In de huidige digitale golf wordt kunstmatige intelligentie (AI) met een verbazingwekkende snelheid in elke hoek van het stadsleven geïntegreerd. Van slimme transportsystemen die de verkeersstroom op stedelijke wegen in realtime optimaliseren tot slimme beveiliging die potentiële risico's efficiënt identificeert met behulp van AI-bewakingscamera's; van slimme gezondheidszorg die artsen helpt bij het stellen van nauwkeurige diagnoses tot slimme huizen die bewoners een gemakkelijke en comfortabele woonervaring bieden. Naarmate de toepassing van AI in stedelijke omgevingen blijft toenemen, groeit ook de vraag naar energie exponentieel. In deze context speelt fotovoltaïsche energieopslag, als schone en duurzame energieoplossing, een cruciale rol bij het voldoen aan de groeiende vraag naar AI-energie.
De groeiende trend van energieverbruik bij de implementatie van AI in steden
De kern van AI-technologie ligt in complexe algoritmen en grootschalige gegevensverwerking, een proces dat afhankelijk is van krachtige computermogelijkheden. Laten we datacenters als voorbeeld nemen. Als de belangrijkste infrastructuur voor de werking van AI moeten serverclusters in datacenters 24 uur per dag draaien voor gegevensopslag, analyse en werking. Volgens statistieken is het energieverbruik van datacenters over de hele wereld de afgelopen tien jaar verschillende keren toegenomen en zal naar verwachting in de toekomst met 10-20% per jaar blijven groeien. Hetzelfde geldt voor intelligente transportsystemen in steden. Een groot aantal verkeerscamera's, sensoren en edge computing-apparaten hebben een continue stroomvoorziening nodig om verkeersgegevens in realtime te verzamelen en te verwerken, waardoor een geoptimaliseerde controle van intelligente verkeerslichten en regulering van de verkeersstroom wordt bereikt. Bovendien zullen, met de diepgaande vooruitgang van de slimme stadsbouw, steeds meer stedelijke voorzieningen AI-functies hebben. Slimme straatlantaarns kunnen bijvoorbeeld hun helderheid automatisch aanpassen op basis van omgevingslicht en voetgangersactiviteiten, en slimme afvalbakken kunnen de afvalcapaciteit monitoren en de schoonmaak tijdig melden. Deze ogenschijnlijk kleine AI-toepassingen hebben, in de context van grootschalige stadsplanning, een cumulatief energieverbruik dat niet kan worden onderschat.
De energieopwekkingsmodus van een fotovoltaïsch opslagsysteem
Verdeling van gedistribueerde fotovoltaïsche opwekking
Om de energie-uitdagingen aan te pakken die de implementatie van AI in steden met zich meebrengt, kan gedistribueerde fotovoltaïsche opwekking een effectieve oplossing zijn. Er kan een groot aantal fotovoltaïsche panelen worden geïnstalleerd op daken, muren en andere ruimtes in stedelijke gebouwen. Deze fotovoltaïsche panelen kunnen zonne-energie omzetten in elektriciteit, die direct kan worden gebruikt door AI-apparaten in gebouwen. Het installeren van een gedistribueerd fotovoltaïsch opwekkingssysteem in grote gebouwen zoals kantoren en winkelcentra in de stad kan bijvoorbeeld stroom leveren aan AI-systemen voor kantoorautomatisering, intelligente bedrijfsbeheersystemen, enz., die in de gebouwen werken. Er wordt geschat dat voor een middelgroot commercieel gebouw, als het hele dakoppervlak wordt gebruikt om fotovoltaïsche panelen te installeren, dit honderdduizenden kilowattuur per jaar kan genereren, wat kan voldoen aan de dagelijkse energieverbruiksbehoeften van sommige AI-apparaten in het gebouw. Deze gedistribueerde opwekkingsmodus kan verliezen tijdens het stroomtransmissieproces verminderen, de efficiëntie van het energieverbruik verbeteren en de stroomvoorziening flexibel aanpassen aan de verbruiksvereisten van AI-apparaten in het gebouw.
Coördinatie tussen gecentraliseerde fotovoltaïsche installaties en stedelijke elektrische netwerken
In de omliggende gebieden van de stad kunnen gecentraliseerde fotovoltaïsche installaties worden gebouwd. Deze grootschalige PV-installaties profiteren van de enorme hoeveelheid land en installeren grote PV-arrays, die een grote hoeveelheid elektriciteit kunnen opwekken. De elektriciteit die wordt opgewekt door gecentraliseerde fotovoltaïsche centrales kan worden aangesloten op het stedelijke elektriciteitsnet en daarmee samenwerken om een stabiele stroomvoorziening te bieden aan AI-apparaten in alle delen van de stad. Wanneer de stroomopwekking uit de PV-installatie voldoende is, kan overtollige elektriciteit worden opgeslagen in energieopslagfaciliteiten van het elektriciteitsnet voor gebruik tijdens piekperiodes van het AI-stroomverbruik. Een grootschalige fotovoltaïsche installatie die in de buitenwijken van de stad wordt gebouwd, kan bijvoorbeeld een opwekkingscapaciteit hebben van enkele megawatt of zelfs tientallen megawatt. Elektriciteit wordt via hoogspanningstransmissielijnen naar het stedelijke elektriciteitsnet getransporteerd, waarna het elektriciteitsnet de stroom naar verschillende delen van de stad distribueert, waardoor stroomgaranties worden geboden aan AI-intensieve toepassingsgebieden zoals datacenters en intelligente transportknooppunten.
De sleutelrol van Energy Storage Link bij het stabiliseren van de stroomvoorziening voor AI
Beheer van de intermittentie van fotovoltaïsche opwekking
De opwekking van fotovoltaïsche energie wordt beïnvloed door factoren als het klimaat en de dag-nachtcyclus, en vertoont duidelijke perioden van onderbreking. Als er overdag voldoende zonlicht is, kunnen fotovoltaïsche panelen efficiënt elektriciteit opwekken, maar 's nachts of op bewolkte dagen zal de energieopwekking aanzienlijk vertragen of zelfs stoppen. En AI-apparaten vereisen een continue en stabiele stroomvoorziening. Op dit moment speelt het energieopslagsysteem een sleutelrol. Energieopslagbatterijen kunnen overtollige elektriciteit opslaan wanneer de opwekking van fotovoltaïsche energie excessief is; Wanneer de fotovoltaïsche opwekking onvoldoende is of geen elektriciteit kan opwekken, geven ze de opgeslagen elektriciteit vrij om de normale werking van AI-apparaten te garanderen. Als we het intelligente beveiligingsmonitoringsysteem in de stad als voorbeeld nemen, moet dit systeem 24 uur per dag continu werken. Het energieopslagsysteem kan opladen wanneer de fotovoltaïsche energie overdag voldoende is, en 's nachts als er geen licht is, stroom leveren aan de bewakingscamera's en AI-beeldanalyseapparaten in de backend, waardoor de continuïteit van de beveiligingsmonitoring en de effectieve implementatie van de AI-beveiligingsfunctie wordt gewaarborgd.
Piekafvlakking en dalvulling zorgen voor een stabiel energieverbruik
De vraag naar energieverbruik van AI in de stad varieert op verschillende tijdstippen sterk. Overdag op weekdagen is de vraag naar energieverbruik van AI-apparaten in datacenters en bedrijfskantoren bijvoorbeeld hoog, terwijl deze 's nachts relatief laag is. Het energieopslagsysteem kan profiteren van het verschil in elektriciteitsprijzen tussen pieken en dalen. Tijdens perioden met een laag energieverbruik, zoals 's avonds laat, slaat het goedkope PV-elektriciteit op; Tijdens perioden met piekvermogen maakt het opgeslagen elektriciteit vrij om te voldoen aan de energieverbruiksbehoeften van AI-apparaten, waardoor de kosten van het energieverbruik worden verlaagd. Tegelijkertijd kan door deze methode voor het afvlakken van pieken en het opvullen van dalen de stroomvoorzieningsdruk van het stedelijke elektriciteitsnet worden verlicht tijdens perioden van piekverbruik en de stabiliteit van het AI-stroomverbruik worden gewaarborgd. Grote datacenters kunnen bijvoorbeeld worden uitgerust met energieopslagsystemen. Ze slaan fotovoltaïsche elektriciteit op als de elektriciteitsprijs 's nachts laag is en gebruiken het opslagsysteem om overdag energie te leveren tijdens de piekverbruiksperiode, waardoor de afhankelijkheid van het elektriciteitsnet tijdens pieken wordt verminderd. Dit verlaagt niet alleen de bedrijfskosten van het datacenter, maar verbetert ook de betrouwbaarheid van de stroomvoorziening.
Fotovoltaïsche energieopslag biedt energiezekerheid op lange termijn voor de uitbreiding van de inzet van AI
Naarmate de implementatie van AI in steden zich blijft uitbreiden, worden er hogere eisen gesteld aan een stabiele energievoorziening op de lange termijn. Het fotovoltaïsche energieopslagsysteem kan, vanwege zijn hernieuwbare en duurzame kenmerken, solide energieondersteuning bieden voor de ontwikkeling van AI. Aan de ene kant kunnen zonne-energie, als schone, onuitputtelijke en hernieuwbare energiebron, zolang er zonlicht is, fotovoltaïsche panelen continu elektriciteit opwekken en zo een stabiele energiebron vormen voor de langetermijnbehoeften van AI op het gebied van energieverbruik. Aan de andere kant, met de voortdurende vooruitgang van energieopslagtechnologie, zoals het onderzoek, de ontwikkeling en de toepassing van nieuwe batterijmaterialen, worden de opslagcapaciteit en de laad- en ontlaadefficiëntie van het energieopslagsysteem voortdurend verbeterd, en nemen de kosten geleidelijk af, wat beter kan voldoen aan de grootschalige energieverbruiksbehoeften van AI. Op de lange termijn kan de combinatie van fotovoltaïsche energieopslagsystemen en AI niet alleen de huidige AI-energieconsumptieproblemen in stedelijke omgevingen oplossen, maar ook betrouwbare energiegaranties bieden voor de diepgaande ontwikkeling van slimme steden in de toekomst en de implementatie van meer innovatieve AI-toepassingen, waardoor steden in de richting van een slimmere en groenere richting kunnen evolueren.