La tecnologia al servizio delle fonti rinnovabili. Un prezioso aiuto nel supportare la transizione energetica può arrivare dall'intelligenza artificiale, dai droni e dai robot che possono fornire un importante supporto alla progettazione, allo sviluppo e alla gestione dei vari impianti necessari per produrre energia elettrica in maniera green.
Molto pragmaticamente, quale ruolo può avere l’intelligenza artificiale nella produzione di energia elettrica o nello sviluppo delle fonti energetiche? A dare una risposta a questa domanda ci ha pensato l’Agenzia Internazionale per l’energia, la quale ha realizzato uno studio che ha stimato come l’AI possa essere utilizzata: già oggi sono stati censiti almeno 50 usi diversi nel settore energetico. Numero che è destinato a crescere in futuro, in un settore dove l’apporto dell’intelligenza artificiale può arrivare a valere qualcosa come 13 miliardi di dollari.
Rete elettrica, l’apporto dell’intelligenza artificiale
Nella gestione della rete elettrica l’intelligenza artificiale gioca un ruolo particolarmente importante. Il suo impiego, in sostanza, risulta essere importante per:
- riuscire a prevedere i picchi di domanda dell’elettricità;
- ottimizzare al meglio la produzione proveniente da risorse rinnovabili;
- ottimizzare lo stoccaggio e la distribuzione dell’elettricità;
- individuare le eventuali anomalie ed evitare, laddove sia possibile, che provochino delle interruzioni e dei danni.
L’intelligenza artificiale viene già impiegata per migliorare le previsioni di domanda ed offerta e per riuscire a comprendere meglio quando l’energia rinnovabile è a disposizione o quando viene mancare.
Supporto agli impianti fotovoltaici
L’intelligenza artificiale è utile per studiare i modelli atmosferici, importanti per riuscire a prevedere quanta energia possa essere prodotta con gli impianti fotovoltaici. E per adattare le operazioni in tempo reale in modo da massimizzare la produzione di energia elettrica.
Ma soprattutto è in grado di monitorare in maniera costante e precisa lo stato di salute dei pannelli solari. E di tutte le apparecchiature associate, in modo che possano essere previsti eventuali guasti prima che si verifichino realmente. Un supporto indispensabile per riuscire a ridurre i blocchi e i costi di manutenzione.
L’utilizzo dell’intelligenza artificiale nella progettazione
Intelligenza artificiale al servizio della progettazione? Sì. Il progetto Supernova, che è stato avviato proprio quest’anno da Eurac Research, per esempio, si concentra sul migliorare la progettazione degli impianti fotovoltaici. Grazie ad un finanziamento da 5 milioni di euro proveniente da Horizon Europe, lo studio ha lo scopo di mettere a punto alcune soluzioni robotiche atte a ridurre i costi, ad aumentare la raccolta dei dati e automatizzare al massimo il processo.
Charge Robotics, invece, ha sviluppato un sistema basato su dei robot per automatizzare la realizzazione degli impianti fotovoltaici, in modo da ridurre il tempo per il loro montaggio ed abbattere i costi della manodopera.
Gli impianti, però, hanno la necessità di essere costantemente monitorati. In questo senso apripista è il progetto realizzato in Germania, nel parco solare Neue Energie West, nel quale un solo drone riesce a monitorare qualcosa come 17.000 moduli in modo automatico: sette giorni a settimana , ventiquattro ore al giorno.
L’intelligenza artificiale nel settore eolico
Anche nel settore eolico l’utilizzo dell’intelligenza artificiale può essere particolarmente utile. Si parte dalla progettazione per arrivare all’ottimizzazione della produzione. Per non dimenticarsi della manutenzione. L’AI è preziosa anche in questo particolare comparto.
Solo per voler portare un esempio, General Electric Company ha sviluppato una tecnologia basata su AI/ML, che è stata premiata con il Manufacturing Leadership Award dalla National Association of Manufacturers, grazie alla quale dovrebbero essere ridotti del 10% i costi logistici. Stiamo parlando di un bel risparmio se si pensa ai costi globali, che permettono all’industria eolica di risparmiare entro il 2030 qualcosa come 2,6 miliardi di dollari (proiezioni che si basano sulle attuali prospettive di crescita).
La progettazione dei parchi eolici
La costruzione di un parco eolico richiede degli investimenti molto importanti. Basti pensare che una struttura offshore può arrivare a costare oltre 1,2 miliardi di euro di investimenti. Nel corso degli ultimi dodici mesi i costi sono stati in forte aumento a causa dell’inflazione, che ha colpito tutta la catena di fornitura, a cui si aggiunge l’aumento dei tassi di interesse.
Questo è il motivo per il quale la progettazione di un parco eolico deve essere massimizzata, in modo da ridurre il più possibile i costi di produzione e garantire la sostenibilità economica dell’investimento.
L’intelligenza artificiale gioca un ruolo importante anche in questo settore: i modelli matematici dei parchi eolici offshore sono essenziali. Soprattutto quando riescono a rappresentare con precisioni la velocità del vento e le sue interazioni con le turbine. Una volta in possesso di questi elementi, costruire dei modelli precisi è utile per prevedere quanta energia elettrica possa essere prodotta con un parco eolico.
Per il momento, ad ogni modo, la progettazione di questi modelli è una sfida tecnica molto significativa. I ricercatori del National Renewable Energy Laboratory (NREL) degli Stati Uniti hanno deciso di affrontarla e hanno sviluppato uno strumento che si basa proprio sull’intelligenza artificiale, in grado di aumentare l’efficienza e ridurre l’impatto ambientale dei parchi eolici che verranno costruiti in futuro. Battezzato Wind Plant Graph Neural Network, il nuovo strumento è stato addestrato prendendo spunto da qualcosa come 250mila simulazioni di configurazioni di impianti eolici, che sono state generate in maniera casuale, prendendo in considerazione tipi diversi di condizioni atmosferiche.
