Як ШІ та супутникові знімки створили першу в Китаї загальнонаціональну карту сонячної та вітрової енергетики

Обробка супутникових знімків за допомогою ШІ

Дослідники покладалися на комп'ютерний зір на основі ШІ для аналізу величезних обсягів супутникових знімків, що охоплюють всю територію Китаю. Використання власних моделей DAMO Academy на хмарній інфраструктурі дозволило системі обробити набір даних у 7,56 ТБ та автоматично виявляти візуальні ознаки сонячних панелей і вітрових турбін.

Цей підхід відрізняється від традиційної енергетичної статистики, яка часто залежить від звітів регіональних органів влади або оцінок на основі встановленої потужності. Натомість система ідентифікує інфраструктуру безпосередньо із зображень, створюючи геолокаційні точки даних для окремих установок.

Масштаб знімків був серйозним технічним викликом. Різноманітний рельєф Китаю — від пустель до густонаселених міських районів — означає, що об'єкти відновлюваної енергії з'являються в різних контекстах, що вимагає моделей, здатних розпізнавати установки в різних ландшафтах та умовах освітлення.

Що розкриває загальнонаціональна карта відновлюваної енергії

Готова інвентаризація надає детальний просторовий знімок інфраструктури відновлюваної енергії Китаю. Згідно з опублікованими результатами, система ШІ виявила:

• Близько 319 000 сонячних фотоелектричних установок
• Приблизно 91 600 вітрових турбін
• Об'єкти, розподілені по 1915 повітах по всій країні

Оскільки кожен актив має геолокацію, набір даних виявляє регіональні закономірності розгортання відновлюваної енергії та забезпечує основу для аналізу енергетичної системи.

Попередні загальнонаціональні набори даних часто покладалися на супутникові знімки нижчої роздільної здатності або часткову звітність, що ускладнювало точне відстеження місць будівництва. Дослідження з дистанційного зондування дедалі частіше використовують машинне навчання для картографування сонячної та вітрової інфраструктури, але комплексні високоточні інвентаризації залишаються відносно рідкісними.

Чому «погляд з висоти пташиного польоту» важливий для планування енергомережі

Вітрова та сонячна енергія за своєю природою є змінними. Їхня продуктивність коливається залежно від погодних умов та часу доби, що може призвести до обмеження генерації — коли відновлювану електроенергію неможливо використати або передати, і вона втрачається.

Загальнонаціональна карта установок із геолокацією допомагає дослідникам аналізувати, як різні відновлювані джерела взаємодіють між регіонами. Використовуючи новий набір даних, команда вивчила взаємодоповнюваність сонця та вітру, виявивши, що вітрова та сонячна генерація часто досягають піку в різний час — наприклад, сонце виробляє більше вдень, тоді як вітер може залишатися сильнішим уночі.

Розуміння цих закономірностей дозволяє планувальникам досліджувати такі стратегії, як:

• Координація генерації з відновлюваних джерел між провінціями
• Розширення ліній електропередач між регіонами
• Додавання накопичувачів енергії там, де коливається продуктивність відновлюваних джерел

Дослідники повідомляють, що ширша регіональна координація вітрових та сонячних ресурсів може значно збільшити кількість відновлюваної електроенергії, яку може поглинути енергомережа.

Зв'язок відновлюваної енергії з бумом центрів обробки даних ШІ

Проєкт картографування також має наслідки, що виходять за рамки традиційного планування енергомережі. Швидке зростання інфраструктури центрів обробки даних та обчислень ШІ у Китаї призводить до значного збільшення попиту на електроенергію.

Щоб задовольнити цей попит, досягаючи цілей декарбонізації, країна почала безпосередньо пов'язувати генерацію з відновлюваних джерел з обчислювальною інфраструктурою. Одним із прикладів є проєкт у Нінся, який постачає великомасштабну фотоелектричну енергію безпосередньо для роботи центрів обробки даних.

Комплексна карта вітрових та сонячних активів може допомогти політикам вирішити:

• Де розміщувати нові центри обробки даних відносно відновлюваних ресурсів
• Де потрібна інфраструктура передачі або зберігання
• Як скоординувати відновлювану енергію для підтримки енергоємних обчислювальних навантажень

У цьому сенсі інвентаризація, створена ШІ, робить більше, ніж просто каталогізує інфраструктуру — вона створює основу даних для управління наступним етапом енергетичного переходу Китаю.

Новий спосіб відстеження інфраструктури відновлюваної енергії

Оскільки системи відновлюваної енергії розширюються в усьому світі, здатність точно їх відстежувати стає дедалі важливішою. Поєднання супутникових знімків із ШІ пропонує масштабований спосіб відстеження інфраструктури на великих територіях та оновлення інвентаризацій у міру будівництва нових об'єктів.

Для Китаю — країни з найбільшою у світі системою відновлюваної енергії — нова загальнонаціональна карта надає те, чого політикам та дослідникам довго не вистачало: точну, постійно оновлювану картину того, де насправді існують сонячна та вітрова енергія на землі.