
US DOE ให้ทุนวิจัยว่าปัญญาประดิษฐ์สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ได้อย่างไร
Case Western Reserve University ได้ประกาศเมื่อสัปดาห์ที่แล้วว่านักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์และผู้เชี่ยวชาญด้านเทคโนโลยีพลังงานกำลังร่วมมือกันเพื่อใช้ประโยชน์จากพลังการวินิจฉัยของปัญญาประดิษฐ์ (AI) เพื่อทำให้โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์มีประสิทธิภาพมากขึ้น
“ตอนนี้พลังงานแสงอาทิตย์เป็นรูปแบบไฟฟ้าที่ถูกที่สุดในโลก แต่ประสิทธิภาพของโรงไฟฟ้าจริงกำลังได้รับการวิเคราะห์ทีละตัว และนั่นก็เป็นไปไม่ได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับอุตสาหกรรมที่เติบโตอย่างรวดเร็ว” โรเจอร์ เฟรนช์ ผู้อำนวยการของ ศูนย์วิจัยความทนทานต่อแสงอาทิตย์และการขยายอายุการใช้งาน และศาสตราจารย์ด้านเซรามิกส์ของ Kyocera ภาควิชาวัสดุศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์ที่ Case School of Engineering “โครงการนี้จะช่วยให้เราเรียนรู้ว่าเราจะปรับปรุงจุดไหนเพื่อให้พลังงานแสงอาทิตย์มีประสิทธิภาพมากขึ้น”
งานนี้ได้รับทุนสนับสนุนจากกระทรวงพลังงานสหรัฐ (DOE) เป็นเวลา 3 ปีมูลค่า 750,000 ดอลลาร์ เป็นส่วนหนึ่งของโครงการริเริ่มด้านเทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์มูลค่า 130 ล้านดอลลาร์ที่ประกาศโดย DOE ในปี 2020 ซึ่งรวมถึง 7.3 ล้านดอลลาร์โดยเฉพาะสำหรับโซลูชันการเรียนรู้ด้วยเครื่องและ AI อื่น ๆ สำหรับการใช้งานพลังงานแสงอาทิตย์
ฝรั่งเศสและลอร่า บรัคแมน รองศาสตราจารย์ด้านการวิจัยด้านวัสดุศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์ เป็นผู้นำร่วมโครงการนี้
แมชชีนเลิร์นนิงและแชร์ข้อมูล
กล่าวโดยย่อ โครงการที่นำโดย Case Western Reserve มีเป้าหมายที่จะใช้คอมพิวเตอร์เพื่อวิเคราะห์ข้อมูลจากระบบ PV ที่อยู่ใกล้เคียงจำนวนมากได้ดีขึ้น เพื่อช่วยในการวัดประสิทธิภาพในระยะสั้นและระยะยาว
วิธีการเรียนรู้ด้วยเครื่องเหล่านี้จะถูกนำมาใช้เพื่อเอาชนะปัญหาด้านคุณภาพของข้อมูลซึ่งส่งผลต่อโรงงานแต่ละแห่ง ในการทำเช่นนั้น นักวิจัยกล่าวว่าพวกเขาจะใช้ “แบบจำลองโครงข่ายประสาทเทียมกราฟเชิงพื้นที่”
วิธีการ spatiotemporal นั้นหมายถึงการระบุว่าพืชทำงานแตกต่างกันอย่างไรในอวกาศ (พืชพลังงานแสงอาทิตย์ในภาคเหนือที่หนาวเย็นกับภาคใต้ที่ร้อนและแห้งเป็นต้น) และเวลา (พืชที่สร้างขึ้นเมื่อ 25 ปีที่แล้วด้วยเทคโนโลยีที่เก่ากว่ากับระบบที่สร้างขึ้นใหม่) และสร้างแบบจำลอง เพื่อปรับปรุงโรงงาน PV แต่ละแห่งในกลุ่มนั้น และระบบในอนาคต
“เนื่องจากเราไม่มีหุ่นยนต์ที่ไปเยี่ยมชมโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ทั้งหมดเพื่อดูข้อมูลและระบุรูปแบบความคล้ายคลึงกันระหว่างพฤติกรรมของพวกมัน เราจึงใช้ข้อมูลที่รวบรวมมาทั้งหมดเพื่อทำเสมือนว่าเราทำเช่นนั้น” เมห์เม็ต สมาชิกในทีมกล่าว Koyutürk ศาสตราจารย์ด้านวิทยาการคอมพิวเตอร์ของ Andrew R. Jennings
แต่ยังหมายถึงการประเมิน เปรียบเทียบ และเปรียบเทียบข้อมูลเฉพาะของแบรนด์ด้วย Bruckman กล่าว “บริษัทต่าง ๆ มีข้อมูลเกี่ยวกับเทคโนโลยีของพวกเขาในพื้นที่ของตน” บรัคแมนกล่าว “แต่จนถึงขณะนี้ เราไม่มีโอกาสได้รวบรวมและวิเคราะห์ข้อมูลทั้งหมดจากบริษัทที่หลากหลาย และพื้นที่”
สุดท้ายนี้ นักวิจัยและสมาชิกในทีม Yinghui Wu ผู้ช่วยศาสตราจารย์ในภาควิชาคอมพิวเตอร์และวิทยาศาสตร์ข้อมูล กล่าวว่างานนี้ไม่เพียงแต่ช่วยอุตสาหกรรมพลังงานแสงอาทิตย์เท่านั้น และในท้ายที่สุดคือผู้ใช้พลังงาน แต่ยังเป็นนักวิจัย AI อีกด้วย
“ทุกครั้งที่เราสร้างระบบใหม่เพื่อทำความเข้าใจข้อมูลใหม่จากโดเมนเฉพาะ มันช่วยให้เราเข้าใจวิทยาศาสตร์ของเราเอง” Wu ซึ่งเป็นผู้ร่วมวิจัยในโครงการที่ได้รับทุนสนับสนุนจากมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ เพื่อปรับปรุงความปลอดภัยทางไซเบอร์ของเครือข่ายคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่กล่าว “นั่นทำให้เราดีขึ้นในครั้งต่อไปเช่นกัน แม้ว่าจะไม่ใช่พลังงานแสงอาทิตย์ แต่เป็นอย่างอื่น”
ฝรั่งเศสกล่าวว่ากลุ่มนี้จะดำเนินการรวบรวมและวิเคราะห์ข้อมูลในปีนี้ จากนั้นจึงเริ่มจัดหา “แบบจำลองคอมพิวเตอร์ที่ได้รับการฝึกอบรมล่วงหน้า” ให้กับบริษัทพลังงานแสงอาทิตย์และโรงไฟฟ้าแต่ละแห่ง เพื่อประเมินวิธีปรับปรุงระบบของตนเอง
ความเป็นมา: โปรแกรม SETO 2020
พลังงานแสงอาทิตย์เทคโนโลยีสำนักงานปีงบประมาณในปี 2020 (Seto ในปี 2020) จุดมุ่งหมายของโปรแกรมการระดมทุนเพื่อสนับสนุนโครงการที่จะ“ปรับปรุง affordability ความน่าเชื่อถือและความคุ้มค่าของเทคโนโลยีเซลล์แสงอาทิตย์บนกริดแห่งชาติและการรับมือกับความท้าทายที่เกิดขึ้นใหม่ในอุตสาหกรรมพลังงานแสงอาทิตย์.”
มันให้เงินสนับสนุนโครงการต่าง ๆ ตั้งแต่ PV ระยะเริ่มต้นไปจนถึงพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์ รวมถึงการเน้นการบูรณาการเทคโนโลยีที่แตกต่างกันและลดต้นทุนในการติดตั้งระบบพลังงานแสงอาทิตย์
SETO ยังสนับสนุนให้ทีมโครงการสร้างความร่วมมือกับผู้เชี่ยวชาญ AI และตัวแทนในอุตสาหกรรม เช่น ผู้ดำเนินการหรือเจ้าของโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ สาธารณูปโภคไฟฟ้า ผู้ผลิตโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์ และอื่นๆ
ตัวอย่างเช่น ทีมงานของ Case Western Reserve จะทำงานร่วมกับ SunPower, Canadian Solar, C2 Energy Capital, Brookfield Renewable และ Sandia National Laboratories รวมถึงพันธมิตรรายอื่นๆ
เครดิตภาษี
โครงการกังหันลมนอกชายฝั่งที่ตั้งอยู่ในน่านน้ำสหรัฐฯ มีสิทธิ์ได้รับเครดิตภาษีการผลิต ( PTC ) หรือเครดิตภาษีการลงทุน ( ITC ) โดยทั่วไปแล้ว PTC จะใช้สำหรับโครงการพลังงานลมระดับสาธารณูปโภค และคำนวณสินเชื่อตามกิโลวัตต์-ชั่วโมงของไฟฟ้าที่ผลิตและขายในช่วง 10 ปีแรกของการผลิตไฟฟ้าจากโครงการ ITC เป็นเครดิตแบบครั้งเดียวที่มีอยู่ในปีที่โครงการเริ่มดำเนินการเชิงพาณิชย์ และคำนวณเป็นเปอร์เซ็นต์ของต้นทุนโครงการทั้งหมด ผู้เสียภาษีสามารถเลือกระบบเครดิตสำหรับโครงการใดโครงการหนึ่ง แต่โครงการไม่สามารถมีสิทธิ์ได้รับทั้งสองอย่าง เนื่องจากโครงการพลังงานลมนอกชายฝั่งนั้นใช้เงินทุนสูงมาก ITC จึงน่าจะมีความน่าสนใจมากกว่า PTC
ทั้ง PTC และ ITC อยู่ภายใต้ข้อกำหนดที่ค่อยเป็นค่อยไปสำหรับโครงการที่เริ่มก่อสร้างหลังปี 2560 และระบอบสินเชื่อทั้งสองระบบจะหมดอายุสำหรับโครงการที่ยังไม่ได้เริ่มก่อสร้างภายในสิ้นปี 2565 ซึ่งสะท้อนถึงการขยายเวลาสองปีล่าสุดที่ได้รับจากรัฐสภา โดยเฉพาะสำหรับโครงการกังหันลมนอกชายฝั่ง สภาคองเกรสขยายเวลา ITC (แต่ไม่ใช่ PTC) เป็นเวลาห้าปี (จนถึงปี 2025) และยกเลิกข้อกำหนดการเลิกใช้ ดังนั้น โครงการพลังงานลมนอกชายฝั่งที่เริ่มก่อสร้างภายในสิ้นปี 2568 จะยังคงมีสิทธิ์ได้รับ ITC ในอัตราก่อนเฟสดาวน์ 30%
เริ่มการก่อสร้าง
ภายใต้คำแนะนำของกรมสรรพากร ผู้เสียภาษีอาจระบุว่าการก่อสร้างได้เริ่มต้นขึ้นโดยผ่านการทำงานจริง (ซึ่งอาจเป็นงานนอกสถานที่) หรือโดยการจ่ายเงินหรือก่อให้เกิดอย่างน้อย 5% ของต้นทุนทั้งหมดของโครงการ โดยทั่วไปแล้วผู้เสียภาษีจะต้องพยายามอย่างต่อเนื่องเพื่อให้โครงการเสร็จสมบูรณ์ เนื่องจากผู้พัฒนาโครงการพลังงานลมนอกชายฝั่งของสหรัฐฯ ต้องเผชิญกับความล่าช้านานกว่าในการดำเนินโครงการให้แล้วเสร็จเนื่องจากปัญหาด้านลอจิสติกส์และการอนุญาตที่เข้มงวดยิ่งขึ้นและข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อม Internal Revenue Service ได้จัดเตรียมท่าจอดเรือที่ปลอดภัย 10 ปี (แทนที่จะเป็นระยะเวลาสี่ปีโดยทั่วไปที่ใช้กับบนบก โครงการพลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์) เพื่อดำเนินโครงการให้แล้วเสร็จหลังจากเริ่มการก่อสร้าง และล็อกอัตรา ITC โดยไม่ต้องแสดงความพยายามอย่างต่อเนื่องเพื่อให้แล้วเสร็จ
ความพร้อมของเครดิตภาษีมีความสำคัญในการดึงดูดเงินทุนของโครงการในรูปแบบของการจัดหาเงินทุน “ส่วนภาษี” จากนักลงทุนสถาบันขนาดใหญ่และองค์กรที่มีความสามารถในการใช้เครดิตภาษี ดังนั้นนักพัฒนาที่ไม่มีรายได้ที่ต้องเสียภาษีเพียงพอที่จะใช้เครดิตในปัจจุบันสามารถสร้างรายได้จากเครดิตได้ ฟาร์มกังหันลม Block Island ได้รับเงินทุนบางส่วนจากการลงทุนในหุ้นภาษีโดย GE และ Citi เนื่องจากผลตอบแทนทางเศรษฐกิจส่วนใหญ่จากโครงการพลังงานลมมาจากเครดิตภาษี การขยายเวลา 5 ปีของ ITC สำหรับลมนอกชายฝั่งและท่าเรือปลอดภัย 10 ปีจึงเป็นข่าวที่น่ายินดีสำหรับอุตสาหกรรม
มองไปข้างหน้า
แม้จะมีความท้าทายที่ยกมาข้างต้นและอื่น ๆ ที่ต้องเผชิญโดยอุตสาหกรรมลมนอกชายฝั่ง แต่ก็มีการมองโลกในแง่ดีที่สำคัญว่าอุตสาหกรรมจะขยายตัวอย่างมีนัยสำคัญในสหรัฐอเมริกาในทศวรรษหน้า การเติบโตของตลาดพลังงานลมนอกชายฝั่งของสหรัฐฯ เป็นโอกาสสำหรับบริษัทน้ำมันและก๊าซแบบดั้งเดิม และผู้รับเหมาที่สนับสนุนพวกเขา เพื่อกระจายพอร์ตการลงทุนของพวกเขา และช่วยให้บริษัทจำนวนมากใช้ความสามารถที่มีอยู่เพื่อแข่งขันในภาคพลังงานหมุนเวียน กฎหมายฉบับล่าสุดที่ขยายเครดิตภาษีและการบังคับใช้กฎหมายโจนส์กับโครงการกังหันลมนอกชายฝั่งของสหรัฐฯ ช่วยให้นักพัฒนา นักลงทุน และผู้ให้กู้มีความชัดเจนและแน่นอนที่จำเป็นในการประเมินโครงการ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อ BOEM พิจารณาการเช่าที่อาจเกิดขึ้นนอกชายฝั่งอ่าวสหรัฐฯ และชายฝั่งแปซิฟิก
David Cole ซึ่ง เป็นหุ้นส่วนตั้งอยู่ในสำนักงานของ V&E ในเมืองฮุสตัน ซึ่ง เป็นตัวแทนของบริษัทต่างๆ กองทุนไพรเวทอิควิตี้ ห้างหุ้นส่วน และบุคคลผู้มีรายได้สูงในด้านภาษีในประเทศและต่างประเทศ รวมถึงการลงทุนในพลังงานหมุนเวียน การโต้เถียงด้านภาษี และราคาโอน
ที่ปรึกษาDebra Duncan ประจำ อยู่ที่สำนักงาน V&E ในวอชิงตัน ดีซี ให้คำแนะนำลูกค้าเกี่ยวกับผลที่ตามมาของภาษีเงินได้ของรัฐบาลกลางจากการจัดโครงสร้างธุรกรรม โดยเน้นที่การลงทุนในโครงการพลังงานสะอาดและพลังงานหมุนเวียนที่มีสิทธิ์ได้รับเครดิตภาษีของรัฐบาลกลาง
Shay Kupermanซึ่งเป็นหุ้นส่วนในสำนักงานของ V&E ในเมืองฮุสตัน ให้คำปรึกษาเกี่ยวกับการควบรวมกิจการ การร่วมทุนเชิงกลยุทธ์ การลงทุน และการพัฒนาโครงการทั่วทั้งอุตสาหกรรมพลังงาน และเขามักจะให้คำแนะนำแก่บริษัทพลังงาน นักลงทุนทางการเงิน และผู้พัฒนาโครงการ
จอห์น ไมเคิลหุ้นส่วนในฮูสตันและหัวหน้าฝ่ายปฏิบัติการทางทะเลและนอกชายฝั่งของ V&E เป็นตัวแทนลูกค้าในเรื่ององค์กร การเงิน และการค้าที่เกี่ยวข้องกับอุตสาหกรรมการเดินเรือ และให้คำแนะนำลูกค้าเกี่ยวกับ “กฎหมายโจนส์” เป็นประจำ
ในสำนักงานของ V&E ในเมืองฮุสตัน แนวปฏิบัติของหุ้นส่วนของ Danielle Pattersonมุ่งเน้นเฉพาะในอุตสาหกรรมพลังงานและโครงสร้างพื้นฐานในหลากหลายภาคส่วน รวมถึงน้ำมันและก๊าซต้นน้ำและกลางน้ำ และพลังงานหมุนเวียน
คณะกรรมการสาธารณูปโภคแห่งนิวเจอร์ซีย์อนุมัติข้อตกลงที่จะช่วยให้ PSE&G สามารถพัฒนาโครงสร้างพื้นฐานการชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าในรัฐนิวเจอร์ซีย์ การอนุมัติหมายความว่าสาธารณูปโภคที่ใหญ่ที่สุดของรัฐสามารถลงทุน 166 ล้านดอลลาร์ในระยะเวลา 6 ปีที่คาดว่าจะสนับสนุนโครงสร้างพื้นฐานสำหรับเครื่องชาร์จ EV ประมาณ 40,000 เครื่องในบ้านครอบครัวเดี่ยว และอุปกรณ์ชาร์จระดับ 2 ในอาคารหลายครอบครัว สถานที่ราชการ และที่จอดรถสาธารณะที่เข้าถึงได้ จำนวนมากและที่ชาร์จอย่างรวดเร็วตามทางเดินที่มีการจราจรหนาแน่น เช่น New Jersey Turnpike และ Garden State Parkway
ยูทิลิตี้กล่าวว่าโปรแกรมนี้จะสร้างงานพลังงานสะอาดโดยตรงประมาณ 270 งานในขณะที่ช่วยสร้างโครงสร้างพื้นฐานการชาร์จ EV ของรัฐ โปรแกรมนี้ยังรวมถึงข้อกำหนดสำหรับการเรียกเก็บเงินแบบมีส่วนลดในช่วงนอกชั่วโมงเร่งด่วน
ยูทิลิตี้นี้จะไม่ได้เป็นเจ้าของโครงสร้างพื้นฐานใด ๆ แต่จะสนับสนุนโครงสร้างพื้นฐานที่จำเป็นในการวางที่ชาร์จทั่วอาณาเขตบริการ ยูทิลิตี้กล่าวว่ากำลังพยายามบรรเทา “ความวิตกกังวลเกี่ยวกับระยะทาง” ความกลัวว่ารถยนต์ไฟฟ้าจะหมดพลังงานก่อนที่จะถึงที่เสียบปลั๊ก ผู้ขับขี่หลายคนอ้างถึงการขาดตัวเลือกการชาร์จที่สะดวกเนื่องจากเหตุผลหลักที่พวกเขาลังเลที่จะเปลี่ยน ให้กับรถยนต์ไฟฟ้า รถยนต์ รถบรรทุก และรถประจำทางเป็นแหล่งปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่ใหญ่ที่สุดในรัฐ และ แผนแม่บทด้านพลังงานของรัฐนิวเจอร์ซีย์ จัดลำดับความสำคัญของการใช้พลังงานไฟฟ้าในภาคการขนส่งเป็นกลยุทธ์หลักในการปรับปรุงคุณภาพอากาศของรัฐและลดต้นทุนด้านการดูแลสุขภาพ โครงการของ PSE&G คาดว่าจะหลีกเลี่ยงการปล่อยคาร์บอน 14 ล้านเมตริกตันภายในปี 2578
Karen Reif รองประธานกลุ่ม Renewables and Energy Solutions ของ PSE&G กล่าวว่า “การนำ EV มาใช้มีความสำคัญต่อการบรรลุเป้าหมายด้านพลังงานสะอาดของรัฐนิวเจอร์ซีย์ “การขาดแคลนโครงสร้างพื้นฐานการชาร์จของภาครัฐและเอกชน ทำให้ผู้คนจำนวนมากขึ้นจากการขับขี่ยานพาหนะไฟฟ้า โปรแกรมของ PSE&G จะจัดการกับข้อกังวลเหล่านั้นและได้รับการออกแบบมาเพื่อสนับสนุนให้ผู้คนเปลี่ยนไปใช้ EV ที่วิ่งสะอาด และเพื่อช่วยให้รัฐนิวเจอร์ซีย์ได้รับประโยชน์ด้านสิ่งแวดล้อมและสุขภาพอันเป็นผลมาจากการใช้พลังงานไฟฟ้าในภาคการขนส่ง”
[NPC5]“การขนส่งด้วยพลังงานไฟฟ้าเป็นองค์ประกอบสำคัญของวิสัยทัศน์ Powering Progressของ PSEG สำหรับอนาคต โดยเราช่วยให้ลูกค้าของเราใช้พลังงานน้อยลง ตรวจสอบให้แน่ใจว่าพลังงานที่ใช้นั้นสะอาดกว่า และพลังงานนั้นส่งได้อย่างน่าเชื่อถือมากกว่าที่เคย” Reif กล่าว
การดำเนินการ BPU ในวันนี้เป็นไปตามการอนุมัติในเดือนกันยายนของการลงทุน 1 พันล้านดอลลาร์ของ PSE&G ในด้านประสิทธิภาพการใช้พลังงาน และการตัดสินใจเมื่อต้นเดือนนี้ที่จะอนุญาตให้ PSE&G ลงทุนประมาณ 700 ล้านดอลลาร์เพื่อจัดหาสมาร์ทมิเตอร์ให้กับลูกค้าไฟฟ้า 2.3 ล้านคน โครงการเหล่านี้แต่ละโครงการจะช่วยส่งเสริมข้อเสนอโครงการพลังงานสะอาดในอนาคตของ PSE&G ซึ่งเป็นโครงการริเริ่มที่ออกแบบมาเพื่อลดต้นทุนด้านพลังงาน ลดมลพิษทางอากาศ สร้างงาน และช่วยให้รัฐนิวเจอร์ซีย์เป็นผู้นำด้านพลังงานสะอาด