Các nhà nghiên cứu tại Trung tâm Chế tạo Vật liệu thuộc Đại học PLS ở Sophia Antipolis (Pháp) đã đề xuất một cách tiếp cận mới để bảo vệ tấm pin năng lượng mặt trời trước các điều kiện thời tiết khắc nghiệt.
Bài báo khoa học có tên “Kết hợp học máy và điện toán động lực học chất lỏng để tối ưu hóa góc nghiêng của tấm pin năng lượng mặt trời trong thời tiết gió mạnh” được công bố trên tạp chí Physics of Fluids chỉ ra rằng, hiện chưa có phương pháp tối ưu nào để đặt tấm pin ở vị trí an toàn trong điều kiện gió mạnh.
Các phương pháp truyền thống thường yêu cầu các tấm pin đặt ở vị trí song song với mặt đất khi tốc độ gió đạt đến một mức nhất định. Dù hiệu quả trong một số trường hợp, cách làm này khiến tấm pin không thể sản xuất năng lượng và cũng không được bảo vệ trước tốc độ gió lớn nhất.
Khung giải pháp mới của nhóm nghiên cứu cho phép tấm pin điều chỉnh góc tối ưu so với mặt trời để tiếp tục sản xuất điện, nhờ sử dụng các bộ điều chỉnh góc (solar tracker actuators) ngày càng phổ biến.
Phương pháp này kết hợp các mô phỏng gió tiên tiến và học máy để tối ưu hóa góc của từng tấm pin dưới gió mạnh.
“Bằng cách kết hợp động lực học chất lỏng tiên tiến và trí tuệ nhân tạo, chúng tôi đã tìm ra cách giải quyết rủi ro do gió một cách sáng tạo và tăng độ bền cho hệ thống năng lượng tái tạo”, tác giả báo cáo Elie Hachem cho biết.
Khác với các phương pháp trước đây, khung giải pháp mới này xem các tấm pin như những “người ra quyết định” độc lập và đưa ra các giải pháp dựa trên dữ liệu để giảm thiểu tác động của gió.
“Đó giống như việc dạy các tấm pin ‘nhảy múa với gió’, vừa giảm thiểu hư hại vừa bảo vệ sản lượng điện trong điều kiện gió mạnh”, Elie Hachem nói thêm.
Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm khung phương pháp này trước các nguy cơ hư hại khác nhau, như rách, rung động và mỏi vật liệu. Kết quả cho thấy phương pháp mới giảm thiểu áp lực khí động học trên cả các mô hình hai chiều và ba chiều với sáu tấm pin lắp đặt trên mặt đất dưới gió 50 km/h. Nó vượt trội hơn các phương pháp bảo vệ truyền thống từ vài chục phần trăm.
Nhóm nghiên cứu kỳ vọng rằng với sự hỗ trợ của trí tuệ nhân tạo và phương pháp thử-sai, hệ thống này có thể tìm ra các giải pháp sáng tạo để quản lý các tấm pin ở quy mô lớn trong điều kiện gió mạnh, đồng thời bổ sung hiệu quả cho các kinh nghiệm kỹ thuật và thực tiễn.
Phương pháp này không chỉ thách thức các cách làm truyền thống mà còn đưa ra giải pháp linh hoạt, có thể áp dụng rộng rãi để tăng khả năng chống chịu trong thực tế.
Tâm An (Theo PV-Magazine)
