علماء صينيون يطورون أداة ذكاء اصطناعي لتحديد الموقع الأمثل للألواح الشمسية ذات الوجهين

كشف فريق من العلماء الصينيين عن أداة مبتكرة للذكاء الاصطناعي مصممة لتحديد المواقع الأمثل لتركيب الألواح الشمسية ثنائية الجوانب. ويساهم هذا الإنجاز في سد فجوة بيانات حاسمة في قطاع الطاقة المتجددة، مما يتيح إمكانية تحقيق تقدم كبير في استخدام الطاقة الشمسية.

زيادة إنتاج الطاقة الشمسية إلى أقصى حد باستخدام الألواح ثنائية الجوانب

أظهرت الألواح الشمسية ثنائية الجوانب قدرات فائقة في توليد الطاقة مقارنةً بنظيراتها أحادية الجانب. ويهدف الباحثون، من خلال وضع هذه الألواح استراتيجياً في مناطق ذات ظروف شمسية مثالية، مثل هضبة التبت الشرقية وصحاري شينجيانغ في شمال غرب الصين، إلى زيادة إنتاج الطاقة من وحدات الخلايا الكهروضوئية إلى أقصى حد.

تواجه الصين، الرائدة عالميًا في إنتاج وحدات الطاقة الشمسية الكهروضوئية، نقصًا في البيانات اللازمة لتحديد المواقع المثالية لتركيب الألواح الشمسية ثنائية الجوانب. ونظرًا لوجود 17 محطة رصد إشعاعي فقط في جميع أنحاء البلاد، والتي توفر معلومات محدودة حول توافر الطاقة الشمسية، فقد سعى الباحثون إلى إيجاد طرق بديلة لمواجهة هذا التحدي.

لسدّ هذه الفجوة في البيانات، طوّر علماء من جامعة تسينغهوا والمركز الوطني لبيانات هضبة التبت نموذج ذكاء اصطناعي يستفيد من بيانات سطوع الشمس من 2500 محطة أرصاد جوية في جميع أنحاء البلاد. ومن خلال تدريب الذكاء الاصطناعي على بيانات الإشعاع الشمسي وبيانات الأرصاد الجوية السطحية، تمكّن الباحثون من التنبؤ بكمية الإشعاع المباشر والمنتشر في أي موقع محدد.

تطبيقات وتداعيات الرؤى المستندة إلى الذكاء الاصطناعي

يُقدّم نموذج الذكاء الاصطناعي حلاً قابلاً للتطوير يُمكن تطبيقه عالمياً دون الحاجة إلى تدريب إضافي على البيانات المحلية. وبفضل الاستفادة من بيانات الأقمار الصناعية والمراقبة الأرضية، بات بإمكان صُنّاع القرار في قطاع الطاقة الشمسية والهيئات الحكومية اتخاذ قرارات مدروسة بشأن نشر الألواح الشمسية.

بحسب البروفيسور يانغ كون، فإنّ نقص بيانات الإشعاع الشاملة كان يعيق سابقاً التخطيط الفعال لتركيب الألواح الشمسية. ولكن، بفضل مخرجات نموذج الذكاء الاصطناعي المدعومة ببيانات الأقمار الصناعية، بات بإمكان الجهات المعنية الآن تحسين نشر الألواح للاستفادة القصوى من الطاقة الشمسية.

من خلال تحليل معمق،dentفريق البحث هضبة التبت وصحراء تاكلامكان في شينجيانغ كموقعين مثاليين لتركيب الألواح الشمسية ثنائية الجوانب. تتميز هذه المناطق بمستويات عالية من الإشعاع الشمسي المباشر نظرًا لارتفاعها وغلافها الجوي الرقيق، بالإضافة إلى كميات كبيرة من الإشعاع الشمسي المنتشر الناتج عن تضاريسها المعقدة وكثافة السحب.

أكد شاو تشانغتشون، طالب الدكتوراه في جامعة تسينغهوا والمؤلف الأول للدراسة، على الإمكانات الشمسية الهائلة لهذه المناطق النائية. ولا تقتصر فوائد الرؤى المستندة إلى الذكاء الاصطناعي على قطاع الطاقة الشمسية فحسب، بل توفر أيضاً بيانات قيّمة للبحوث المستقبلية وتخطيط السياسات، لا سيما في المناطق التي تفتقر إلى البنية التحتية للطاقة.

الآفاق والتطبيقات العالمية

تم التحقق من دقة نموذج الذكاء الاصطناعي من خلال مقارنته ببيانات الإشعاع من مختلف أنحاء العالم، مما يُبرز إمكانية تطبيقه عالميًا. وبدمج البيانات المناخية من دول أخرى، يُمكن للنظام تحسين توقعات الإشعاع الشمسي على نطاق عالمي.

وبعيدًا عن مجال الطاقة المتجددة، تحمل البيانات التي يُنتجها نموذج الذكاء الاصطناعي آثارًا على قطاعاتٍ عديدة، بما فيها الزراعة. وتشير الأبحاث إلى أن النباتات تُظهر كفاءةً أعلى في عملية التمثيل الضوئي في ظروف الإضاءة المنتشرة، مما يُبرز الفائدة الأوسع نطاقًا للرؤى المُستمدة من الذكاء الاصطناعي.

يمثل تطوير أداة ذكاء اصطناعي لتحسين وضع الألواح الشمسية ثنائية الجوانب تقدماً هاماً في تكنولوجيا الطاقة المتجددة. وبفضل قدرتها على سدّ ثغرات البيانات الحرجة وتسهيل اتخاذ القرارات المستنيرة، يمتلك هذا الابتكار القدرة على تسريع الانتقال نحو حلول الطاقة المستدامة على مستوى العالم.