Co mają ze sobą wspólnego agrofotowoltaika i sztuczna inteligencja?

Jak to działa?

W dużym skrócie agrofotowolatika to uprawa roślin czy wypas zwierząt hodowlanych w cieniu modułów fotowoltaicznych. Jest to szczególnie istotny nurt ze względów prostoty implementacji i możliwości docierania zielonej energii tam, gdzie do tej pory nigdy nie było dostępu do prądu. 

Jednocześnie agrofotowoltaika oferuje drogę do maksymalizacji efektywności użytkowania gruntów, produkcji rolnej i hodowli. Wykorzystanie pełnego potencjału takich systemów wymaga zaawansowanych analiz przestrzeni, zmian klimatu i ciągłego śledzenia zmian gospodarczych. Teraz wszelkie procesy towarzyszące temu specyficznemu wykorzystaniu technologii fotowoltaicznej mają być jeszcze łatwiej kontrolowane dzięki wykorzystaniu sztucznej inteligencji.

Kombinacja sztucznej inteligencji i uczenia maszynowego w implementacji agrofotowoltaiki to przełomowy krok dla tego sektora. Te zaawansowane algorytmy mają zdolność analizowania ogromnych ilości danych, identyfikowania skomplikowanych wzorców i odkrywania korelacji, których tradycyjne metody mogłyby przeoczyć. Dzięki sztucznej inteligencji i uczeniu maszynowemu możliwy jest do uzyskania cenny wgląd w wydajność systemu. W taki sposób łatwiej będzie podejmować poprawne decyzje kluczowe dla zwiększenia wydajności produkcji z fotowoltaiki. Najważniejsze jest umiejscowienie paneli fotowoltaicznych. Przykładowo algorytm może pomóc w rozplanowaniu instalacji fotowoltaicznej tak, by zmaksymalizować produkcję energii unikając cienia okolicznych zabudowań czy wysokich drzew. Pomoże również w optymalizacji całej instalacji w zależności od tego, czy ma służyć na farmie, czy dawać cień pod uprawy warzyw.

Jedną z najważniejszych zalet sztucznej inteligencji i uczenia maszynowego są ich możliwości predykcyjne. Analizując dane historyczne z różnych źródeł, w tym wzorce pogodowe, dane z czujników, wielkość plonów, zapotrzebowanie na energię elektryczną, a nawet ceny na rynku hurtowym, algorytmy mogą dokładnie podpowiadać odpowiednie kroki i prognozować przyszłe wyniki. Dzięki czemu każde kolejne decyzje podejmowane będą świadomie, w oparciu o bardziej dokładną prognozę. Odnosi się to m.in. do wyboru upraw, alokacji zasobów i zarządzania gruntami. Takie aktywne planowanie umożliwia programistom ograniczanie ryzyka, optymalizację wykorzystania zasobów i zwiększanie ogólnej trwałości systemów agrofotowoltaicznych.

Ponadto zastosowanie AI i ML umożliwia dokonywanie i zapis pomiarów w czasie rzeczywistym, dzięki czemu cała instalacja jest ciągle optymalizowana i adaptowana do zmian środowiskowych i klimatycznych. Dzięki ciągłej analizie danych takich jak warunki klimatyczne i poziomy wilgotności gleby, systemy rolnicze stają się dynamiczne. Maksymalizacji wydajności szeroko pojętego rolnictwa nigdy nie była tak prosta. Zdolność uczenia się i dostosowywania w odpowiedzi na zmieniające się warunki danego mikroklimatu zapewnia optymalne działanie systemu przez cały cykl życia, co prowadzi do poprawy produkcji energii i produkcji rolnej.

Nowa moda czy konieczność?

W Stanach Zjednoczonych powstał już nawet projekt komercyjnych farm agrofotowoltaicznych. Organizacja inSPIRE szkoli nowe pokolenie młodych rolników w cieniu instalacji fotowoltaicznych. Dla kogoś z naszego regionu takie działania mogą wydawać się co najmniej dziwne, jednak wraz z postępem technologicznym wiele kultur zatraciło fach rolnictwa. Doprowadziło to do sytuacji takich jak w Stanach, gdzie już teraz niezbędna jest edukacja ludzi odnośnie upraw warzyw i hodowli zwierząt.

Projekt InSPIRE zrzesza również badaczy zajmujących się udoskonalaniem implementacji agrofotowoltaiki. Farmy w ich posiadaniu umożliwiają naukowcom prowadzenie badań terenowych w całych Stanach Zjednoczonych. To na ich podstawie powstają zaawansowane modele i analizy dostarczające podstawowe dane temat agrofotowoltaiki i rozwoju energetyki słonecznej o niskim wpływie na środowisko. Jednocześnie w badaniach uwzględniane są specyficzne charakterystyki analizowanych regionów rolniczych. Otrzymywane wyniki przynoszą szereg korzyści i podpowiadają jak odpowiedzialnie implementować OZE, z poszanowaniem dla regionu, tamtejszych ekosystemów, siedlisk, pastwisk i produkcji rolnej. 

Dlaczego to takie istotne? Agrofotowoltaika ma potencjał do zastosowania od zielonych, typowo rolniczych terenów, po piaszczyste pustynie. Dostarczają w każdy zakątek świata zieloną energię. Co najważniejsze, rozwój tego specyficznego sektora PV daje nadzieję na zabezpieczenie dostępności do żywności i energii w przyszłości.

źródło: inSPIRE