Исследование в США: использование солнечной энергии в промышленных масштабах с помощью ИИ
Аккумулятор Challenger G12-200H
По словам американских исследователей, система глубокого обучения позволяет получить наиболее полное представление о том, как солнечные электростанции используют землю, выявляя неожиданные пробелы в эффективности и предлагая более чёткие пути развития агроэнергетики и освоения заброшенных территорий.
В научной статье, опубликованной в Communications Earth & Environment, представлена систематическая методология, использующая глубокое обучение и аэрофотосъёмку с высоким разрешением для количественной оценки площади земель, необходимых для реализации крупномасштабных проектов по использованию солнечной энергии в западной части США.
Цель исследования — устранить существовавшие ранее несоответствия в оценках землепользования путём анализа 719 солнечных электростанций. Полученные данные имеют решающее значение для планирования будущих энергетических систем и оценки их жизненного цикла.
Суть исследования заключалась в том, чтобы обучить нейронную сеть определять общую площадь проекта, включая подъездные пути, ограждения и буферные зоны, а не только непосредственную площадь установки, что было ограничением в предыдущих анализах. Полученный набор данных охватывает более 13 ГВт установленной мощности и содержит важную статистику по эффективности использования земли.
Согласно результатам исследования, средняя эффективность использования земли в зависимости от мощности в выборке составила 24,7 Вт на квадратный метр, при этом в разных проектах наблюдались значительные различия.
Исследование показало, что двухосевые системы слежения, как ни странно, демонстрируют более низкую эффективность использования пространства на уровне проекта по сравнению с системами с фиксированными стойками или одноосевыми системами. Авторы статьи объясняют это тем, что для предотвращения затенения и обеспечения полного перемещения между панелями слежения требуется большее расстояние, что приводит к увеличению общей площади.
В ходе исследования также была проведена классификация типов землепользования в рамках этих проектов. Хотя 65 % от общей установленной мощности приходится на «освоенные» земли, исторические данные свидетельствуют о том, что 38 % этих участков ранее были пахотными землями.
Эти результаты указывают на возможности применения стратегий «сбережения земли». Застройщики могут снизить воздействие на окружающую среду, отдавая предпочтение уже нарушенным поверхностям, таким как существующие крыши или заброшенные территории.
По словам исследователей, распространённость проектов на бывших сельскохозяйственных угодьях также указывает на потенциал для развития агроэнергетики — двойного использования земли для производства солнечной энергии и ведения сельского хозяйства — с целью оптимизации использования ресурсов.