我们过着舒适的生活，享受着电力带来的便利，但如果这一切都停止了呢？电力主要靠燃烧化石燃料和煤炭，而这两种资源都是有限的，化石燃料预计将在本世纪耗尽1。此外，使用化石燃料和煤炭发电还会导致气候变化，到2021 年，25% 的温室气体排放量将由化石燃料和煤炭造成2。
温室气体在地球上积聚热量，导致恶劣天气和自然灾害，如干旱、飓风和野火，可造成数万亿美元的损失，并对人类健康构成威胁3。因此，寻找可再生清洁能源的替代来源至关重要。可行的解决方案是什么？太阳能。
太阳能发电不会产生温室气体或碳排放4，每小时从太阳辐射到地球的太阳能足够满足地球一整年的电力需求5。那么，为什么这种清洁能源还没有取代化石燃料呢？
采用太阳能面临的挑战
高效利用这种全天然、完全可再生的能源具有挑战性。由于电网扩展、太阳能系统和太阳能发电场的建设成本高昂以及与现有电网的整合等方面的挑战，太阳能的快速扩展和广泛应用受到了阻碍。
研究人员、公用事业公司、初创企业和政府正在探索如何借助人工智能（AI）等新兴技术扩大太阳能的影响。在此，我们将介绍几种人工智能已经在加速太阳能发展的方式。
太阳能场址选择
环境条件会极大地影响太阳能的生产和储存能力。每个太阳能系统项目都会因地理位置和地点的不同而面临各种挑战。
通过分析大量环境和地理数据，人工智能可以帮助能源公司确定提供最佳太阳能条件和资源的地点和场所。人工智能还能为以后的持续发展找到理想的定位，并验证与现有电网系统连接的便利性。
例如，AirworksAutomate6可帮助政府、能源供应商和土地开发商确定太阳能发电场的理想选址，并在人工智能的帮助下加速其开发。 AirWorks 的人工智能算法可处理和训练不同 GSD 级别的数千英亩地理空间数据。他们的模型可以处理来自无人机、飞机和激光雷达等来源的数据，从而提供客户可用于管理项目的场地规划。
太阳能性能
由于云层、时间和行星位置会影响到达地球的太阳能水平，太阳能发电场和系统会遇到天气问题或供需不匹配问题。例如，突然的云层覆盖会导致太阳能发电量明显下降，因此电网运营商会依靠化石燃料发电厂超产能源作为备用。人工智能可以持续不断地分析大量环境数据，提高预测的准确性，并根据新的和不断变化的情况进行实时调整。
在英国，负责运营该国电力系统的国家电网电力系统运营商（ESO）正在与非营利组织 “开放气候修复"（Open Climate Fix）合作，建立一个人工智能追踪系统，将云层移动与太阳能电池板的确切位置相匹配7。该系统将用于国家控制室，帮助欧洲南方天文台以小时和分钟为单位预测云层移动，而不是以天为单位。这有可能将太阳能预报的准确率提高 50%。有了更好的预测，欧洲南方天文台就可以减少化石燃料能源的储备–在提高效率的同时减少碳排放。
电网集成
将太阳能系统集成到现有能源网中是一项复杂的工作。由于太阳能发电是间歇性的，因此必须仔细考虑和规划能源储存和供应需求，以避免服务中断或电网中断。太阳能系统集成是减少对化石燃料依赖和碳排放的关键因素、
准确的太阳能发电预测可改善预测和生产正常运行时间，并有助于扩展能源系统和存储。人工智能可以准确评估和分析大量复杂数据，并利用预测能力提出创新的替代方案，使其成为一项宝贵的集成技术。
传统电网的电力流动和信息传输是单向的，这限制了其可扩展性、效率和可再生能源集成的能力。企业正在开发智能电网（S.G.s），作为具有双向电力流动和信息交换的更加智能的电网。
BluWave-ai 的太阳能预测器（Solar Predictor）是其智能电网优化器（Smart Grid Optimizer）的一部分，通过将基于规则的设备规格建模、天气观测和预测与时间序列机器学习预测8 相结合，为电力公司提供精确的太阳能发电量预测。太阳能预测器可根据历史数据、天气模式和其他相关因素准确预测太阳能发电量。这一功能使能源供应商能够提高太阳能资产的利用率，规划能源分配，并为可持续电网管理做出明智决策。
人工智能和太阳能的美好未来
人工智能和太阳能这两项强大的新兴技术的融合已经对向清洁能源经济的过渡产生了现实影响。随着这两项技术的不断发展，这种影响可能会成倍扩大。通过扩大太阳能在全球现有电网中的作用，人工智能可以帮助公用事业公司和政府降低发电成本，实现到 2050 年净零排放的全球目标。
Ambiq 如何做出贡献
人工智能是一项耗电的工作，而创造可持续能源（如在太阳能场地上安装耗电设备）则有悖常理。在 Ambiq，我们专注于能源和可持续发展。我们通过将能耗降低到市场上任何产品的 10 倍，使具有人工智能功能的联网边缘设备在电池一次充电后能够运行更长时间。
通过使用超低功耗片上系统(SoC) 和我们的专利 “亚阈值功率优化技术(SPOT®) “平台，我们将为数以百万计的智能传感器和仪表（如用于识别太阳能发电站点的传感器和仪表）提供支持，从而减少碳足迹。我们将利用绿色能源设备帮助创造绿色能源。
参考资料
1 化石燃料何时枯竭？| 公平星球 | 2023 年 4 月 30 日
2 温室气体排放源 | 美国环保局| 2023 年 10 月 5 日
关于地球变暖的温室气体，你应该知道的 3 5 件事 | 联合国新闻| 2022年1月8日
4 太阳能的承诺：21 世纪低碳能源战略 | 联合国| 2007
每个房主都应了解的 5 项 太阳能事实和数据 |2023 年 4 月 19 日
6 Airworks| 2023
人工智能中的 7 个 太阳：非营利组织预测英国电网将使用太阳能| 2023 年 2 月 24 日
8 BluWave-ai| 2023
