Bạn có tin rằng một ngày nào đó, ngành năng lượng sẽ vận hành trên các mô hình kinh doanh nền kinh tế chia sẻ và thuê bao không? Sự chuyển đổi này đã bắt đầu, nhờ vào những phát triển đáng kể trong năng lượng tái tạo và các công nghệ đột phá đang hoàn thiện như IoT và AI.
Theo Báo cáo Hiện trạng Toàn cầu về Năng lượng tái tạo 2019 của REN21, năng lượng tái tạo sẽ trở thành nguồn sản xuất điện chính trên toàn thế giới. Công suất lắp đặt cho năng lượng tái tạo đã đạt 1.246 GW và hiện chiếm 26% tổng năng lượng được tạo ra trên toàn cầu.
Bằng cách tận dụng IoT, AI và blockchain, năng lượng tái tạo đang tái tạo lại lưới điện thông thường, thúc đẩy năng lượng tái tạo trở thành nguồn điện chính của thế giới.
IoT tạo ra các mô hình kinh doanh mới, linh hoạt cho các nhà cung cấp và người tiêu dùng
Trong những năm 1990, Australia bắt đầu thúc đẩy tự do hóa năng lượng. Ngày nay, nhờ những tiến bộ trong IoT năng lượng, người tiêu dùng Úc có thể chọn nhà cung cấp điện cho riêng mình. Quyền tự do này cho phép hợp đồng cung cấp năng lượng linh hoạt hơn giữa nhà cung cấp điện và người tiêu dùng, đồng thời tạo ra các mô hình kinh doanh mới như gói và đăng ký năng lượng.
Ví dụ, nhà bán lẻ năng lượng xanh trực tuyến của Úc Powershop sử dụng đồng hồ thông minh với kết nối IoT di động, cho phép kiểm tra đồng hồ bất cứ lúc nào. Điều này cho phép Powershop thu thập dữ liệu để xác định các kiểu sử dụng và điều chỉnh tỷ lệ dựa trên giờ cao điểm. Khách hàng có thể theo dõi việc sử dụng điện trong thời gian thực thông qua ứng dụng dành cho thiết bị di động, giúp họ hiểu rõ hơn về nhu cầu và mức sử dụng điện của mình.
Dựa trên nhu cầu của họ, họ có thể chọn mua các gói năng lượng do Powershop cung cấp với mức chiết khấu khi mua điện trước hoặc để giảm mức sử dụng năng lượng trong giờ cao điểm và đáp ứng các yêu cầu tiết kiệm năng lượng nhất định. Vì đồng hồ thông minh có thể theo dõi việc sử dụng năng lượng ngay lập tức và chính xác, Powershop cũng có thể cung cấp cho khách hàng các loại gói khác,
Nhà máy điện ảo do AI hỗ trợ cho phép lưu trữ và phân phối năng lượng thông minh
Sau thảm họa hạt nhân Fukushima Daiichi năm 2011, Nhật Bản bắt đầu tích cực khuyến khích phát triển năng lượng tái tạo. Từ năm 2003 đến 2012, Nhật Bản có tốc độ tăng trưởng năng lượng tái tạo trung bình thấp 5-9%. Nhưng sau năm 2012, Nhật Bản đã trải qua thời kỳ bùng nổ năng lượng tái tạo và tốc độ tăng trưởng trung bình đạt 26%.
Khi có nhiều năng lượng tái tạo hơn, Công ty Điện lực Tokyo bắt đầu hợp tác với Hệ thống & Giải pháp Năng lượng Toshiba. Hai bên đã kết nối các nhà máy điện năng lượng tái tạo được phân bổ trên toàn quốc với hệ thống lưu trữ năng lượng được ứng dụng công nghệ IoT và AI.
Năm 2019, họ thành lập một nhà máy điện ảo ở Yokohama. Dựa trên dự báo thời tiết và việc sử dụng năng lượng trong quá khứ, AI được sử dụng để giúp quyết định thời điểm lưu trữ năng lượng dư thừa trong hệ thống lưu trữ. Khi nhu cầu sử dụng điện tăng lên, hệ thống có thể giải phóng điện năng được lưu trữ vào lưới điện thông minh. Điều này không chỉ cắt giảm việc mua năng lượng không tái tạo mà còn tạo thêm thu nhập bằng cách bán điện năng dư thừa.
Một ví dụ khác về việc kết hợp công nghệ thông minh với hệ thống lưu trữ năng lượng là bổ sung cho các nhà máy điện thông thường bằng năng lượng xanh và các nhà máy điện ảo. Khi các nhà máy điện thông thường phải đối mặt với nhu cầu sử dụng điện tăng lên, các nhà máy điện ảo có thể cung cấp nguồn năng lượng xanh được lưu trữ trong hệ thống lưu trữ điện.
Blockchain phá vỡ cách thức quan hệ với nhà cung cấp người mua thông thường
Lition Energie và LO3 Energy lần lượt là các công ty kinh doanh năng lượng mới thành lập ở Đức và Mỹ. Họ độc đáo ở chỗ họ đã tạo ra một nền tảng giao dịch và chuyển giao năng lượng đáng tin cậy dựa trên những ưu điểm chính của blockchain: phân quyền, minh bạch và bảo mật. Người tiêu dùng có thể chọn bỏ qua các bộ tổng hợp và thay vào đó mua năng lượng từ các nhà cung cấp xanh hơn hoặc hiệu quả hơn về chi phí.
Blockchain cho phép điều này bằng cách đơn giản hóa quy trình giao dịch và cung cấp khả năng truy xuất nguồn gốc và bảo mật giao dịch. Trong tương lai, người tiêu dùng thậm chí có thể thiết lập hợp đồng với các nhà cung cấp năng lượng nhỏ gần nhà của họ.
Mặc dù nhiều khả năng đang ở phía trước, thách thức hiện tại là năng lượng tái tạo vẫn dựa vào trợ cấp của chính phủ để giảm chi phí để duy trì khả năng cạnh tranh với các nhà cung cấp năng lượng truyền thống. Tại Đức, một trong những lý do chính khiến hóa đơn tiền điện tăng đáng kể trong vài năm qua là do việc bổ sung phụ phí năng lượng tái tạo: một khoản chi phí ban đầu được chính phủ trợ cấp để hỗ trợ phát triển năng lượng tái tạo.
Mặc dù sự thay đổi này đã nâng cao nhận thức của cộng đồng về sự cần thiết phải tiết kiệm năng lượng, nhưng hóa đơn tiền điện tăng lên dẫn đến chi phí cao hơn cho các hoạt động công nghiệp và cuộc sống hàng ngày. Giờ đây, bằng cách kết hợp các công nghệ thông minh hoàn thiện vào hoạt động của mình, các nhà cung cấp năng lượng tái tạo có thể có những cách thức mới để kết nối với cả những người tiêu dùng có ý thức về chi phí và sinh thái.
Các ứng dụng ngành Năng lượng sẽ bị ảnh hưởng bởi AI và Blockchain
Ứng dụng AI Dự đoán hiệu suất năng lượng
(AI) bao gồm mạng nơ-ron nhân tạo (ANN) đang đóng vai trò quan trọng trong việc dự đoán hiệu suất của hệ thống năng lượng mặt trời .
Mạng Nơ-ron nhân tạo, giống như các nơ-ron trong sinh học, được lập trình, các nút liên kết với nhau nhiều lớp như các nút vận hành tính toán, thu thập dữ liệu, học cách vận hành các tác vụ để giải quyết vấn đề và được sử dụng trong các lĩnh vực phân tích năng suất năng lượng mặt trời khác nhau.
ANN được sử dụng để đánh giá dòng năng lượng và hiệu suất của máy phát điện Năng lượng Mặt trời Tập trung (CSP) để dự đoán hiệu suất của máy tạo hơi nước năng lượng mặt trời với bộ thu tập trung. Các góc tới khác nhau và góc tới thông thường, rất khó thực hiện do kích thước của bộ thu và độ phức tạp của hình học parabol.
ANN được sử dụng để dự đoán góc bức xạ , cấu hình nhiệt độ cho các giai đoạn tăng nhiệt và góp phần tối ưu hóa việc khởi động máy phát điện và tăng sản lượng của hệ thống hàng năm.
Thách thức của ngành công nghiệp đô thị với ngày càng nhiều quốc gia đang lựa chọn các chính sách thông minh để cải thiện hiệu suất năng lượng của tòa nhà nhằm giảm chi phí và sự cố mất điện. Trí tuệ nhân tạo và Internet vạn vật (IoT) đang góp phần đạt được những mục tiêu này dễ dàng hơn.
Ứng dụng AI trong quản lý lưới điện
Các lưới điện hiện đại thu thập năng lượng từ nhiều nguồn năng lượng, bao gồm gió, mặt trời và than đá. Việc vận hành và quản lý hệ thống lưới điện lớn trở nên phức tạp hơn. Trí tuệ nhân tạo làm tăng hiệu quả và tính ổn định cho các nguồn năng lượng này thông qua khả năng của nó bằng cách xử lý các bộ dữ liệu lớn trong một khoảng thời gian ngắn. Điều này đã dẫn đến sự phát triển của các lưới điện thông minh , được thiết kế để xử lý nhiều nguồn năng lượng ( khí đối lưu và năng lượng tái tạo ) cùng một lúc một cách hiệu quả.
Ví dụ, Quản lý mạng điện chủ động (ANM) của Siemens, là một gói phần mềm dựa trên AI có chức năng tự vận hành lưới. Nó theo dõi sự tương tác của lưới điện với các tải năng lượng khác nhau, sau đó thay đổi lưới điện theo đó để tăng hiệu quả . Mặc dù trước đây được thực hiện với các điều chỉnh thủ công, ANM hiện đã làm cho lưới điện chủ động bằng cách tự động điều chỉnh các bộ phận của nó bất cứ khi nào có nhà sản xuất năng lượng mới.
Ứng dụng Blockchain trong năng lượng tái tạo: sử dụng Solar Coin
Trong Năng lượng được sản xuất, tiêu thụ và cấp vào lưới điện, công nghệ này có thể là cơ hội để thay đổi sự phân bố năng lượng của lưới điện.
SolarCoin đã đưa ra một mô hình mới của KWh được tạo ra (bởi chủ sở hữu của nhà máy điện mặt trời) và thưởng nó như một loại tiền mã hóa dựa trên blockchaine.
SolarCoin là một tài sản kỹ thuật số và tiền tệ dựa trên blockchain được thiết kế để thúc đẩy và khuyến khích việc chuyển sang các hệ thống năng lượng sạch. Đồng tiền mã hóa được tham chiếu về năng lượng nhằm mục đích thúc đẩy sản xuất năng lượng mặt trời toàn cầu theo cách này:
Trên thực tế 1 SolarCoin (SLR) = 1 MWh năng lượng mặt trời được sản xuất.
Ứng dụng Blockchain trong giao dịch năng lượng (sử dụng công nghệ P2P và AI)
Công nghệ Blockchain với hệ thống kế toán phân tán an toàn của nó là phương pháp ghi dữ liệu có thể là một ” sổ cái kỹ thuật số ” mới của các giao dịch, thỏa thuận và hợp đồng nền kinh tế. dữ liệu thông tin được đặt trong hàng nghìn máy tính trên khắp thế giới.
Verv là một ứng dụng năng lượng thông minh dựa trên Blockchain đang sử dụng AI và các thuật toán Machine Learning với công nghệ ngang hàng (P2P) để phân tích điện nhờ công nghệ đo sáng thông minh. Nền tảng này cho phép các Pro-sumers (những ngôi nhà tiêu thụ năng lượng được tạo ra từ việc lắp đặt năng lượng tái tạo của chính nó, thường là PV) theo dõi việc sản xuất và bán kWh điện dư thừa trong một giao dịch duy nhất.
Các thuật toán Machine Learning và Blockchain dưới nền tảng giao dịch năng lượng ngang hàng sẽ cho phép tăng cường các vi mạch được kết nối với nhau nhằm xử lý trực tiếp việc sản xuất năng lượng tái tạo để bán trực tiếp lượng dư thừa cho các nước láng giềng.