我們過著舒適的生活，有電力的便利，但如果這一切都停止了怎麼辦？電力主要通過燃燒化石燃料和煤炭來運行，這兩種資源都有限，預計化石燃料將在本世紀耗盡1。最重要的是，使用化石燃料和煤炭發電會導致氣候變遷，導致 2021 年溫室氣體排放量的 25%2。
溫室氣體將熱量困在地球上，導致乾旱、颶風和野火等惡劣天氣和自然災害，造成數萬億美元的損失，並對人類健康構成危險3.這使得尋找再生和清潔能源的替代來源至關重要。一個可能的解決方案？太陽能。
太陽能在發電時不會產生溫室氣體或碳排放4， 每小時有足夠的太陽能從太陽傳播並到達地球，以滿足地球一整年的電力需求5。那麼，為什麼這種清潔能源還沒有取代化石燃料呢？
採用太陽能的挑戰
高效且有效地利用這種全天然、完全可再生的能源可能具有挑戰性。由於電網擴展、建設太陽能係統和發電場的高成本以及與現有電網的整合等挑戰，太陽能的快速擴張和廣泛採用速度減緩。
研究人員、公用事業公司、新創公司和政府正在探索藉助人工智慧 （AI） 等新興技術擴大太陽能影響力的方法。在這裡，我們將看看人工智慧已經加速太陽能擴張的幾種方式。
太陽能選址
環境條件會顯著影響太陽能的生產和儲存能力。每個單獨的太陽系項目都面臨著地理和地點特有的各種挑戰。
透過分析大量環境和地理數據，人工智慧可以幫助能源公司識別提供最佳太陽能條件和資源的地點和地點。AI還可以找到理想的定位，以便以後繼續開發，並驗證與現有電網系統連接的便利性。
例如，Airworks Automate6 幫助政府、能源供應商和土地開發商確定太陽能發電場的理想地點，並藉助 AI 加速其開發AirWorks 的 AI 算法處理和訓練不同 GSD 級別的數千英畝地理空間數據。他們的模型可以處理來自無人機、飛機和 LiDAR 等來源的數據，以提供客戶可以用來管理其專案的場地規劃。
太陽能性能
由於雲層、時間和行星位置會影響到達地球的太陽能水平，因此太陽能發電場和系統會遇到天氣或供需不匹配的問題。例如，突然的雲層覆蓋可能會導致太陽能發電量明顯下降，因此電網營運商依靠化石燃料發電廠來過度生產能源作為備用能源。人工智慧可以持續、持續地分析大量環境數據，提高預測準確性並針對新的和不斷變化的條件進行即時調整。
在英國，運營該國電力系統的國家電網電力系統運營商 （ESO） 正在與非營利組織 Open Climate Fix 合作構建一個人工智能驅動的跟踪系統，將雲的移動與太陽能電池板的確切位置進行匹配7。該系統將用於國家控制室，將幫助 ESO 在幾小時和幾分鐘內而不是幾天內預測雲的移動。這可能會將太陽預報精度提高多達 50%。透過更好的預測，ESO 可以減少儲備的化石燃料能源，從而提高效率，同時減少碳排放。
網格整合
將太陽能係統整合到現有的能源網中可能是一項複雜的工作。由於太陽能發電是間歇性的，因此仔細考慮和規劃儲能和供應需求以避免服務中斷或電網中斷至關重要。太陽能係統整合是減少對化石燃料的依賴和減少碳排放的關鍵因素，
準確的太陽能發電預測可改善預測和生產正常運行時間，並有助於擴大能源系統和儲存。人工智慧可以準確評估和分析大量複雜數據，並利用預測能力提出創新的替代選項，使其成為一項有價值的整合技術。
傳統電網具有單向的潮流和資訊傳輸，這限制了其可擴展性、效率和再生能源整合的能力。公司正在開發智慧電網 （SG），作為具有雙向電力流動和資訊交換的更智慧的電網。
BluWave-ai 的太陽能預測器是其智慧電網優化器的一部分，透過將基於規則的設備規格、天氣觀測和預測建模與時間序列機器學習預測相結合，為公用事業公司提供精確的太陽能發電預測8。太陽預測器根據歷史數據、天氣模式和其他相關因素準確預測太陽能發電量。此功能使能源供應商能夠提高太陽能資產的利用率、規劃能源分配並為永續電網管理做出明智的決策。
人工智慧和太陽能的光明未來
人工智慧和太陽能這兩種強大的新興技術的融合已經對向清潔能源經濟的過渡產生了現實世界的影響。隨著這兩種技術的不斷發展，這種影響可能會呈指數級增長。透過擴大太陽能在全球現有電網中的作用，人工智慧可以幫助公用事業公司和政府降低發電成本，並實現到 2050 年實現淨零排放的全球目標。
Ambiq 如何做出貢獻
人工智慧是一項耗電任務，而使用耗電設備創造永續能源（例如太陽能站點）是違反直覺的。在 Ambiq，我們痴迷於能源和永續發展。我們使能夠採用人工智慧的連網邊緣設備在電池一次充電後運行更長時間，將能耗降低到比市場上任何產品低 10 倍的水平。
透過使用超低功耗系統 單晶片 （SoC） 和獲得專利的 亞閾值功率優化技術 （SPOT）® 平台，我們將透過為數百萬個智慧感測器和儀表（例如用於識別太陽能站點的感測器和儀表）提供支援來減少碳足跡。我們將使用綠色能源設備幫助創造綠色能源。
參考
1 我們什麼時候會耗盡化石燃料？ |公平星球 |2023 年 4 月 30 日
2 溫室氣體排放源 |美國環保署 |2023 年 10 月 5 日
3 關於溫室氣體導致地球變暖，你應該知道的 5 件事 |聯合國新聞 |一月 8， 2022
4 太陽能的前景：21世紀的低碳能源策略 |聯合國 |2007
每個房主都應該知道的 5 個太陽能事實和統計數據 |2023 年 4 月 19 日
6 空中工廠 |2023
7 Sun 在他們的人工智慧中：非營利組織預測英國電網的太陽能 |2023 年 2 月 24 日
8 藍波人工智能 |2023
