एक हुशार, हरित उर्जा भविष्य अनलॉक करणे

जेव्हा आपण नूतनीकरणयोग्य उर्जेचा विचार करतो, तेव्हा आपण बर्‍याचदा सूर्यप्रकाशात चमकत असलेल्या सौर पॅनल्स किंवा पवन टर्बाइन्समध्ये फिरत असलेल्या गोष्टींचा विचार करतो. हे सामान्यत: स्वच्छ शक्तीच्या भविष्याचे प्रतिनिधित्व करतात. तथापि, आम्ही अधिक हिरव्या पिढी तयार करीत असताना, तरीही ती उर्जा कशी वितरित करावी, कधी आणि कोठे आवश्यक आहे, विश्वासार्ह आणि परवडणारे हे आम्हाला आव्हान दिले जाते.

येथे वापर येतो कृत्रिम बुद्धिमत्तेसह स्मार्ट ग्रीड्स (एआय) उर्जा वापराचे परीक्षण, अंदाज, समायोजित करणे आणि अनुकूलित करणार्‍या अदृश्य प्रणालींचे समर्थन करणे जेणेकरून हिरवी ऊर्जा केवळ अस्तित्त्वात नाही तर आपल्या दैनंदिन जीवनात सहजतेने वाहते.

हा लेख स्मार्ट ग्रीड्स काय आहेत, एआय त्यांची क्षमता कशी वाढवते, 2025 मध्ये हे महत्त्वाचे का आहे, जेथे ते आधीपासूनच वापरात आहेत आणि कोणत्या आव्हानांवर लक्ष देणे आवश्यक आहे हे शोधून काढले आहे.

स्मार्ट ग्रीड्स म्हणजे काय?

स्मार्ट ग्रीड पोल आणि तारांपेक्षा बरेच काही आहे. हे एक बुद्धिमान वीज वितरण नेटवर्क आहे जे रीअल-टाइम निर्णय घेण्यासाठी डेटा, सेन्सर आणि ऑटोमेशनचा वापर करते. याचा विचार करा: वापरकर्त्याची वीज सहयोगी भागीदाराप्रमाणे वागते. समजा सौर पॅनेल्स आवश्यकतेपेक्षा जास्त वीज निर्मिती करीत आहेत आणि/किंवा एखाद्या समुदायाची मागणी अनपेक्षितपणे वाढते किंवा वादळामुळे बाहेर पडणार आहे. अशा परिस्थितीत, इलेक्ट्रिक सिस्टम वीज निर्देशित करून, वीज संचयित करून आणि/किंवा कचरा कमी करण्यासाठी लोड बदलून प्रतिसाद देईल.

या सर्वांच्या मध्यभागी स्मार्ट ग्रीड्समध्ये एआय आहे. एआय या प्रणालीचा मेंदू असेल.

• पूर्वानुमान विजेची मागणी
• अपयशापूर्वी दोष शोधणे
• नूतनीकरणयोग्य पुरवठा आणि मागणी संतुलित करणे
• बॅटरी आणि स्टोरेज व्यवस्थापित करणे
• डायनॅमिक अंतर्दृष्टीसह ग्राहकांच्या वर्तनाचे मार्गदर्शन

हे भविष्यासाठी दृष्टिकोन नाही; आपण या पुस्तकात कदाचित पहाल की ते आधीच काही ठिकाणी घडत आहेत आणि वेगाने वाढत आहेत.

2025 मध्ये एआय आणि स्मार्ट ग्रीड्स अधिक महत्त्वाचे का आहेत

देश नूतनीकरण करण्याकडे स्विच करीत असलेल्या वेग वेगात आहे. ? पुढील दशकात बर्‍याच राष्ट्रांनी –०-–०% नूतनीकरणयोग्य वीजला लक्ष्य केले आहे. परंतु सौर आणि पवन ऊर्जा संभाव्यत: मधूनमधून आहे, कधीकधी अनिश्चितपणे (ढग आणि रात्रीच्या वेळेमुळे किंवा वा wind ्याच्या अभावामुळे). चांगल्या यंत्रणेशिवाय, अप्रत्याशिततेमुळे वीज कपात (आणि ब्लॅकआउट्स), उर्जा कमी होणे किंवा जीवाश्म इंधनांचा वापर करून बॅकअप क्षमतेचे महागड्या ओव्हरबिल्डिंग होऊ शकते.

स्मार्ट ग्रीड्स मधील एआय हे सोडवते:

• आउटजेस टाळण्यासाठी अंदाज सुधारणे
• जीवाश्म बॅकअपवर अवलंबून राहणे
• पायाभूत सुविधांचे महागड्या ओव्हरबिल्डिंग टाळणे
• कार्बन उत्सर्जन कमी करणे
• कमी किंमतीत अधिक स्थिर उर्जा वितरित करणे

एआय हे अडथळे गुळगुळीत करू शकते. चांगल्या अंदाजानुसार (उदाहरणार्थ, मागणीचे नमुने किंवा नूतनीकरण कसे तयार करतात), आम्ही उर्जा कमी होऊ शकतो; जेव्हा मागणी पूर्ण केली जात नाही तेव्हा जीवाश्म-इंधन बॅक-अपवर जास्त अवलंबून राहण्यास प्रतिबंध करा; पायाभूत सुविधांच्या ओव्हरबिल्डिंगला प्रतिबंधित करा; आणि खर्च कमी करा, अधिक स्थिर सेवा प्रदान करा आणि कार्बन उत्सर्जन अधिक चांगले व्यवस्थापित करा.

शेवटी आणि सर्वात महत्त्वाचे म्हणजे ग्रीड आधुनिकीकरण केवळ हवामानासाठीच नव्हे तर लोकांसाठी देखील महत्त्वाचे आहे: हे स्थिर शक्ती प्रदान करते, जे चांगल्या जीवनात योगदान देते, व्यत्यय कमी करते आणि ब्लॅकआउटचे तास कमी करते, विशेषत: ज्या ठिकाणी पायाभूत सुविधा आधीच ताणली गेली आहे.

स्मार्ट ग्रीड्समधील एआय खरोखर काय करते

एआय स्मार्ट ग्रीड्स हुशार कसे बनवते याची मुख्य कार्ये आणि वास्तविक-जगातील उदाहरणे येथे आहेत:

भविष्यवाणीची मागणी अंदाज आणि लोड बॅलेंसिंग

एआय मॉडेल्स मागील वापराचे नमुने, हवामानाची परिस्थिती, सुट्टीचे वेळापत्रक आणि अगदी सामाजिक कार्यक्रम (जसे की लोकांच्या हालचाली) कोणत्याही तास, दिवस किंवा आठवड्यात आगामी विजेच्या गरजेचा अंदाज लावण्यासाठी वापरतात. हे पिढी व्यवस्थापित करण्यात, देखभाल शेड्यूलिंग आणि अति-व्युत्पन्न वीज गरजा यांच्यात संतुलन सुनिश्चित करण्यात उपयुक्तता मदत करते.

एका कागदावर “स्मार्ट ग्रिडमधील अल्प-मुदतीच्या उर्जेची मागणी” या शीर्षकात, लेखकांनी अमेरिकेतील अनेक युटिलिटींमधील डेटाचा वापर करून उर्जा मागणीचा अंदाज लावण्यासाठी डीप लर्निंग (लाँग-शॉर्ट टर्म मेमरी नेटवर्क) वापरला, अंदाजे एक सरासरी परिपूर्ण त्रुटी प्राप्त केली. 1.4%. या सुस्पष्टतेसह, ग्रीड्स अधिक पद्धतशीर मार्गाने ग्रीडमध्ये उर्जेचे नूतनीकरणयोग्य स्त्रोत अधिक चांगल्या प्रकारे समाकलित करण्यास सक्षम असतील.

नूतनीकरणयोग्य एकत्रीकरण आणि ग्रीन आउटपुटचे अंदाज

सौर आणि वारा पिढी दोन्ही हवामानाच्या परिस्थितीवर जास्त अवलंबून असल्याने, एआयचा वापर किती शक्ती निर्माण होईल याचा अंदाज लावण्यासाठी केला जातो. हे ग्रीडला बॅटरी स्टोरेज आणि पाठविण्याच्या बॅकअप पॉवरबद्दल माहितीपूर्ण निर्णय घेण्यास अनुमती देते, तसेच उच्च पिढीच्या अंतराने मागणी (किंमती किंवा प्रोत्साहनांसह) कमी करण्याची क्षमता. उदाहरणार्थ, एसएपी इंडिया स्पष्ट करते की स्मार्ट ग्रीड्स उच्च पिढीच्या कालावधीत (उदा. सौर मिड डे) आणि कमी संसाधन कालावधीत उर्जा पाठविण्यासाठी जास्त ऊर्जा साठवण्यासाठी सेन्सर आणि एआय दोन्हीचा उपयोग कसा करू शकतात, ज्यामुळे ग्रीडची लवचिकता वाढते.

उर्जा संचयनाचे अनुकूलन

नूतनीकरणयोग्य उर्जेचा वापर स्टोरेजवर अवलंबून असतो कारण जेव्हा सूर्य चमकतो किंवा वारा वाहतो तेव्हा बर्‍याचदा उर्जेची अतिरिक्तता असते आणि जेव्हा ते नसतात तेव्हा वीज ग्रीडला अजूनही शक्तीची आवश्यकता असते. एआय बॅटरीने उर्जा केव्हा साठवावी हे ठरविण्यात मदत करू शकते आणि जेव्हा ती आपली साठवलेली उर्जा परत इलेक्ट्रिक ग्रीडमध्ये सोडते.

एआय स्टोरेज मालमत्ता अधोगती, बॅटरी देखभाल योजना आखू शकते आणि वापर ऑप्टिमाइझ करू शकते. उदाहरणार्थ, 10,000 पेक्षा जास्त सौर पॅनेल ऑप्टिमाइझ केलेल्या एका स्मार्ट ग्रीड प्रकरणात असे दिसून आले आहे की एआयएस उत्पादन कार्यक्षमता (अंदाजे 30 टक्के) सुधारू शकते आणि रिअल-टाइममध्ये कामगिरीचे सतत विश्लेषण करून देखभाल (अंदाजे 40 टक्के) कमी करू शकते.

फॉल्ट शोध, देखभाल आणि विश्वासार्हता

एआय रिअल-टाइममध्ये उपकरणांच्या आरोग्यावर लक्ष ठेवू शकते: ट्रान्सफॉर्मर्स, ओळी आणि इन्व्हर्टर. अपयशाची प्रतीक्षा करण्याऐवजी ते विसंगती (जसे की तापमान, कंप आणि व्होल्टेज चढउतार) शोधते आणि देखभाल करण्यास ट्रिगर करते. हे डाउनटाइमचा कालावधी कमी करते आणि सिस्टमला ब्लॅकआउट्स अनुभवण्यापासून प्रतिबंधित करते. जरी मायक्रोग्रिड्समध्ये (लहान स्थानिक ग्रीड्स जे बहुतेक वेळा अंशतः नूतनीकरणयोग्य असतात), एआय हल्ल्याच्या अंतर्गत मजबूत अल्गोरिदम आणि रिअल-टाइम वारंवारता स्थिरता राखण्यास मदत करण्यासाठी बदलू शकतो. उदाहरणार्थ, एनआयटी राउर्केलाच्या संशोधकांनी मायक्रोग्रिड्ससाठी अल्गोरिदम विकसित केला आहे जो डेटा छेडछाड किंवा उर्जा साठवणुकीत बदल घडत असतानाही रिअल-टाइममध्ये वारंवारता राखतो.

मागणी-बाजूचे व्यवस्थापन आणि ग्राहक गुंतवणूकी

स्मार्ट मीटर, अ‍ॅप्स आणि डायनॅमिक किंमती ग्राहकांना सक्रिय सहभागी होऊ देतात. जर एआय दर्शविते की वीज अधिक महाग आहे किंवा विशिष्ट तासांवर ग्रीड ताणतणाव आहे, तर ग्राहक वापर बदलू शकतात (उदा. रात्री वॉशिंग मशीन किंवा रात्रीची घरे चालवा). ही पीक मागणी सपाट करते, जी अप्रकाशित झाल्यावर महागड्या किंवा प्रदूषण करणार्‍या बॅकअप वनस्पतींवर अवलंबून असते.

याव्यतिरिक्त, स्मार्ट ग्रीड्समधील एआय सिस्टम युटिलिटीजना प्रोत्साहन केव्हा ऑफर करावे किंवा मागणी प्रतिसादाची अंमलबजावणी करायची हे निर्धारित करण्यास सक्षम करते, जसे की कमी दराच्या बदल्यात तात्पुरते वापर कमी करणे, भार कमी करणे किंवा ब्लॅकआउट्स प्रतिबंधित करणे.

आव्हाने, व्यापार-बंद आणि अद्याप काय आवश्यक आहे

तंत्रज्ञानाचा विचार केला तर कोणतीही जादू नाही आणि एआय-प्रेरित स्मार्ट ग्रीड्सनाही त्यांच्या आव्हानांचा सामना करावा लागतो. सर्वात महत्त्वाचे आव्हान म्हणजे डेटा गुणवत्ता आणि उपलब्धता. एआयला वेळेवर डेटा आवश्यक आहे जो अचूक आहे, परंतु बर्‍याच ठिकाणी, सेन्सर आणि मीटर एकतर गहाळ आहेत, अप्रचलित आहेत किंवा कनेक्ट केलेले नाहीत. जर डेटा विश्वसनीय नसेल तर सिस्टम यापुढे अंदाज आणि ऑप्टिमायझेशन वितरीत करू शकत नाही.

आणखी एक आव्हान म्हणजे पॉवर ग्रीड्सची गुंतागुंत, जी बर्‍याचदा जुने ग्रीड्स असतात जी डिजिटल मॉनिटरिंगच्या लक्षात ठेवून डिझाइन केल्या नाहीत, विशेषत: विकसनशील देशांमध्ये. रिट्रोफिट म्हणून नवीन सेन्सर आणि स्मार्ट तंत्रज्ञान स्थापित करणे म्हणजे उच्च किंमत आणि जटिलता. जरी डिजिटल अपग्रेड्स उद्भवली तरीही उर्जा संचयन महाग राहते. नूतनीकरण करण्यायोग्य संतुलित करण्यासाठी स्टोरेज गंभीर आहे, परंतु ग्रीडमध्ये मोठ्या प्रमाणात तैनातीस मोठ्या गुंतवणूकीची आवश्यकता आहे, जरी एआयने त्याचा वापर पूर्णपणे अनुकूलित केला तरीही.

नियामक मानक आणि इंटरऑपरेबिलिटी इश्यू देखील कारभाराच्या आव्हानांच्या दुसर्‍या थरासाठी बनवतात. ग्रीडचे वेगवेगळे भाग- निर्मिती, प्रसारण आणि वितरण- वारंवार वेगवेगळ्या संस्थांद्वारे व्यवस्थापित केले जातात. या सिलो ओलांडून प्रभावी एआय-आधारित निर्णय घेण्यास संरेखित नियम, डेटा सामायिक करण्यासाठी एक सामान्य मानक आणि सायबरसुरिटी फ्रेमवर्क सुरक्षित करणे आवश्यक आहे. परंतु अधिक कनेक्टिव्हिटी आणि ऑटोमेशन सायबरॅटॅकमधून असुरक्षिततेची शक्यता वाढवते; म्हणून, लवचीकता सुनिश्चित करणे हे एक प्राधान्य आहे.

शेवटी, मानवी आणि सामाजिक घटक महत्त्वपूर्ण आहेत. जेव्हा सक्रिय ग्राहक असतात तेव्हा स्मार्ट ग्रीड्स सर्वात प्रभावीपणे कार्य करण्यासाठी डिझाइन केले जातात, जेव्हा ते ग्राहक गतिशील किंमतीच्या सिग्नलवर विश्वास ठेवतात, त्यांच्या विजेचा वापर करण्यास प्रवृत्त करतात आणि त्यांच्या घरात नवीन तंत्रज्ञान स्वीकारतात. तथापि, विजेची किंमत सामान्यत: बर्‍याच प्रदेशांमध्ये निश्चित केली जाते आणि ग्राहकांचे वर्तन बदलण्यास धीमे होते, व्यवस्थापन साधन म्हणून एआयच्या क्षमता आणि फायदे यावर पूर्णपणे भांडवल करण्याची क्षमता प्रतिबंधित करते.

निष्कर्ष

एआय-पॉवर स्मार्ट ग्रीड्स वास्तविक आणि व्यावहारिक मार्गाने हिरव्या संक्रमणात बदलत आहेत. ते केवळ नूतनीकरणयोग्य क्षमता वापरुन हे अंतर भरतात: परिवर्तनशीलता, अप्रत्याशितता आणि अकार्यक्षमता. ते केवळ हिरव्यागारच नव्हे तर उपयुक्तता, ग्राहकांसाठी आणि ग्रहासाठी अधिक लवचिक आणि अधिक सुलभ आणि अधिक लवचिक आणि अधिक सुविधा बनवतात.

भविष्यात, आपले ध्येय परिपूर्ण तंत्रज्ञान विकसित करणे हे असू नये; हे हेतुपुरस्सर डिझाइन विकसित करणे आवश्यक आहे. लोक ऐकतात, जुळवून घेतात, संरक्षण करतात आणि गुंतवतात अशा डिझाइन. एकदा आपण या मार्गाने विचार करण्यास सुरवात केली की स्मार्ट ग्रीड्स आणि एआय आपल्याला अशा जगात घेऊन जाऊ शकतात जिथे स्वच्छ उर्जा केवळ उज्ज्वल किंवा चमकदार नसते, परंतु ती सातत्याने आणि दयाळूपणे दररोजच्या जीवनात जाते.