Impianti fotovoltaici e intelligenza artificiale: un futuro potenzialmente interessante per tutti
Negli ultimi mesi e anni l’attenzione verso l’intelligenza artificiale (AI) è aumentata che sembra quasi impossibile pensare a un futuro senza di essa.
Stiamo assistendo a un rapidissimo sviluppo di questa tecnologia e una sua grande applicazione in differenti settori, anche molto diversi tra loro.
Quello del fotovoltaico non è da meno.
Oggi, ma ancor di più nell’imminente futuro, l’intelligenza artificiale si rivelerà come una preziosa alleata per migliorare il funzionamento e ottimizzare l’efficienza degli impianti fotovoltaici.
Questo perché gli impianti fotovoltaici presentano diverse difficoltà nella loro gestione e l’intelligenza artificiale, in modo particolare il cosiddetto Machine Learning si rileva estremamente efficace per ridurre tali criticità aumentando la capacità produttiva degli impianti e, di conseguenza, la loro convenienza riducendo i tempi di ammortamento.
- Indice articolo
- Il fotovoltaico oggi
- Che cos’è l’Intelligenza Artificiale?
- Applicazione dell’IA negli Impianti Fotovoltaici
- Casi studio e esempi di successo
- Vantaggi dell’IA negli impianti fotovoltaici
- Sfide e limiti dell’IA negli impianti fotovoltaici
- Il futuro degli impianti fotovoltaici e dell’IA
- Conclusioni finali
Il fotovoltaico oggi
La tecnologia del fotovoltaico ha ormai diversi decenni sulle spalle essendo stata scoperta nel 1839 e da quel momento ha conosciuto uno sviluppo che è ancora oggi in grande espansione.
In Italia i primi impianti sono comparsi alla fine degli anni Settanta per poi conoscere una rapida diffusione.
Oltre alla crescita del numero di impianti fotovoltaici attivi è aumentata l’efficienza dei pannelli fotovoltaici che hanno assistito a diverse evoluzioni tecnologiche.
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Innanzitutto è aumentata la potenza e la relativa capacità di produrre energia, così come la possibilità di prevedere l’installazione delle celle fotovoltaiche anche su superfici e in ambienti fino a qualche anno fa preclusi.
È il caso delle serre fotovoltaiche, delle tende fotovoltaiche e dei serramenti fotovoltaici senza dimenticare come si sono sviluppate tecnologie in grado di migliorare la resa dell’impianto fotovoltaico.
Questa costante evoluzione tecnologica è giustificata dalla consapevolezza di come il ricorso all’energia solare (attualmente la migliore tra quelle green) sia indispensabile per ridurre i tassi di inquinamento in un’epoca, come quella moderna, che non può prescindere dall’elettricità.
La capacità di produrre energia dai raggi del sole è una grande possibilità sia a livello residenziale che commerciale e industriale consentendo a tutti di risparmiare e di investire su una tecnologia che assicura indipendenza e tanti vantaggi.
È un tipo di energia pulita, non legata all’emissione nell’ambiente di CO2 o altre sostanze tossiche per la natura; ecco perché è una realtà sulla quale si sta costantemente investendo e innovando, anche facendo continui studi e ricerche per aprire e poi spalancare porte fino a oggi neanche immaginabili.
E il ricorso all’intelligenza artificiale per gli impianti fotovoltaici rientra proprio in questo processo di incessante miglioramento.
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Che cos’è l’Intelligenza Artificiale?
Per capire come l’intelligenza artificiale (AI) sia utile negli impianti fotovoltaici dobbiamo prima capire che cos’è questo particolare tipo di intelligenza.
Il Parlamento europeo la definisce come l’abilità di una macchina di mostrare capacità come il ragionamento, l’apprendimento, la pianificazione e la creatività tipicamente umane.
Superando le questioni teoriche ed etiche questo tipo di tecnologia consente, introducendo (non necessariamente manualmente, ma anche tramite sensori) nella macchina dei dati che l’AI elabora in modo di:
- capire l’ambiente nel quale si trovano;
- relazionarsi con ciò che percepisce;
- risolvere problemi;
- agire verso obiettivi specifici;
- adattare il proprio comportamento;
- analizzando gli effetti delle proprie azioni;
- lavorando in autonomia.
Per tutti questi motivi l’intelligenza artificiale è utilizzabile pressocché in qualsiasi tipo di ambiente e realtà.
Dagli acquisti alle ricerche online passando per gli assistenti digitali, i sistemi di sicurezza alla guida delle auto, i sistemi di traduzione automatica, quelli di domotica, la cyber sicurezza, la diagnosi di condizioni di salute, la scrittura di contenuti, i trasporti e tutti gli step delle filiere agricole, alimentari e industriali.
Una tecnologia di questo tipo interessa tutti i settori assicurando loro diversi vantaggi.
Innanzitutto velocizzando e semplificando lo svolgimento di attività di routine.
Parallelamente c’è da considerare come l’AI non commetta errori (o ne fa meno rispetto alle azioni umane) e sia accessibile a tutti, oltre che essere indipendente.
Questi elementi si convertono in un maggior risparmio economico e un’ottimizzazione di tutti i processi interessati.
Il settore dell’energia rinnovabile è uno di quelli che più beneficia dell’integrazione dell’intelligenza artificiale perché consente di, basandoci su approcci fisici e statistici, di esaltare le potenzialità del fotovoltaico, riducendo i rischi e gli errori in tutte le condizioni.
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Applicazione dell’IA negli Impianti Fotovoltaici
L’intelligenza artificiale (IA) nel settore fotovoltaico ha tre applicazioni fondamentali che rispondono alle principali criticità nella gestione di questi impianti:
- Manutenzione: L’IA introduce sistemi di monitoraggio dei guasti e di manutenzione predittiva, riducendo i tempi e i costi di manutenzione e migliorando l’efficienza dell’impianto.
- Perdite di Efficienza: Grazie agli algoritmi e all’analisi dei dati, il sistema di IA confronta l’efficienza dei vari pannelli. In base all’irraggiamento che ricevono, l’IA riesce a individuare per tempo eventuali anomalie e condizioni che ne compromettono l’efficienza.
- Predizione della Produttività: L’IA analizza variabili quali l’umidità relativa, la temperatura dell’aria, il valore medio delle radiazioni, la nuvolosità e la potenza di uscita del pannello per ottimizzare la produzione di energia elettrica.
- Miglioramento delle Prestazioni: Gli impianti fotovoltaici possono sfruttare l’IA per migliorare le loro prestazioni generali.
- Affidabilità: La manutenzione predittiva e il monitoraggio dei guasti aiutano a garantire che gli impianti fotovoltaici rimangano affidabili nel tempo.
- Sostenibilità: Con la predizione della produttività e l’ottimizzazione dell’efficienza, gli impianti fotovoltaici possono produrre più energia pulita e rinnovabile.
Queste applicazioni fanno uso del machine learning, una tecnologia che addestra i computer a migliorare con l’esperienza e con i dati acquisiti, anziché tramite procedure precodificate.
Con l’IA, possiamo aspettarci il seguente:
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Casi studio e esempi di successo
Un caso di studio molto interessante è quello condotto in Australia da un gruppo di ricercatori della RMIT University che ha elaborato un programma di machine learning innovativo per incrementare la resa dell’impianto fotovoltaico.
Questo programma, infatti, è in grado di prevedere l’efficienza di conversione dell’irraggiamento solare dei materiali utilizzati nelle celle fotovoltaiche.
Questo anche nella prospettiva di trovare nuovi semiconduttori che possano sostituire il silicio cristallino.
L’idea, suggestiva, è quella di trovare materiali anche non ancora esistenti ma che possano essere progettati teoricamente.
Un’altra realtà particolarmente affascinante è quella del MARTA, l’acronimo che sta per Monitoraggio e gestione Avanzata in Rete di Impianti Fotovoltaici sviluppato in Italia da ENEA e Tea Tek.
Si tratta dello sviluppo di una piattaforma informatica flessibile e scalabile per il monitoraggio e la gestione di impianti fotovoltaici che consente, tramite innovativi algoritmi, di assicurare la massima produzione energetica evitando le perdite che attualmente possono superare ance il 40%.
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Vantaggi dell’IA negli impianti fotovoltaici
Come abbiamo accennato l’uso dell’intelligenza artificiale negli impianti fotovoltaici è legata a diversi vantaggi.
Innanzitutto l’aumento dell’efficienza energetica con la riduzione delle perdite, massimizzando le potenzialità produttive dei singoli pannelli.
Ma ci sono poi vantaggi legati alla riduzione dei costi di manutenzione e alla previsione di quelli che potrebbero essere i guasti, andando quindi a intervenire per tempo riducendo i costi e i tempi legati alla riparazione di un impianto malfunzionante.
Articolo di approfondimento: Manutenzione impianto fotovoltaico
Senza dimenticare come, anche grazie all’utilizzo di diversi sensori, l’AI permette di basarsi su previsioni meteorologiche sempre più precise capaci di ottenere una pianificazione ottimale dell’utilizzo dell’energia prodotta.
Il tutto con un netto abbattimento dei costi e una migliore gestione delle risorse.
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Sfide e limiti dell’IA negli impianti fotovoltaici
Come tutte le tecnologie anche l’intelligenza artificiale presenta dei limiti e dei rischi.
Anche per quel che riguarda gli impianti fotovoltaici ci sono significative difficoltà tecniche e infrastrutturali con le quali attualmente si deve confrontare.
Prima di arrivare a sfruttare completamente tutte le potenzialità dell’AI bisognerà attendere diversi anni (e decenni) in modo da poter adeguare le infrastrutture, ammesso che questo sarà sempre possibile.
Ci sono poi problemi legati alla sicurezza dei dati e alla privacy, un aspetto non secondario dell’integrazione di tutti i modelli e i sistemi di intelligenza con il quale bisognerà confrontarsi anche e soprattutto a livello legislativo prevedendo soluzioni in grado di garantire la tutela della privacy senza che questo comprometta l’efficienza e le potenzialità di questi sistemi.
Un processo che, oltre a essere estremamente complicato, può risultare difficile e richiedere molto tempo.
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Il futuro degli impianti fotovoltaici e dell’IA
Il futuro vedrà il settore del fotovoltaico e quello dell’IA procedere parallelamente con l’intelligenza artificiale che potrà trainare e introdurre diverse innovazioni.
Oltre a quelle menzionate nei casi di studio l’AI si rivela in grado di sperimentare soluzioni per il miglioramento delle tecnologie in grado di produrre energia dai raggi solari, trovare nuovi materiali e sviluppare soluzioni che attualmente non sono prevedibili o che se lo sono non possono essere realizzate o che per farlo ci vorrebbero molti anni.
Tra i vantaggi dell’intelligenza artificiale c’è sicuramente la capacità di accelerare e prevedere scenari futuri senza richiedere (con implicazioni di tempi e costi) di sperimentarli prima fisicamente.
In questo senso l’intelligenza artificiale potrebbe trasformare completamente il futuro dell’energia solare e dell’energia rinnovabile in genere, andando a individuare possibilità innovative e suggerendo soluzioni sempre migliori generando un circolo virtuoso di miglioramento delle prestazioni e riduzione dei rischi, dei costi e delle perdite con grandissimi vantaggi per le famiglie, le imprese, gli Stati e l’ambiente.
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Conclusioni finali
Non possiamo più ignorare le possibilità che l’intelligenza artificiale è in grado di assicurare.
Questo in tutti i settori, fotovoltaico compreso.
Si tratta di una realtà che, ovviamente, presenta dei limiti e dei rischi, ma che assicura anche potenzialità e vantaggi altrimenti impensabili.
Il futuro del settore energetico passa inevitabilmente da qui, innovando sia dal punto di vista teorico che pratico le tecnologie che consentono di produrre energia sfruttando i raggi del sole.
Un futuro che è appena iniziato e che con il passare degli anni ci riserverà gli aspetti migliori.
Per questo motivo sarà interessante e doveroso continuare a riflettere e seguire l’evoluzione dell’IA nell’industria fotovoltaica, sapendo riconoscere i limiti e i rischi e accogliendo tutti i vantaggi e le opportunità che solo una tecnologia di questo tipo è in grado di assicurare.
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Riferimenti e Ulteriori Letture
Redazione
Questo blog è gestito da Michele Sorrentino, un appassionato del settore energetico rinnovabile che ha dedicato più di un decennio della sua vita professionale a divulgare l’importanza e il potenziale delle energie rinnovabili.
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