ปัญญาประดิษฐ์สามารถเพิ่มประสิทธิภาพวงจรการชาร์จ/ปล่อยประจุในไฟแอลอีดีพลังงานแสงอาทิตย์ได้อย่างไร

วิธีที่ปัญญาประดิษฐ์เพิ่มประสิทธิภาพวงจรการชาร์จและปล่อยประจุอย่างต่อเนื่อง

ปัญญาประดิษฐ์กำลังเปลี่ยนแปลงการเพิ่มประสิทธิภาพการชาร์จไฟแอลอีดีพลังงานแสงอาทิตย์ โดยการปรับเปลี่ยนวงจรแบตเตอรี่อย่างต่อเนื่องให้สอดคล้องกับสภาพแวดล้อม ป้องกันการเสื่อมสภาพก่อนเวลา และเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงาน

โมเดลปัญญาประดิษฐ์ปรับการหยุดการชาร์จและความลึกของการปล่อยประจุโดยใช้ข้อมูลแบบเรียลไทม์จาก SoC อุณหภูมิ และความเครียดจากการชาร์จ-ปล่อยประจุ

อัลกอริทึมอัจฉริยะจะติดตามระดับการชาร์จของแบตเตอรี่ อุณหภูมิ และรูปแบบการใช้งานในอดีต เพื่อปรับเวลาที่ควรหยุดการชาร์จก่อนถึงระดับแรงดันที่เป็นอันตราย และกำหนดว่าสามารถคายประจุแบตเตอรี่ได้ลึกแค่ไหนอย่างปลอดภัยโดยไม่เกิดความเสียหาย เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นเกินช่วงปกติ ระบบเหล่านี้จะลดความเร็วในการชาร์จโดยอัตโนมัติเพื่อรักษาสุขภาพของแบตเตอรี่ หากข้อมูลบ่งชี้ว่าแบตเตอรี่เสื่อมสภาพเร็วกว่าที่คาดไว้ ระบบจะจำกัดปริมาณพลังงานที่ดึงออกมาในแต่ละครั้ง สำหรับโคมไฟถนนและแอปพลิเคชันการให้แสงสว่างกลางแจ้งอื่น ๆ การจัดการแบตเตอรี่อัจฉริยะประเภทนี้หมายความว่าไฟจะยังคงสว่างสดใสเป็นเวลานานขึ้นระหว่างการเปลี่ยนถ่าย งานวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสารที่ได้รับการยอมรับระบุว่า แบตเตอรี่ที่จัดการด้วยเทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์ (AI) เสื่อมสภาพช้าลงประมาณ 30 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ที่ชาร์จด้วยวิธีการแบบคงที่

เปลี่ยนจากการชาร์จแบบ MPPT แรงดันคงที่ ไปเป็นโปรไฟล์การชาร์จอัจฉริยะที่ปรับตัวได้โดยอาศัยข้อมูลการประเมินความต้านทานภายในของแบตเตอรี่

ระบบ MPPT แบบดั้งเดิมส่วนใหญ่ทำงานด้วยค่าแรงดันไฟฟ้าคงที่ ซึ่งหมายความว่าไม่สามารถปรับตัวได้ทันเมื่อสภาพแวดล้อมเปลี่ยนแปลง สิ่งที่ทำให้ปัญญาประดิษฐ์ (AI) แตกต่างก็คือการคำนวณค่าความต้านทานภายในแบตเตอรี่แบบเรียลไทม์ ลองมองภาพความต้านทานนี้เป็นเป้าหมายที่เคลื่อนที่อยู่ตลอดเวลา ซึ่งบ่งบอกถึงสิ่งที่เกิดขึ้นภายในแบตเตอรี่ เช่น การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ระดับอายุการใช้งาน และจำนวนครั้งที่เคยชาร์จมาแล้ว เมื่อ AI วิเคราะห์ค่าความต้านทานนี้แทนการคาดเดา มันจะรู้ได้อย่างแม่นยำว่าควรปรับระดับแรงดันและกระแสไฟฟ้าในการชาร์จเมื่อใด สิ่งนี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการดึงพลังงานจากแผงโซลาร์เซลล์ได้มากขึ้น แม้ในขณะที่มีเมฆครึ้ม ฝุ่นเกาะบนพื้นผิวกระจก หรือฤดูกาลที่มีแสงแดดแตกต่างกัน ผลการทดสอบในสถานการณ์จริงแสดงให้เห็นว่าการปรับตัวอัจฉริยะเหล่านี้สามารถเพิ่มการเก็บพลังงานได้ประมาณ 15 ถึง 20 เปอร์เซ็นต์ นอกจากนี้ แบตเตอรี่ยังมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น เนื่องจากการชาร์จที่เหมาะสมช่วยลดความเครียดที่เกิดจากกระบวนการชาร์จที่ไม่ถูกต้อง

การพยากรณ์พลังงานด้วยปัญญาประดิษฐ์เพื่อการใช้งานโคมไฟ LED แบบพลังงานแสงอาทิตย์ที่เชื่อถือได้

การคาดการณ์พลังงานแสงอาทิตย์ในช่วง 48 ชั่วโมงข้างหน้ามีความแม่นยำมากยิ่งขึ้น เนื่องจากเครือข่ายประสาทเทียมที่ผสานข้อมูลจากดาวเทียมซึ่งวัดระดับแสงแดด การอัปเดตจากบริการสภาพอากาศ และบันทึกการใช้ไฟฟ้าในอดีต เมื่อนำแหล่งข้อมูลต่างๆ เหล่านี้มารวมกัน อัตราความคลาดเคลื่อนโดยเฉลี่ยจะลดลงต่ำกว่า 8.3% ทำให้ระบบพลังงานแสงอาทิตย์สามารถดำเนินการได้อย่างเชื่อถือได้มากขึ้นในแต่ละวัน สิ่งมหัศจรรย์ที่แท้จริงเกิดขึ้นเมื่อระบบตรวจพบช่วงเวลาที่การผลิตพลังงานแสงอาทิตย์จะลดลง ณ ขณะนั้น ระบบปัญญาประดิษฐ์อัจฉริยะจะเริ่มปรับเปลี่ยนการทำงานโดยอัตโนมัติ—เลื่อนการชาร์จงานที่ไม่เร่งด่วนออกไป หรือกักเก็บพลังงานไว้แทนที่จะปล่อยให้หมดไปอย่างสิ้นเปลือง โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานไฟภายนอกอาคาร การจัดการแบตเตอรี่แบบอัจฉริยะนี้ช่วยให้ไฟเปิดสว่างได้อย่างสม่ำเสมอ และยังยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ให้นานขึ้นก่อนต้องเปลี่ยนใหม่ ทั้งหมดนี้เกิดขึ้นโดยไม่จำเป็นต้องมีใครตรวจสอบหรือปรับตั้งแต่อย่างใด

ประสิทธิภาพจริงและการแลกเปลี่ยนของตัวควบคุมการชาร์จที่เสริมด้วยปัญญาประดิษฐ์

โมเดล LSTM แบบควอนไทซ์บนอุปกรณ์ช่วยถ่วงดุลระหว่างความแม่นยำและเวลาหน่วง—ทำให้ได้ประสิทธิภาพระดับคลาวด์ถึง 92% ภายในเวลาประมวลผลน้อยกว่า 12 มิลลิวินาที

การนำโมเดล LSTM ที่ผ่านกระบวนการควอนตัซ์แล้วไปใช้โดยตรงบนตัวควบคุมการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์ หมายความว่าไม่จำเป็นต้องพึ่งพาการเชื่อมต่อคลาวด์อีกต่อไป เมื่อเราบีบอัดน้ำหนักของเครือข่ายประสาทเทียมให้เหลือเพียง 8 บิต จะทำให้การใช้พลังงานต่ำมาก แต่ยังคงสามารถคำนวณแบบเรียลไทม์ได้ ระบบสามารถประมวลผลข้อมูลจากเซนเซอร์และปรับตั้งค่าการชาร์จภายในเวลาประมาณ 12 มิลลิวินาที เราได้ทดสอบแนวทางนี้ในสภาพแวดล้อมที่หลากหลายทั่วโลก สิ่งที่พบนั้นน่าประทับใจมาก เพราะโมเดลในพื้นที่เหล่านี้สามารถทำงานได้ถึงประมาณ 92% เมื่อเทียบกับระบบที่ใช้คลาวด์เต็มรูปแบบ และความเร็วในการตอบสนองก็เพียงพอที่จะป้องกันปัญหาแรงดันเกินเมื่อความเข้มของแสงแดดเพิ่มขึ้นอย่างฉับพลัน ประสิทธิภาพในระดับนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการทำงานที่เชื่อถือได้ในพื้นที่ที่การเข้าถึงอินเทอร์เน็ตไม่เสถียรหรือไม่มีอยู่เลย

ผลจากการใช้งานจริง: ตัวควบคุมที่ใช้ LSTM ในรัฐราชสถาน ลดการเปลี่ยนแบตเตอรี่ลงได้ 47% ภายในระยะเวลา 24 เดือน

การทดสอบเป็นเวลาสองปีในสภาพอากาศแห้งแล้งของรัฐราชสถานแสดงให้เห็นถึงการปรับปรุงที่แท้จริงในด้านอายุการใช้งานของอุปกรณ์ สถานที่ต่างๆ ที่ใช้ตัวควบคุม LSTM พิเศษเหล่านี้จำเป็นต้องเปลี่ยนแบตเตอรี่น้อยลงประมาณครึ่งหนึ่งเมื่อเทียบกับระบบ PWM แบบทั่วไป เคล็ดลับอยู่ที่การควบคุมการคายประจุอย่างชาญฉลาด ซึ่งสามารถปรับตัวตามสภาพแวดล้อมได้จริง ตัวอย่างเช่น เมื่ออุณหภูมิสูงเกิน 45 องศาเซลเซียส ระบบจะจำกัดการคายประจุไว้ที่ประมาณ 65% แทนที่จะยึดติดกับขีดจำกัดมาตรฐานเดิมที่ 80% แนวทางนี้ช่วยลดปัญหาซัลเฟตและป้องกันไม่ให้แบตเตอรี่ร้อนเกินไป ข้อมูลภาคสนามจากฟาร์มพลังงานแสงอาทิตย์ในพื้นที่บ่งชี้ว่าแบตเตอรี่ตะกั่วกรดโดยทั่วไปมีอายุการใช้งานประมาณ 14 เดือนมาก่อน แต่ตอนนี้สามารถใช้งานได้นานถึงเกือบ 26 เดือน ตามรายงานของฟาร์มพลังงานแสงอาทิตย์ที่เผยแพร่เมื่อปีที่แล้ว

แนวโน้มในอนาคตของการเพิ่มประสิทธิภาพแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์แบบ LED ที่ขับเคลื่อนด้วยปัญญาประดิษฐ์

เครือข่าย GRU ที่ผ่านการฝึกฝนด้วยข้อมูลการเสื่อมสภาพระยะยาว ทำให้สามารถคาดการณ์การจำกัดการคายประจุได้ ช่วยยืดอายุรอบการใช้งานได้เพิ่มขึ้น 3.2 เท่าเมื่อเทียบกับระบบ BMS ที่ใช้กฎตายตัว

เครือข่าย GRU โดยพื้นฐานคือสิ่งล่าสุดในเทคโนโลยีการจัดการแบตเตอรี่ ซึ่งได้รับการฝึกฝนจากข้อมูลหลายปีเกี่ยวกับการเสื่อมสภาพของแบตเตอรี่ตามเวลา ทำให้สามารถคาดการณ์ช่วงเวลาที่ควรหยุดการคายประจุก่อนที่จะเกิดความเสียหายจริง ระบบการจัดการแบตเตอรี่แบบดั้งเดิมจะยึดตามระดับแรงดันคงที่ แต่ GRU จะวิเคราะห์สถานะปัจจุบันของความต้านทานภายในแบตเตอรี่และภาระต่างๆ ที่เคยเกิดขึ้นในอดีต ซึ่งช่วยให้สามารถปรับระดับการใช้งานแบตเตอรี่ในแต่ละวันได้อย่างเหมาะสม ตามการศึกษาส่วนใหญ่ วงจรการคายประจุลึก (Deep discharge cycles) ก่อให้เกิดการเสียหายของแบตเตอรี่ก่อนกำหนดประมาณ 70-75% ในระบบที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์ ดังนั้นระบบอัจฉริยะเหล่านี้จึงสร้างความแตกต่างอย่างมาก แบตเตอรี่ลิเธียมสามารถใช้งานได้นานขึ้นถึงสามเท่าเมื่อเทียบกับวิธีการเดิม โดยยังคงเก็บพลังงานเกือบทั้งหมดไว้ใช้ได้เมื่อจำเป็น ในอนาคต เวอร์ชันใหม่ของเทคโนโลยีนี้น่าจะเริ่มนำรูปแบบสภาพอากาศในแต่ละฤดูกาลมาร่วมพิจารณา เพื่อกำหนดขีดจำกัดการใช้งานรายวันโดยอัตโนมัติ สิ่งนี้น่าจะช่วยให้ระบบไฟ LED ที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์สามารถทำงานได้อย่างอิสระมากยิ่งขึ้นตามลำดับ แม้ว่ายังไม่ถึงจุดนั้นในขณะนี้

คำถามที่พบบ่อย

ปัญญาประดิษฐ์ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์แบบ LED ได้อย่างไร

ปัญญาประดิษฐ์ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์แบบ LED โดยการปรับตัวตามสภาพแวดล้อม ป้องกันการเสื่อมสภาพก่อนวัยอันควร และเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานผ่านการปรับตั้งแบบเรียลไทม์

เครือข่าย GRU คืออะไร และทำงานอย่างไรในการยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่

เครือข่าย GRU เป็นระบบจัดการแบตเตอรี่ขั้นสูงที่ได้รับการฝึกฝนจากข้อมูลการเสื่อมสภาพในระยะยาว เพื่อให้สามารถคาดการณ์และจำกัดการคายประจุได้ ซึ่งช่วยยืดอายุรอบการใช้งานได้อย่างมากเมื่อเทียบกับวิธีการแบบดั้งเดิม

การพยากรณ์พลังงานอัจฉริยะด้วยปัญญาประดิษฐ์ช่วยระบบพลังงานแสงอาทิตย์แบบ LED ได้อย่างไร

การพยากรณ์พลังงานอัจฉริยะด้วยปัญญาประดิษฐ์ใช้โครงข่ายประสาทเทียมในการทำนายสภาพพลังงานแสงอาทิตย์ได้อย่างแม่นยำ ลดอัตราความคลาดเคลื่อน และสามารถปรับเปลี่ยนการทำงานเพื่อเพิ่มความน่าเชื่อถือและประสิทธิภาพ