چگونه یادگیری ماشین می‌تواند ارزش انرژی باد را افزایش دهد

توسط نانسی کوهن، Tech Xplore
 

اعتبار: دامنه عمومی CC0

گوگل در مورد شاهکارهای DeepMind مستقر در لندن در سه شنبه صحبت کرد و به جهان گفت که یک سیستم DeepMind می تواند به استفاده از مزارع باد برای تولید انرژی ماندگارتر کمک کند.
 
چطور؟ تیم DeepMind گوگل در سال گذشته، ایده خود را آغاز کرد: الگوریتمی برای پیش بینی خروجی قدرت.
 
این می تواند یکی دیگر از برنامه های امیدوار کننده در استفاده از شبکه های عصبی برای کار باشد: پیش بینی خروجی انرژی باد 36 ساعت قبل از وقوع. مدل آنها توصیه می کند که چگونه "تعهدات تحویل بهینه یک ساعته" را به شبکه برق در یک روز قبل در پیش بگیرید. اگر شما در یک مزرعه باد کار می کنید، شما یک توصیه برای تخصیص دریافت می کنید.
 
آنها برای آموزش شبکه عصبی خود از چه چیزی استفاده کردند؟ پیش بینی آب و هوا. و اطلاعات گذشته توربین.
 
موقعیت تیم این است که یاد گیری ماشین می تواند به اپراتورهای مزرعه باد کمک کند که ارزیابی های هوشیارانه تر و بیشتر مبتنی بر داده داشته باشند. نتیجه می تواند یک مکان تلاقی بهتر بین خروجی برق و تقاضای برق باشد.  این می تواند یکی دیگر از برنامه های امیدوار کننده در استفاده از شبکه های عصبی برای کار باشد: پیش بینی خروجی انرژی باد 36 ساعت قبل از وقوع
 
سیمز ویترسپون، مدیر برنامه DeepMind و Will Fadrhonc، مدیر برنامه انرژی عاری از کربن، به جهان در مورد آنچه که با شروع تست گوگل و DeepMind روی آموزش ماشین در توربین های بادی خود گوگل اتفاق افتاده است توضیح دادند.
 
در این توضیح اظهار داشته شد که اگر منابع انرژی بتواند به گونه ای برنامه ریزی شود که یک مقدار معین برق در یک بازه زمانی معین تحویل دهد برای شبکه غالباً مفیدتر است.
 
این ویژگی ناخواسته‌ی غیر قابل پیش بینی بودن، مانع چشم اندازها در مورد باد به عنوان یک منبع انرژی جایگزین شده است. اگرچه قبول انرژی باد به دلیل هزینه های ارزان تر توربین افزایش یافته است، این امر همیشه از غیر قابل پیش بینی بودن رنج می برد. این در مقایسه با سایر منابع انرژی است که می توانند به طور قابل اعتمادی در زمانی مشخص قدرت را تحویل دهند. بلاگ گوگل نیز اظهار داشت: "متغیر بودن طبیعت باد، آن را یک منبع انرژی غیر قابل پیش بینی می سازد."
 
کارشناس مربوطه به ارائه نمونه هایی از این که چگونه این مشکل قابل پیش بینی بودن به قابلیت دوام تزریق می شود پرداخت. وی خاطرنشان کرد که با کمک DeepMind، "مزارع توربین باد می توانند زمانی را برای ارائه مقدار مشخصی از برق به شبکه برق و درک بهتر مدل های قیمت گذاری برنامه ریزی کنند. همچنین سیستم ممکن است در برنامه ریزی نگهداری و تعمیر توربین ها کمک کند."
 
در مجموع، تلاش های الگوریتم آنها برای بهره برداری از مزارع بادیِ خود گوگل بود - و این توانایی برای اختصاص انرژی باد یک روز پیش از وقوع باد، موجب افزایش انرژی ناشی باد در حدود 20 درصد شد. ارزش در مقایسه با چه چیزی افزایش یافته است؟ این چیزی است که تیم باید بگوید. "تا به امروز، یادگیری ماشین، در مقایسه با سناریوی پایه ای که از هیچ تعهد زمانی بر روی شبکه برخوردار نیست، موجب افزایش انرژی باد ما در حدود 20 درصد شده است،."
 
نیک ستات در گزارش به The Verge گفت: مزارع توسط گوگل برای طرح های ابتکاری انرژی سبزش استفاده می شود.  متغیر بودن طبیعت باد، آن را یک منبع انرژی غیر قابل پیش بینی می سازد
 
چرا این موضوع مهم است: این تنها به صورت داخلی استفاده شده است، اما، این سخت نیست که تصور شود که گوگل امیدوار است که این تکنولوژی را برای اپراتورهای مزرعه باد به فروش برساند.
 
امید این است که این نوع روش یادگیری ماشین بتواند مورد کسب و کار برای انرژی باد را تقویت کند و قبول بیشتری را برای انرژی عاری از کربن در شبکه های برق سراسر جهان موجب شود.
 
بعدا آنها گفتند که آنها همچنان الگوریتم خود را اصلاح می کنند.
 

صنعت باد در سراسر جهان به خصوص در چین و ایالات متحده به سرعت در حال رشد است، جایی که کل میزان برق تولید شده توسط توربین های بادی بین سال های 2011 تا 2017 تقریبا دوبرابر شده است.
 
همه گفته اند، حدود 25 درصد از برق جهان در حال حاضر از منابع تجدید پذیر مانند انرژی های آبی، باد و انرژی خورشیدی می آید.
 
صنعت برای ادامه این روند راه سختی در پیش رو خواهد داشت. با این حال شواهد فراوان نشان می دهد که پیش بینی های گسترده ای در این زمینه وجود دارد که حجم انرژی باد به سرعت افزایش می یابد - در اینجا و در خارج از کشور، در سرزمین و دریا - به دلایلی که اکثر مصرف کنندگان برق می توانند درک کنند.
 

توربین های بادی که حرکت هوا را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند، در حال حاضر 6.3 درصد از برق مصرفی ایالات متحده را تأمین می کنند. تگزاس به طور کلی از لحاظ مقدار انرژی‌ای که از باد می گیرد، پیشگام است.
 
ایالات متحده همچنان از کشورهای دیگر، به ویژه در اروپا، در تولید انرژی از باد در دریا، عقب مانده است. اما حتی در آن جبهه، ایالات متحده شاهد رشد بوده است.
 

باد فراوان، فراگیر و آزاد است، اما گاهی اوقات میرا می شود. درنتیجه، انرژی از توربین های بادی نمی تواند در بیست و چهار ساعته تأمین شود.
با این حال، پیشرفت های اخیر در تکنولوژی ذخیره سازی انرژی و راندمان توربین، باعث کاهش هزینه ها است و ممکن است به طور بالقوه نزول طبیعت متناوب باد را کاهش دهد.  صنعت باد در سراسر جهان به خصوص در چین و ایالات متحده به سرعت در حال رشد است
 

در همین حال، نیروهای بازار همراه با نگرانی های گسترده در مورد تغییرات اقلیمی، کار در صنعت باد را ادامه می دهند. بنابراین شور و شوق در غول های فن آوری، مانند اپل و گوگل، که فعالانه به دنبال کسب انرژی از باد، به جای سوخت های فسیلی هستند، دیده می شود.
 
و این شوق به باد باعث ایجاد شغل در تولید، خدمات و علم می شود. وزارت انرژی ادعا می کند که این صنعت در نهایت با به کار گیری 600 هزار کارگر، با ظرفیت تولید بالغ بر حدود 89 گیگاوات تا بیش از 400 گیگاوات در 30 سال آینده رشد خواهد داشت.
 
بر گرفته از سایت تِک اِکسپلور

مترجم: علی رضایی میر قائد