人工智能算法可為智能城市提供更高效的太陽能發(fā)電系統(tǒng)

　　通過分析控制太陽能電池和鋰離子電池之間電流的各種算法，科學(xué)家們確定了控制太陽能電網(wǎng)存儲(chǔ)的最佳算法類型。

　　目前存在大量的算法來幫助以最有利可圖的方式管理光伏電池和鋰離子電池之間的電流。它們有各種各樣的復(fù)雜性，并且有不同的計(jì)算能力需求。

　　“鋰離子電池是昂貴的組件，光伏發(fā)電廠的所有者必須支付大量的錢才能在發(fā)電廠安裝鋰離子電池，”該研究的主要作者、西班牙潘普洛納公共大學(xué)納瓦雷智能城市研究所的工程研究員 Alberto Berrueta 說，“管理算法是至關(guān)重要的，以保持電池的長使用壽命，最大限度地利用電池。”

　　為了了解哪種算法最能充分利用鋰離子電池，研究人員根據(jù)一年中 Navarre 大約 100 千瓦的中型太陽能電池陣列產(chǎn)生的電量開發(fā)了模型。他們關(guān)注的問題包括所需的計(jì)算需求、電價(jià)、電池壽命、電池成本以及電池充電和放電率。

　　研究人員研究了目前用于管理商用太陽能電池陣列電力的三個(gè)算法系列：動(dòng)態(tài)、二次和線性。動(dòng)態(tài)算法通過將復(fù)雜的順序優(yōu)化問題分解成幾個(gè)更簡單的子問題來解決這些問題。二次算法每個(gè)算法都涉及至少一個(gè)平方變量，通常用于計(jì)算面積、計(jì)算產(chǎn)品的利潤以及精確定位對(duì)象的速度和位置。線性算法中的每一個(gè)變量都不是平方的，并且具有最簡單的計(jì)算要求。

　　科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，動(dòng)態(tài)算法比其他兩類算法需要更多的計(jì)算能力;隨著變量數(shù)量的增加，它們的問題復(fù)雜度呈指數(shù)級(jí)增長。商用 PC 大概需要 10 秒鐘的時(shí)間來使用線性和二次算法計(jì)算太陽能電池和鋰離子電池之間的能量，而使用動(dòng)態(tài)算法則需要 42 分鐘。

　　線性算法的計(jì)算要求最低，但在精度方面受到影響。例如，他們的簡化模型并沒有說明電流如何降低電池壽命。總之，線性算法提供的平均利潤比最大可實(shí)現(xiàn)利潤低 20%。

　　研究人員得出的結(jié)論是，對(duì)于太陽能應(yīng)用來說，二次算法在精度和計(jì)算簡單性之間提供了最佳的權(quán)衡。二次算法的計(jì)算要求與線性算法大致相同，但實(shí)現(xiàn)的收益與所有電池尺寸的動(dòng)態(tài)算法相似。

　　研究人員得出的結(jié)論是，對(duì)于太陽能應(yīng)用來說，二次算法在精度和計(jì)算簡單性之間提供了最佳的權(quán)衡。二次算法的計(jì)算要求與線性算法大致相同，但實(shí)現(xiàn)的收益與所有電池尺寸的動(dòng)態(tài)算法相似。

　　Berrueta 說，未來，科學(xué)家們可以研究哪些管理算法最適合混合能源存儲(chǔ)系統(tǒng)。他補(bǔ)充說，未來的研究還可以調(diào)查哪些計(jì)算機(jī)模型最適合計(jì)算影響鋰離子電池壽命的所有因素，包括從電動(dòng)汽車上丟棄的電池，這些電池可能會(huì)在可再生能源工廠中找到第二生命。
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