صنعت انرژی ایران یادآور تجهیزات فرسوده، نیروگاه‌های با راندمان پایین و شبکه‌هایی است که حالا حتی در زمستان هم نفس‌شان به شماره می‌افتد. سال‌هاست که این پیکر نحیف زیر بار تحریم و سوء مدیریت خمیده شده و نیازمند درمان سریع است. در این شرایط هوش مصنوعی می‌تواند در بروزرسانی شیوه تولید انرژی، کاهش هدررفت و افزایش بهره‌وری در صنعت انرژی به ما کمک زیادی کند.
از پیش‌بینی تقاضای برق و بهینه‌سازی شبکه‌های توزیع گرفته تا مدیریت هوشمند نیروگاه‌ها و توسعه انرژیهای تجدیدپذیر، AI (هوش مصنوعی چیست؟) راه‌حل‌های نوینی برای کاهش فشار بر زیرساخت انرژی ایران در چنته دارد. در این مطلب به بررسی کاربردهای هوش مصنوعی در صنعت انرژی می‌پردازیم.
کاربردهای هوش مصنوعی در صنعت انرژی
1. ایجاد شبکه‌های هوشمند
مهم‌ترین مشکل ساختاری در شبکه انرژی ایران، نرخ بالای اتلاف در مسیر انتقال و توزیع است. شبکه‌های برق سنتی به دلیل مدیریت غیرهوشمند و نبود سیستمهای پایش لحظه‌ای، توانایی واکنش سریع به تغییرات مصرف و تولید را ندارند.
هوش مصنوعی با تحلیل داده‌ها و الگوی مصرف مشترکان، نیازها دقیق آنها به انرژی را پیش‌بینی میکند. این فناوری به شرکت‌های توزیع اجازه می‌دهد عرضه و تقاضا را به‌صورت لحظه‌ای تنظیم کرده و از خاموشی ناگهانی جلوگیری کنند.
هوش مصنوعی همچنین مشکلات فنی مانند قطعی منطقه‌ای، کاهش ولتاژ یا اضافه‌بار را به سرعت تشخیص داده و قبل از وقوع بحران، اقدامات لازم را انجام می‌دهد.
2. مدیریت بار و بهینه‌سازی مصرف
ایران قبلا فقط در فصول گرم سال با خاموشی به خاطر پیک مصرف برق مواجه بود اما حالا در زمستان هم با این مشکل مواجه است. یکی از راهکارهای موثر برای حل مشکل بار مضاعف شبکه، «مدیریت پاسخگویی بار» (DRM) است.
هوش مصنوعی با تحلیل کلان‌داده‌ها و پیش‌بینی تغییرات مصرف، به شرکت‌های توزیع برق کمک میکند تا تعرفه‌های هوشمند طراحی و مصرف‌کنندگان را به استفاده بهینه از برق در ساعات غیر پیک تشویق کنند. این فناوری همچنین با ایجاد تعامل بین شبکه برق و مصرف‌کنندگان، امکان تنظیم خودکار تجهیزات پرمصرف مانند سیستمهای سرمایشی و صنعتی را فراهم می‌آورد.
3. تعمیر و نگهداری پیشگیرانه
خرابی تجهیزات نیروگاهی و خطوط انتقال نه‌تنها هزینه‌های هنگفتی به همراه دارد، بلکه باعث توقف تولید و ناپایداری شبکه نیز می‌شود.
هوش مصنوعی با تحلیل دیتای حسگرها، وضعیت آب و هوا و سوابق تعمیرات خرابی‌های احتمالی را پیش‌بینی میکند. به این ترتیب هزینه‌های عملیاتی کاهش می‌یابد، طول عمر تجهیزات افزایش یافته و از خاموشی ناگهانی جلوگیری می‌شود.
4. تولید بهینه انرژیهای تجدیدپذیر
در ایران ظرفیت بالایی برای تولید انرژیهای پاک وجود دارد اما یکی از موانع آن نوسانات غیرقابل پیش‌بینی است. شبکه انرژی کشور هم به خاطر این نوسانات نمی‌تواند روی این منابع حساب به‌طور مؤثر حساب کند.
الگوریتم‌های هوش مصنوعی با تحلیل داده‌های هواشناسی و انرژی دریافتی در فواصل زمانی مختلف خروجی نیروگاه‌های تجدیدپذیر را با دقت بالایی پیش‌بینی می‌کنند. بدین ترتیب انرژی تولیدی این منابع به طور پیوسته وارد شبکه شده و سهم انرژی پاک در سبد مصرفی کشور افزایش می‌یابد.
5. بهینه‌سازی ذخیره و توزیع انرژی
انرژیهای تجدیدپذیر در زمان اوج تولید مازاد انرژی تولید می‌کنند که می‌توان آن را ذخیره و در دوره‌‌های اوج مصرف به کار گرفت.
هوش مصنوعی با در نظر گرفتن فاکتورهای تقاضا و شرایط شبکه، زمان بهینه ذخیره و آزادسازی انرژی را تعیین میکند. علاوه بر این AI می‌تواند عملکرد سیستمهای ذخیره‌سازی مانند باتری‌های بزرگ مقیاس را نیز بهینه کند.
6. هوشمندسازی خانه‌ها و ساختمان‌ها
اکثر ساختمان‌ها در ایران از نظر مصرف انرژی بهینه نیستند و بخش عمده‌ای از انرژی را می‌بلعند. مدل‌های AI با بهره‌گیری از اینترنت اشیا و مدیریت دیوایس‌های هوشمند به راحتی مصرف انرژی را بهینه خواهد کرد.
تصور کنید سیستمهای روشنایی و تهویه مطبوع بر اساس حضور یا غیاب افراد در منازل و ادارات به طور خودکار تنظیم شود یا ماشین لباسشویی و ظرفشویی به طور خودکار در ساعت کم‌باری روشن شوند. با پیاده‌سازی این روش در مصرف انرژی صرفه‌جویی شده و هزینه قبض‌ها نیز بسیار کمتر می‌شود.
7. اکتشاف نفت و گاز
منابع نفت و گاز ایران همچون گنجی پنهان در دل زمین پنهان شده و یافتن آنها دشوار است. هوش مصنوعی با تحلیل داده‌های زمین‌شناسی می‌تواند ذخایر بالقوه نفت و گاز را با دقتی بی‌نظیر شناسایی کند. این فناوری همچنین ریسک‌های حفاری را پیش‌بینی کرده و به بهبود ایمنی و بهره‌وری عملیات حفاری کمک میکند.
8. نظارت بر نیروگاه‌های هسته‌ای
ایمنی در نیروگاه‌های هسته‌ای حرف اول را می‌زند. هوش مصنوعی با نظارت شبانه‌روزی بر تمامی جنبه‌های عملیات نیروگاه، کوچک‌ترین انحرافات از استانداردهای ایمنی را شناسایی کرده و هشدارهای لازم را به صورت خودکار صادر میکند.
این فناوری همچنین خرابی‌های سخت‌افزاری و نرم‌افزاری تجهیزات را پیش‌بینی کرده و به اپراتورها هشدار می‌دهد تا اقدامات پیشگیرانه را انجام دهند.
همان‌طور که هوش مصنوعی در صنعت انرژی برای پیش‌بینی مصرف، مدیریت شبکه‌های هوشمند و بهبود بهره‌وری کاربرد دارد، در مخابرات نیز می‌تواند کیفیت سرویس‌ها را بهبود ببخشد. اگر می‌خواهید بدانید هوش مصنوعی در مخابرات چگونه به بهینه‌سازی شبکه‌ها و ارائه خدمات پایدار کمک میکند
کاربردهای هوش مصنوعی در انرژی برق‌آبی
انرژی برق آبی تقریبا کل برق تجدیدپذیر و حدود ۱۴ درصد از الکتریسیته تولیدی کشور را تشکیل می‌دهد. کاربردهای AI در این حوزه بسیار متعدد است:
- پیش‌بینی تراز آب: تحلیل داده‌های محیطی مانند بارندگی، دمای هوا و حجم ورودی سدها برای پیش‌بینی دقیق سطح آب مخزن و مدیریت بهینه منابع.
- پایش هوشمند سد: استفاده از بینایی ماشین و پهپادها برای تشخیص زودهنگام ترک‌ها، نشست‌ها و سایر آسیب‌های سازه سد.
- مدیریت بهینه منابع آب: کمک به تصمیم‌گیری در مورد زمان و میزان رهاسازی آب برای تولید برق و مصارف دیگر.
- بهینه سازی تولید: تنظیم خودکار پارامترهای توربین برای به حداکثر رساندن تولید انرژی بر اساس تراز آب.
کاربردهای هوش مصنوعی در صنعت انرژی بادی
کاربردهای AI در حوزه انرژی باد را شامل این موارد می‌شود:
- چینش دقیق توربین‌ها: AI با تحلیل جهت و سرعت باد، بهترین مکان را برای نصب مشخص میکند تا از تداخل و کاهش راندمان جلوگیری شود.
- تنظیم خودکار: الگوریتم‌های یادگیری ماشین زاویه پره‌ها را به‌صورت هوشمند تنظیم می‌کنند تا بیشینه انرژی از جریان باد استخراج شود.
- تشخیص خودکار خرابی: فناوری بینایی ماشین با پردازش تصاویر پهپادها، ترک‌ها و آسیب‌های پره‌های توربین را شناسایی کرده و نیاز به تعمیر را مشخص میکند.
بیشتر بخوانید: استفاده از هوش مصنوعی در کشاورزی چه کاربردهایی دارد؟
کاربردهای هوش مصنوعی در انرژی امواج
انرژی امواج و جزر و مد منابعی تجدیدپذیر و عظیم برای تولید برق هستند. ماهیت متغیر و پیچیده امواج چالش‌هایی را ایجاد میکند اما هوش مصنوعی می‌تواند در این زمینه هم به کمک بیاید:
- افزایش بازدهی: الگوریتم‌های هوشمند عملکرد مبدل‌های انرژی امواج (WEC) را با تنظیم پارامترها بر اساس شرایط دریا در لحظه بهینه می‌کنند.
- پیش‌بینی خروجی: با تحلیل سرعت و ارتفاع امواج، تغییرات جزر و مد و شرایط آب‌وهوایی میزان انرژی قابل تولید را به طور دقیق پیش‌بینی میکند.
- تعمیر و نگهداری: هوش مصنوعی در پایش و نگهداری این سامانه‌ها، تشخیص زودهنگام خرابی‌ها و کاهش هزینه‌های عملیاتی نقش مهمی ایفا میکند.
1. بهبود امنیت در صنعت انرژی
زیرساخت‌های حیاتی در صنعت انرژی مانند نیروگاه‌ها و شبکه‌های انتقال همواره در معرض تهدیدات سایبری و فیزیکی قرار دارند. هوش مصنوعی با تحلیل داده‌های حسگرها، دوربین‌ها و سامانه‌های امنیتی، به‌سرعت الگوهای غیرعادی و نشانه‌های اولیه حملات را شناسایی میکند.
سامانه‌های مبتنی بر هوش مصنوعی می‌توانند به صورت خودکار به تهدیدات پاسخ دهند، آسیب‌پذیری‌ها را شناسایی کرده و اقدامات پیشگیرانه را برای تقویت امنیت سایبری و فیزیکی پیشنهاد دهند. این امر به حفظ پایداری و امنیت شبکه انرژی کمک شایانی میکند.
چالش های هوش مصنوعی در صنعت انرژی
استفاده از پتانسیل‌های AI در حوزه انرژی در ایران با چالش‌های مختلفی روبروست؛ از جمله:
- هزینه اولیه بالا: پیاده‌سازی AI در صنعت انرژی نیازمند سرمایه‌گذاری قابل‌توجهی برای زیرساخت‌ها، سخت‌افزار و آموزش مدل‌ها است.
- امنیت داده‌ها: دیتای مورد استفاده در سیستمهای انرژی شامل اطلاعات حساس مشتریان و شبکه‌های توزیع است که نیاز به حفاظت جدی دارند.
- کمبود نیروی متخصص: توسعه و مدیریت سیستمهای مبتنی بر AI نیازمند متخصصان خبره در حوزه یادگیری ماشین، علم داده و انرژی است.
- ادغام در سامانه قدیمی: وزارت‌های نیرو و نفت از زیرساختی قدیمی استفاده می‌کنند و سازگاری آنها با فناوری‌های مدرن AI چالش‌برانگیز است.
- دسترسی به داده‌ها: AI برای عملکرد بهینه به داده‌های دقیق و کامل نیاز دارد، اما این داده‌ها در فرمت‌های ناسازگار یا پلتفرم‌های مختلف پراکنده شده‌اند.
جمع‌بندی
در این مطلب از بلاگ اهورا به به بررسی کاربردهای هوش مصنوعی در حوزه انرژی پرداختیم. هوش مصنوعی با ایجاد شبکه‌های هوشمند، پیش‌بینی تقاضا و مدیریت بار، از خاموشی‌های ناگهانی جلوگیری میکند. همچنین در تعمیر و نگهداری پیشگیرانه تجهیزات، افزایش بهره‌وری نیروگاه‌های تجدیدپذیر و ذخیره‌سازی بهتر انرژی نقش کلیدی دارد. صنعت انرژی ایران با بهره‌گیری از این مزایا می‌تواند گامی بزرگ به سوی کاهش اتلاف، بهره‌وری بالاتر و توسعه پایدار انرژی بردارد.
اپراتور هوش مصنوعی اهورا به‌عنوان یک راه‌حل جامع و کامل، امکان دسترسی بی‌وقفه به منابع قدرتمند پردازش گرافیکی مورد نیاز برای کسب‌وکارها را فراهم می‌آورد. اهورا با ارائه خدماتی نظیر پردازش گرافیکی ابری (خرید سرور gpu)، فضای ذخیره سازی ابری و مشاوره تخصصی، به‌طور همه‌جانبه پاسخگوی نیازهای متنوع مشتریان در حوزه هوش مصنوعی است.
سوالات متداولی که شما می‌پرسید؟
1. آیا هوش مصنوعی به کاهش قطعی برق کمک میکند؟
بله؛ با پایش لحظه‌ای شبکه، تشخیص ناهنجاری‌ها و مدیریت بار در زمان اوج مصرف از خاموشی‌های ناگهانی جلوگیری میکند.
2. هوش مصنوعی چه نقشی در انرژیهای تجدیدپذیر دارد؟
با پیش‌بینی دقیق شرایط جوی، بهینه‌سازی عملکرد توربین‌های بادی و صفحات خورشیدی و مدیریت ذخیره انرژی بهره‌وری منابع تجدیدپذیر را افزایش می‌دهد.
3. AI چطور به نگهداری و تعمیر نیروگاه‌ها کمک میکند؟
از طریق تحلیل داده‌های حسگرها و پیش‌بینی خرابی تجهیزات مشکلات را قبل از وقوع شناسایی کرده و هزینه‌های تعمیرات را کاهش می‌دهد.
4. AI چه کاربردی در امنیت زیرساخت‌های انرژی دارد؟
با شناسایی تهدیدات سایبری و فیزیکی، تحلیل الگوهای غیرعادی و اقدامات پیشگیرانه امنیت نیروگاه‌ها و شبکه‌های انتقال را افزایش می‌دهد.
5. آیا استفاده از AI در صنعت انرژی مقرون‌به‌صرفه است؟
بله؛ سرمایه‌گذاری در AI به خاطر کاهش هزینه‌های عملیاتی، کاهش هدررفت انرژی و بهینه‌سازی تولید و توزیع در بلندمدت مقرون‌به‌صرفه خواهد بود.
6. نتایج استفاده از AI در صنعت انرژی کی خود را نشان می‌دهد؟
بسته به میزان سرمایه‌گذاری و زیرساخت‌های موجود، نتایج اولیه در کوتاه‌مدت (چند ماه) نمایان می‌شود، اما تحولات عمیق‌تر در بلندمدت (چند سال) قابل مشاهده خواهد بود.
منبع:
