الذكاء الإصطناعي لتوفير الطاقة
الذكاء الإصطناعي لتوفير الطاقة
كالماء المتسرب من الحنفية، تتسرب الطاقة من الأجهزة الإلكترونية حتى في حالة عدم استخدامها… جزء من الفاتورة يذهب هباءاً بسبب عدم فعالية الرقائق. سنشاهد كيفية استخدام الألكترونيات بطاقة أقل . ولكن لنرى أولاً إمكانية تخفيض مبلغ الفاتورة باستخدام مكييفات الهواء الذكية .
في مركز البناء المستدام في كاسل يتم التحكم بدرجة حرارة المنازل باستخدام خوارزمية كمبيوتر لتوفير الطاقة. النظام يحلل التنبؤات الجوية للتحكم بمكييفات الهواء ويوفر الطاقة من خلال الاعتماد على التهوية الطبيعية والطاقة الشمسية .
ديمتريوس روفاس، أستاذ مساعد للديناميكا الحرارية، الجامعة التقنية في كريت: “لنفترض وجود رياح قوية في هذا المبنى. نعلم ان بعض الغرف ستبرد أسرع بسبب المزيد من التسربات نحو الخارج، لذلك فان نظامنا قادر على التنبؤ بالغرفة او المنطقة التي ستحتاج الى الطاقة على الفور وسيعمل على تحسين الجو بواسطة التبريد او التسخين المسبق لغرفة ما، وذلك باستخدام طاقة الخلايا الكهروضوئية، إن كانت متوفرة. “
النظام يتعامل مع كل غرفة على حدة باستخدام أجهزة الاستشعار لقياس درجة الحرارة والرطوبة، ومستويات غاز ثاني أوكسيد الكربون وعدد الأشخاص الموجودين. ولأنه يقرأ أيضا مواعيد العمل، فانه يعرف متى ستكون الغرف مشغولة. بناء على ذلك، فإنه يعمل على توفير الراحة الكافية باستخدام الحد الأدنى من تكاليف الطاقة.
تم تطوير هذه الخوارزمية الذكية ضمن مشروع موله الاتحاد الاوروبي جمع باحثين من خمسة بلدان.
خوان سانتياغو، باحث في الطاقات المتجددة :“ما نقوم به في هذا المبنى هو محاكاة مئات الاحتمالات المختلفة استنادا إلى توقعات الغد المتعلقة بدرجة الحرارة والإشعاعات الشمسية، ومع ذلك فقد وضعنا استراتيجية لبناء الطاقة لراحة المستخدمين.”
برنامج المحاكاة مربوط على الشبكة . اجهزة بسيطة هي التي تتحكم بالعمليات المحلية.
خوان سانتياغو:” لدينا جهاز كمبيوتر صغير كهذا قادر على إدارة المبنى باكمله. انه يتلقى الإشارة من الشبكة ويرسلها إلى المبنى لخفض رداء النافذة مثلاً.”
يمكن للمستخدمين التفاعل مع النظام من خلال الكومبيوترات اللاسلكية أو الهواتف الذكية للتحكم بشئ ما، أو للتحقق من مؤشرات الاستشعار. لتشغيل خوارزميات مماثلة على نطاق أوسع، مركز بحوث الطاقة في جامعة آخن يعمل كالثلاجة العملاقة. للحفاظ على درجة الحرارة المناسبة في المكاتب وقاعات المؤتمرات والمختبرات ، انها تستخدم احتياطيات الطاقة تحت الأرض.
اليكس ميشالسكي طالب دكتوراه في مجال الطاقة الحرارية الأرضية، جامعة آخن: “نرى هنا 16 مبادلات حرارية، على عمق 100 متر. نضخ المياه الساخنة داخل الأرض وخارجها والمياه الباردة باربع درجات مئوية.”
تستخدم الطاقة الحرارية الأرضية، والألواح الشمسية والحرارة الزائدة في القاعات لتوفير جزء من الطاقة. البرنامج يستخدم جميع المصادر المتاحة لتحسين درجة حرارة المياه الجارية من خلال أنابيب في السقوف.
انا كونستانتين، باحثة مساعدة في جامعة آخن: “بعد ضخ الحرارة يبرد الماء ويوزع في هذا المبنى من خلال أنابيب في السقوف . نظام البرمجيات هو الذي ينقل المعلومات عن المضخات الحرارية ودرجة الحرارة اللازمة للماء”.
المنزل الذكي له القدرة على توقع التغيرات المناخية ويغير بذكاء التدفئة وفقاً لاحتياجات المستخدمين .
يوهانس فوترير، باحث مساعد في استرتيجيات تحكم وتحسين في المناخ، جامعة آخن: “المبنى سيتكيف مع عاداتك، متى تعود إلى البيت ، ومتى ستخرج وغير ذلك، سيتكيف مع نظام تدفئة أو تبريد المبنى، وتوفير الطاقة، والنقود بالإضافة الى درجة الحرارة المناسبة لراحتك. “
هناك مشروع اوربي آخر لتوفير طاقة الأجهزة الإلكترونية، اطلق عليه اسم “ أفاعي الطاقة” كافة الهواتف المحمولة والكومبيوترات تستهلك الطاقة حتى في حالة عدم استخدامها.
فقدان الطاقة في أوربا لوحدها من الأجهزة غير المستخدمة، يعادل استخدام الطاقة الكهربائية في النمسا وجيكيا والبرتغال .
كيرستن موسلند، زيوريخ:“احدى المشاكل هي ان الترانزستورات الحالية، أي القطع التي تجمع كافة الدوائر الإلكترونية تعمل على استهلاك الطاقة حتى في حالة عدم استخدامها، وهذا يعني فقدان الكثير من الطاقة. نحن نعمل على نوع جديد من الترانزستورات التي أطلق عليها اسم ‘ترانزستورات بتأثير النفق” لمعالجة هذه المشكلة. انها أقل استهلاكاً للطاقة في حالة عدم استخدامها. بالإمكان التقليل من قوة الدوائر الإلكترونية في هذه الأجهزة مقارنة بالأجهزة التقليدية “. الترانستور يعمل كالحنفية، هو الذي يسمح بمرور التيار الكهربائي. نظرياً، الترانزسترات بتأثير النفق، ستحتاج الى ضغط كهربائي اضعف بكثير ولكن بنتائج افضل. التحدي الذي يواجه العلماء اليوم هو الجمع بين السيليكون والجرمانيوم والأسلاك شبه الموصلة.
ماتياس بورغ، زيوريخ: “ نضع رقاقة السيليكون في هذا المفاعل/المولد ، وبعد ذلك نزرع ألأسلاك في رقاقة السيليكون، باستخدام هذا الهيكل، بالجمع بين هاتين المادتين نتمكن من الحصول على نوع جديد من الترانزستور لتحقيق عملية انخفاض استخدام الطاقة مع الحفاظ على نفس سرعة الترانزستورات الحديثة. “
الهدف هو تقليل استهلاك طاقة الكمبيوتر بنسبة 90٪، وإلى الصفر تقريبا في حالة عدم استخدامه. بفضل هذه الكفاءة، لم تعد هناك حاجة الى شحن العديد من الأجهزة .
أدريان يونيسكو، منسق المشروع: “من النتائج المثيرة للاهتمام في هذه التقنية هو امكانية الجمع بين الالكترونيات التي تستهلك القليل من الطاقة مع ركائز مرنة وجامعي الطاقة . هذا يمكن أن يؤدي إلى نوع النظام المستقل القادر على انتاج تطبيقات جديدة تستخدم في الحياة اليومية. كائن ذكي في بيئتنا قادر على انجاز الكثير من الوظائف من أجل حياة أفضل، وتحسين التفاعل مع بيئتنا “.
البحوث مستمرة لكن من الصعب معرفة تاريخ ولادة الجيل القادم من الترانزستورات. بعض العلماء يتوقعون ولادتها بعد 15 الى 20 عاما.
هذا الموضوع قابل للنسخ .. يمكنك نسخ أى رابط من تلك الروابط الثلاثة ولصقه بصفحاتك على المواقع الإجتماعية أو بموقعك
URL: HTML link code: BB (forum) link code:
