人工智能算法如何為智能城市提供高效的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)

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通過(guò)分析控制太陽(yáng)能電池和鋰離子電池之間電流的各種算法，科學(xué)家們確定了控制太陽(yáng)能電網(wǎng)存儲(chǔ)的最佳算法類(lèi)型。

目前存在大量的算法來(lái)幫助以最有利可圖的方式管理光伏電池和鋰離子電池之間的電流。它們有各種各樣的復(fù)雜性，并且有不同的計(jì)算能力需求。

“鋰離子電池是昂貴的組件，光伏發(fā)電廠的所有者必須支付大量的錢(qián)才能在發(fā)電廠安裝鋰離子電池，”該研究的主要作者、西班牙潘普洛納公共大學(xué)納瓦雷智能城市研究所的工程研究員Alberto Berrueta說(shuō)，“管理算法是至關(guān)重要的，以保持電池的長(zhǎng)使用壽命，最大限度地利用電池?！?/p>

為了了解哪種算法最能充分利用鋰離子電池，研究人員根據(jù)一年中Navarre大約100千瓦的中型太陽(yáng)能電池陣列產(chǎn)生的電量開(kāi)發(fā)了模型。他們關(guān)注的問(wèn)題包括所需的計(jì)算需求、電價(jià)、電池壽命、電池成本以及電池充電和放電率。

研究人員研究了目前用于管理商用太陽(yáng)能電池陣列電力的三個(gè)算法系列：動(dòng)態(tài)、二次和線性。動(dòng)態(tài)算法通過(guò)將復(fù)雜的順序優(yōu)化問(wèn)題分解成幾個(gè)更簡(jiǎn)單的子問(wèn)題來(lái)解決這些問(wèn)題。二次算法每個(gè)算法都涉及至少一個(gè)平方變量，通常用于計(jì)算面積、計(jì)算產(chǎn)品的利潤(rùn)以及精確定位對(duì)象的速度和位置。線性算法中的每一個(gè)變量都不是平方的，并且具有最簡(jiǎn)單的計(jì)算要求。

科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，動(dòng)態(tài)算法比其他兩類(lèi)算法需要更多的計(jì)算能力；隨著變量數(shù)量的增加，它們的問(wèn)題復(fù)雜度呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。商用PC大概需要10秒鐘的時(shí)間來(lái)使用線性和二次算法計(jì)算太陽(yáng)能電池和鋰離子電池之間的能量，而使用動(dòng)態(tài)算法則需要42分鐘。

線性算法的計(jì)算要求最低，但在精度方面受到影響。例如，他們的簡(jiǎn)化模型并沒(méi)有說(shuō)明電流如何降低電池壽命?？傊?，線性算法提供的平均利潤(rùn)比最大可實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)低20%。

研究人員得出的結(jié)論是，對(duì)于太陽(yáng)能應(yīng)用來(lái)說(shuō)，二次算法在精度和計(jì)算簡(jiǎn)單性之間提供了最佳的權(quán)衡。二次算法的計(jì)算要求與線性算法大致相同，但實(shí)現(xiàn)的收益與所有電池尺寸的動(dòng)態(tài)算法相似。

研究人員得出的結(jié)論是，對(duì)于太陽(yáng)能應(yīng)用來(lái)說(shuō)，二次算法在精度和計(jì)算簡(jiǎn)單性之間提供了最佳的權(quán)衡。二次算法的計(jì)算要求與線性算法大致相同，但實(shí)現(xiàn)的收益與所有電池尺寸的動(dòng)態(tài)算法相似。

Berrueta說(shuō)，未來(lái)，科學(xué)家們可以研究哪些管理算法最適合混合能源存儲(chǔ)系統(tǒng)。他補(bǔ)充說(shuō)，未來(lái)的研究還可以調(diào)查哪些計(jì)算機(jī)模型最適合計(jì)算影響鋰離子電池壽命的所有因素，包括從電動(dòng)汽車(chē)上丟棄的電池，這些電池可能會(huì)在可再生能源工廠中找到第二生命。