแสงอาทิตย์แบบผสมผสาน สามารถใช้อัลกอริธึมการควบคุมขั้นสูงที่อาศัย AI และ Machine Learning (ML) ได้ อัลกอริธึมเหล่านี้สามารถเพิ่มประสิทธิภาพเอาต์พุตพลังงานของระบบได้ โดยการทำนายการสร้างพลังงานจากทั้งสองแหล่ง และปรับพารามิเตอร์ของระบบ เพื่อให้มั่นใจว่าเอาต์พุตพลังงานมีความเสถียรและสม่ำเสมอ
นอกจากนี้ ยังสามารถรวมที่เก็บแบตเตอรี่เข้ากับระบบพลังงานลม-พลังงานแสงอาทิตย์แบบไฮบริด เพื่อจัดเก็บพลังงานและพลังงานสำรอง ระบบจัดเก็บแบตเตอรี่สามารถควบคุมได้ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการชาร์จ และการคายประจุของแบตเตอรี่ ตามการผลิตพลังงานจากทั้งสองแหล่ง ซึ่งสามารถช่วยรักษาเอาต์พุตพลังงานให้คงที่และสม่ำเสมอ
โดยรวมแล้ว การควบคุมระบบพลังงานลม-พลังงานแสงอาทิตย์แบบไฮบริดอย่างมีประสิทธิภาพ จำเป็นต้องพิจารณาอย่างรอบคอบเกี่ยวกับการออกแบบระบบและการใช้อัลกอริธึมการควบคุมขั้นสูงเพื่อจัดการความผันแปรของแหล่งพลังงาน และรักษากำลังไฟฟ้าที่ส่งออกให้คงที่และสม่ำเสมอ
การควบคุมระบบ PV-Wind โดยใช้ AI และ ML
อัลกอริทึมการควบคุมขั้นสูงที่ใช้ AI และ ML สามารถช่วยให้สามารถควบคุมระบบพลังงานลม-PV แบบไฮบริดได้อย่างมีประสิทธิภาพ อัลกอริธึมเหล่านี้สามารถเพิ่มประสิทธิภาพเอาต์พุตพลังงานของระบบได้ โดยการทำนายการสร้างพลังงานจากทั้งสองแหล่งและปรับพารามิเตอร์ของระบบเพื่อให้มั่นใจว่าเอาต์พุตพลังงานมีความเสถียรและสม่ำเสมอ
วิธีหนึ่งที่สามารถใช้อัลกอริทึม AI และ ML ได้คือ ผ่านการวิเคราะห์เชิงคาดการณ์ อัลกอริธึมเหล่านี้สามารถวิเคราะห์ข้อมูลจำนวนมากจากแหล่งพลังงานหมุนเวียน รูปแบบสภาพอากาศ และรูปแบบการใช้พลังงานเพื่อคาดการณ์อุปสงค์และอุปทานพลังงานในอนาคต ข้อมูลนี้สามารถนำไปใช้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของระบบพลังงานลม-พลังงานแสงอาทิตย์แบบไฮบริด เพื่อให้ตรงกับการจัดหาพลังงานกับความต้องการ ลดของเสียและเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานสูงสุด
อีกวิธีหนึ่งที่สามารถใช้อัลกอริธึม AI และ ML คือกลยุทธ์การควบคุมที่ใช้แบบจำลองที่ขับเคลื่อนด้วยข้อมูลของระบบ Wind-PV ตัวอย่างเช่น สามารถออกแบบอัลกอริธึมการควบคุมที่ใช้ AI เพื่อทำนายกำลังขับของกังหันลมตามสภาพอากาศ เช่น ความเร็วและทิศทางลม ในทำนองเดียวกัน อัลกอริทึมการควบคุมที่ใช้ ML สามารถออกแบบเพื่อทำนายกำลังไฟฟ้าที่ส่งออกของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ตามปัจจัยต่างๆ เช่น การแผ่รังสีของแสงอาทิตย์และอุณหภูมิ
การคาดการณ์เหล่านี้สามารถใช้ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของระบบลม-PV ตัวอย่างเช่น หากกำลังไฟฟ้าที่คาดการณ์ไว้ของกังหันลมต่ำกว่าที่คาดไว้ เนื่องจากความเร็วลมต่ำ อัลกอริทึมควบคุมจะสามารถปรับระบบ เพื่อชดเชยส่วนที่ขาดโดยการเพิ่มกำลังไฟจากแผงเซลล์แสงอาทิตย์ ในทำนองเดียวกัน หากกำลังไฟฟ้าที่คาดการณ์ไว้ของแผง PV ต่ำกว่าที่คาดไว้ เนื่องจากมีเมฆปกคลุม อัลกอริทึมการควบคุมจะสามารถเพิ่มกำลังไฟฟ้าที่ส่งออกจากกังหันลมได้
การใช้อัลกอริธึม AI และ ML ในการควบคุมระบบพลังงานลม-PV แบบไฮบริดยังสามารถปรับปรุงการตรวจจับและบำรุงรักษาข้อผิดพลาดได้อีกด้วย ตัวอย่างเช่น สามารถใช้อัลกอริธึม ML เพื่อตรวจจับความผิดปกติในเอาต์พุตกำลังของระบบและระบุความล้มเหลวของอุปกรณ์ที่อาจเกิดขึ้น สิ่งนี้สามารถช่วยลดเวลาหยุดทำงานและค่าบำรุงรักษา ทำให้มั่นใจได้ว่าระบบจะทำงานอย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด
โดยรวมแล้ว อัลกอริทึม AI และ ML สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของระบบพลังงานหมุนเวียน ทำให้เป็นเทคโนโลยีที่มีแนวโน้มในอนาคต
AI กำลังเป็นที่นิยมมากขึ้นในการเพิ่มประสิทธิภาพและการควบคุมระบบไฟฟ้าหมุนเวียน เนื่องจากวิธีการควบคุมและเพิ่มประสิทธิภาพแบบดั้งเดิมอาจไม่สามารถจัดการกับความซับซ้อนและความแปรปรวนของแหล่งพลังงานหมุนเวียน เช่น พลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลม
ในขณะที่เทคโนโลยี AI พัฒนาและเติบโตอย่างต่อเนื่อง มีแนวโน้มว่าเราจะได้เห็นการประยุกต์ใช้ AI ขั้นสูงยิ่งขึ้นในระบบพลังงานหมุนเวียนในอนาคต