الذكاء الاصطناعي يُساعد في تخفيف الضغط على شبكة الكهرباء

Zoltan Nagy

قمت أنا وزملائي بتطوير نظام ذكاء اصطناعي يساعد المباني على تحويل استخدام الطاقة إلى الأوقات التي تكون فيها شبكة الكهرباء أنظف.

أنا مهندس متخصص في تطوير المباني الذكية. قمت بإنشاء نظام يُدعى Merlin، يعمل على تحليل أنماط استهلاك الطاقة في المنازل وتكييف إعدادات التحكم فيها تلقائيًا لتلبية احتياجات السكان مع تقليل الاستهلاك الإجمالي .يتميز Merlin  بقدرته على التكيف مع مختلف أنواع المباني وأساليب الحياة.

أطلقنا عليه اسم “Merlin” تيمناً بالساحر الأسطوري للملك آرثر لتعكس الطبيعة السحرية للنظام: فهو يجمع تلقائيًا البيانات حول كيفية استخدام الناس للطاقة في منازلهم ويحدد الفرص لشحن وتفريغ تخزين البطاريات المنزلية. ويفعل ذلك بطريقة تضمن لك دائمًا الحصول على الطاقة التي تحتاجها. لذا، فإن التكييف الخاص بك متاح دائمًا، وفي نفس الوقت يقلل الضغط على الشبكة، على سبيل المثال، خلال ذروة فترة بعد الظهر.

إذا تجاوز الطلب القدرة المتاحة للتوليد، تطلب شركات المرافق عادةً من العملاء ضبط ترموستاتاتهم وتقليل أحمالهم. إذا لم يكن ذلك كافيًا، قد تحدث انقطاعات في التيار. وهنا يأتي دور Merlin. من خلال إدارة استخدام الطاقة في المنازل بشكل أكثر ذكاءً، يساعد Merlin في تحقيق توازن في إمدادات الطاقة، مما يجعل الشبكات الكهربائية أكثر استقرارًا وموثوقية. يدير Merlin استخدام الشبكة لبطارية المنزل مع الحفاظ على استهلاك الطاقة الطبيعي للمنزل.

لماذا هو مهم؟

لمواجهة تغير المناخ، يحتاج المجتمع إلى الانتقال إلى توليد الطاقة الكهربائية باستخدام مصادر غير أحفورية فقط، مثل الطاقة الشمسية والرياح والطاقة النووية. كما يجب أن تكون جميع الأجهزة المنزلية، أو الاستخدامات النهائية، مثل التدفئة والطهي وتجفيف الملابس، كهربائية. يحدث انتقال مشابه مع السيارات، حيث ننتقل من مركبات محركات الاحتراق الداخلي إلى المركبات الكهربائية بالبطاريات. ومع ذلك، فإن معظم مصادر الطاقة المتجددة غير قابلة للتعديل، مما يعني أن شركات الطاقة لا يمكنها تشغيلها عند الحاجة.

يتطلب ذلك تحولًا أساسيًا من نظام طاقة مركزي، حيث تنتج محطة الطاقة كل الكهرباء اللازمة، إلى نظام أكثر لامركزية أو توزيعًا. في الأنظمة اللامركزية، تُولد الطاقة على أطراف الشبكة، على سبيل المثال، في المنازل التي تحتوي على ألواح شمسية، ويمكن للمنازل والمباني المكتبية تخزين الطاقة في البطاريات.

كما تسعى المنازل والمباني المكتبية بنشاط لتقليل أو تحويل أحمالها لتقليل الطلب على الشبكة. يعني ذلك حدوث انقطاعات أقل للطاقة وتقليل الهدر. بالإضافة إلى ذلك، يساعد استخدام الطاقة بشكل أكثر كفاءة في تقليل انبعاثات غازات الدفيئة.

ما البحوث الأخرى التي تُجرى؟

يعمل الباحثون على طرق متنوعة لجعل المباني أكثر ذكاءً وقدرة على تحويل استخدام الطاقة. في الواقع، أنشأت وزارة الطاقة الأميركية خارطة طريق وطنية لتطوير مبانٍ تفاعلية مع الشبكة تهدف إلى مضاعفة كفاءة الطاقة ومرونة الطلب على الطاقة ثلاث مرات بحلول عام 2030. وفي عام 2021، قامت الوزارة بتمويل 10 مشاريع شراكات بين القطاعين العام والخاص من خلال برنامج المجتمعات المتصلة لتطوير واختبار تقنيات للمباني التفاعلية مع الشبكة.

دعمت وكالة الطاقة الدولية مجموعة متنوعة من البرامج التي يعمل فيها الباحثون على تطبيقات البرمجيات لتمكين تشغيل المباني بشكل أكثر ذكاءً، والمباني المرنة في استخدام الطاقة، ومؤخرًا، التحكم المتكامل مع الشبكة للمباني.

تركز جميع هذه البرامج والتطورات على أنظمة التحكم المتقدمة وتعزيز اعتماد التقنيات الذكية لتحسين استخدام الطاقة، مشابهة لنظام Merlin.

ما التالي؟

الخطوة التالية هي اختبار أنظمة مثل Merlin في مزيد من المجتمعات تحت ظروف واقعية، وفهم مدى فعاليتها في أماكن وظروف مختلفة. ومن المهم جمع ملاحظات حول تجارب المستخدمين ودمجها في النماذج الأولية القادمة لضمان قبول أنظمة الذكاء الاصطناعي التي تدير طاقة المنازل. نحن نسعى لجعل هذه الأنظمة سهلة الاستخدام وميسورة التكلفة حتى يتمكن الجميع من الاستفادة من المنازل الأكثر ذكاءً وخضرة.

الهدف هو أن يكون كل حي يحتوي على منازل تتشارك الطاقة مثل فريق، مما يضمن دائمًا توفر الطاقة الكافية للجميع واستخدام أقل قدر ممكن منها من الشبكة.

المصدر: The Conversation