علماء صينيون يطورون أداة ذكاء اصطناعي لتحديد الموقع الأمثل للألواح الشمسية ثنائية الوجه

كشف فريق من العلماء الصينيين عن أداة ذكاء اصطناعي (AI) مبتكرة مصممة لتحديد المواقع الأكثر فعالية لتركيب الألواح الشمسية ثنائية الوجه. يعالج هذا الاختراق فجوة بيانات حاسمة في قطاع الطاقة المتجددة، مما يوفر إمكانات لتحقيق تقدم كبير في استخدام الطاقة الشمسية.

تعظيم إنتاج الطاقة الشمسية باستخدام الألواح ثنائية الوجه

أظهرت الألواح الشمسية ثنائية الوجه قدرات فائقة في توليد الطاقة مقارنة بنظيراتها أحادية الوجه. ومن خلال وضع هذه الألواح بشكل استراتيجي في المناطق ذات ظروف أشعة الشمس المثلى، مثل هضبة التبت الشرقية ومناطق شينجيانغ الصحراوية في شمال غرب الصين، يهدف الباحثون إلى تعظيم إنتاج الطاقة من وحدات الطاقة الكهروضوئية (PV).

تواجه الصين، كرائدة عالمية في إنتاج وحدات الطاقة الكهروضوئية، نقصاً في البيانات اللازمة لتحديد المواقع المثالية لتركيب الألواح الشمسية ثنائية الوجه. ومع وجود 17 محطة إشعاعية فقط في جميع أنحاء البلاد توفر معلومات محدودة حول توفر الطاقة الشمسية، سعى الباحثون إلى طرق بديلة لمعالجة هذا التحدي.

لسد هذه الفجوة في البيانات، طوّر علماء من جامعة تسينغهوا ومركز بيانات هضبة التبت الوطني نموذج ذكاء اصطناعي يعتمد على بيانات سطوع الشمس من 2,500 محطة طقس في جميع أنحاء البلاد. ومن خلال تدريب الذكاء الاصطناعي على بيانات الإشعاع الشمسي والبيانات الأرصاد الجوية السطحية، تمكن الباحثون من التنبؤ بكمية الإشعاع المباشر والمنتشر في أي موقع معين.

تطبيق واستنتاجات مدعومة بالذكاء الاصطناعي

يقدم نموذج الذكاء الاصطناعي حلاً قابلاً للتطبيق على نطاق عالمي دون الحاجة إلى تدريب إضافي للبيانات المحلية. ومن خلال الاستفادة من بيانات الأقمار الصناعية والملاحظات الأرضية، يمكن لصناع القرار في صناعة الطاقة الشمسية والسلطات الحكومية الآن اتخاذ خيارات مستنيرة بشأن نشر الألواح الشمسية.

وفقاً للأستاذ يانغ كون، كان نقص البيانات الشاملة حول الإشعاع يعوق سابقاً التخطيط الفعال لتركيب الألواح الشمسية. ومع ذلك، فإن مخرجات نموذج الذكاء الاصطناعي المدعومة ببيانات الأقمار الصناعية تتيح الآن لأصحاب المصلحة تحسين نشر الألواح للاستفادة الكاملة من إمكانات الطاقة الشمسية.

من خلال تحليل مكثف، حدد فريق البحث هضبة التبت وصحراء تاكلاماكان في شينجيانغ كمواقع مثالية للألواح الشمسية ثنائية الوجه. تتميز هذه المناطق بمستويات عالية من الإشعاع الشمسي المباشر بسبب ارتفاعها وغلافها الجوي الرقيق، مقترنةً بإشعاع شمسي منتشر كبير ناتج عن تضاريس معقدة وتغطية سحابية.

شيو تشانغتشون، طالب دكتوراه في جامعة تسينغهوا والمؤلف الأول للدراسة، أكد على الإمكانات الشمسية الكبيرة لهذه المناطق النائية. لا تفيد الاستنتاجات المدعومة بالذكاء الاصطناعي صناعة الطاقة الشمسية فحسب، بل توفر أيضاً بيانات قيمة للبحث المستقبلي والتخطيط للسياسات، لا سيما في المناطق التي تفتقر إلى البنية التحتية للطاقة.

الآفاق والتطبيقات العالمية

تم التحقق من دقة نموذج الذكاء الاصطناعي من خلال مقارنتها ببيانات الإشعاع من جميع أنحاء العالم، مما يبرز إمكاناته للتطبيق العالمي. ومن خلال دمج البيانات الأرصاد الجوية من دول أخرى، يمكن للنظام تحسين توقعات الإشعاع الشمسي على نطاق عالمي.

إلى جانب مجال الطاقة المتجددة، تحمل البيانات الناتجة عن نموذج الذكاء الاصطناعي آثاراً لمجالات مختلفة، بما في ذلك الزراعة. تشير الأبحاث إلى أن النباتات تظهر عملية تمثيل ضوئي أكثر كفاءة تحت ظروف الضوء المنتشر، مما يؤكد الفائدة الأوسع للاستنتاجات المدعومة بالذكاء الاصطناعي.

يمثل تطوير أداة ذكاء اصطناعي لتحسين وضع الألواح الشمسية ثنائية الوجه تقدماً كبيراً في تكنولوجيا الطاقة المتجددة. وبفضل قدرتها على سد الفجوات الحرجة في البيانات وتسهيل اتخاذ القرارات المستنيرة، فإن هذه الابتكارات لديها القدرة على تسريع الانتقال نحو حلول الطاقة المستدامة على نطاق عالمي.