Francouzi spojili fotovoltaiku s AI a naučili solární panely tančit

Čím více energie je v atmosféře, tím více síly mají povětrnostní extrémy. To je tak jednoduchá přímá úměra, že ji musí chápat i Václav Klaus. Jenže tato rovnice dost dramaticky postihuje instalace fotovoltaických panelů po celém světě.

Solární elektrárny mají vítr rády. Když fouká tak akorát, pomáhá je to přirozeně a zadarmo čistit od prachu a dalších nečistot, které na ně dopadají. V létě zase vánek panely ochlazuje, což zvyšuje jejich efektivitu a tím pádem i množství elektřiny, kterou poskytnou. Jenže toho větru nesmí být moc; když zesílí příliš, může fotovoltaiku poškodit anebo dokonce úplně zničit.

Což je nepříjemné nejen pro majitele, ale také pro společnost, která se na stabilní elektřinu stále více spoléhá. U větších „solárních farem“, které zatím v Česku nejsou běžné, je toto riziko zvýšené tím, že rozsáhlé plochy panelů nejsou narušené jinými krajinnými prvky, což místně rychlost větru zesiluje.

Francouzští vědci z Centra pro tvarování materiálů teď nabídli řešení. Zkombinovali umělou inteligenci se svými znalostmi hydrodynamiky a vytvořili návrh systému, který by měl zvládnout výrazně silnější vítr, než dnes fotovoltaiky normálně umí.

Mobilis in mobile

Románová ponorka Nautilus kapitána Nemo z románů Julese Verna mělo motto „Mobilis in mobile“ – neboli „pohyblivý v pohyblivém“. Stejným heslem se teď řídí Verneovi následovníci: vítr je stejně pohyblivý jako voda v moři a aby mu objekt odolal, musí se sám stát pohyblivým.

U fotovoltaiky se na její částečné pohyblivost pracuje už dlouho, řada systémů se umí sama otáčet ke Slunci podobně jako rostliny. A také díky tomu umí zaujmout bezpečnou polohu, kdy nasměruje panely rovnoběžně se zemí, což při silném větru minimalizuje škody. Ale experti z Centra pro tvarování materiálů pod vedením profesora Eliho Hachema posunuli tuto myšlenku ještě mnohem dál.

Jejich chytré panely se totiž umí samy rozhodovat tak, aby byly škody způsobené větrem co nemenší. „Spojením pokročilé dynamiky tekutin a umělé inteligence se nám naskytla příležitost inovativně řešit rizika poškození větrem a přispět k odolnosti systémů obnovitelné energie,“ uvedl Hachem v tiskové zprávě.

Nejdřív simulace, potom škola

Vědci začali tím, že nejprve vytvořili masivní simulace toho, co dělá vítr s fotovoltaickými panely. A pak na základě tohoto modelu učili umělou inteligenci, aby nacházela pružně optimální řešení, jež by vždy v daném čase namáhání panelů minimalizovalo.

Stroj se rozhoduje bleskurychle, v podstatě v reálném čase, takže dokáže reagovat nejen na meteorologickou předpověď, ale na detekované poryvy v daném místě. Podle Hachema tak doslova „tančí ve větru“. Tato metafora je velmi výstižná, pokud si člověk představí vítr jako tanečníka a elektrárnu jako tanečnici. Tanečník „vede“: dává své partnerce podněty, na něž ona reaguje, což ale zase mění jeho kroky.

AI od francouzských vědců umí vyhodnotit i toto zpětnovazební chování: tedy to, že když se panely pootočí, tak se i vítr začne lokálně chovat jinak. Celková interakce pak působí dojmem něčeho živého. A hlavně životaschopného.

„Je to jako naučit panely tančit s větrem, minimalizovat škody a zároveň chránit výrobu energie při vysokých rychlostech větru,“ dodává profesor Hachem s tím, že celý tento systém je navíc velmi snadno škálovatelný a tedy využitelný pro menší i větší solární farmy.

Úvodní foto: Unsplash