רחלי ווקס

רוח חכמה

19/05/2019

חברת גוגל מפתחת אלגוריתם שמסוגל לחזות מראש כמה רוח תנשב ביממה הקרובה וכמה אנרגיה ניתן יהיה להפיק ממנה. האם ענקית הטכנולוגיה תצליח לתת דחיפה משמעותית לענף האנרגיות המתחדשות?


בשנים האחרונות הפך ייצור החשמל מאנרגיית הרוח לנפוץ מאי פעם, וטורבינות רוח גבוהות צצות להן ברחבי העולם כמו פטריות אחרי הגשם. רק לאחרונה חנכה גרמניה חוות רוח גדולה בים הבלטי, שכוללת 60 טורבינות ושהספקה עומד על 385 מגה-וואט – כמות חשמל שמספיקה לצורכיהם של כ-400 אלף בתי אב.

עם זאת, כמה מכשולים עדיין עומדים בדרכה של אנרגיית הרוח להפוך למקור אנרגיה משמעותי יותר בעולם, כשאחד העיקריים שבהם הוא חוסר היכולת לדעת מראש כמה חשמל ניתן יהיה להפיק מן הרוח בזמן נתון, בגלל אופיה הבלתי-צפוי של התופעה הטבעית. לאחרונה הציגה חברת גוגל פיתוח חדש שנועד להתמודד עם הבעיה, ויוצר תחזיות לפוטנציאל הפקת החשמל של הרוח באמצעות טכנולוגיות של למידת מכונה. תחזיות כאלה עשויות לאפשר את הגברת השימוש באנרגיה המתחדשת, וכתוצאה מכך את הפחתת ייצור החשמל מדלקי מאובנים מזהמים, שהשימוש בהם יוצר פליטות נרחבות של גזי חממה (כגון פחמן דו-חמצני) שמגבירים את קצב שינוי האקלים, וזיהום אוויר.

פיתוח האלגוריתם, שהחל בשנה שעברה, בוצע על ידי גוגל בשיתוף עם דיפמיינד (DeepMind), חברה לפיתוח בינה מלאכותית שנמצאת בבעלות ענקית האינטרנט. האלגוריתם מסוגל לחזות כמה חשמל ניתן יהיה להפיק מהרוח 36 שעות מראש. על פי התחזיות האלה, האלגוריתם קובע מהו הספק החשמל שניתן יהיה להתחייב לייצורו בכל שעה יום שלם מראש, ברמת דיוק גבוהה יחסית.

כמו להכין עוגה

האלגוריתם החדש פועל באמצעות שימוש בשיטות מעולם למידת המכונה (Machine learning). "התהליך דומה להכנת עוגה בלי מתכון מסודר", אומר פרופ' ירון ליפמן מהמחלקה למדעי המחשב ומתמטיקה שימושית במכון ויצמן למדע. "אנחנו יודעים מה המרכיבים הבסיסיים שלנו, אבל אנחנו לא יודעים בדיוק כמה קמח, ביצים או סוכר צריך לשים כדי שהעוגה תצא טעימה. האם העוגה תהיה טעימה אם נוסיף עוד סוכר? אם התשובה היא כן נוסיף עוד סוכר, ועוד סוכר, עד שבשלב מסוים העוגה תהיה פחות טעימה – ונעצור".

לאלגוריתמי למידת מכונה מוזנים נתונים שונים (מרכיבי ה"עוגה") וכן דוגמאות לתוצאות רצויות ("עוגה טעימה"), והם מנסים שוב ושוב להגיע אל התוצאות הרצויות בעזרת הנתונים שהוזנו. בפיתוח החדש, הוזנו לאלגוריתם תחזיות מזג אוויר ומידע היסטורי מטורבינות. מקורו של המידע היה חוות רוח של גוגל שממוקמות במרכז ארה"ב, שהספקן הכולל עומד על 700 מגה-וואט.

כלי למידת המכונה שבו נעשה שימוש באלגוריתם החדש הוא רשת נוירונים, מודל ממוחשב שמפתחיו שאבו השראה מפעולתם של הנוירונים במוח. פיתוחים שנבנים בצורה זו מכילים יחידות חישוביות רבות שמתקשרות זו עם זו, כשחוזק הקשר בין היחידות משפיע על אופן פעולתה של הרשת.

השימוש בתחזיות שמספק האלגוריתם של גוגל מעלה את הערך הכלכלי של אנרגיית הרוח שהחוות של החברה מייצרות ב-20 אחוז. צילום: Gonz DDL – Unsplash

כשהרוח משתלמת יותר

ד"ר דניאל מדר, חוקר ויועץ מדעי וממייסדי חברת SP Interface, מסביר שהתחזית שהאלגוריתם החדש מספק עשויה להפחית את הצורך בהפעלת תחנות כוח מזהמות. "כרגע אין תחזית מוצלחת בתחום, ולכן יש צורך להפעיל תחנות כוח שפועלות על דלקי מאובנים כגיבוי לאנרגיית הרוח – ו"לזרוק לפח" את החשמל שמיוצר בהן כשאנרגיית הרוח מספיקה", הוא אומר. "חיזוי כזה יכול למנוע בזבוז של חשמל ולאפשר לתכנן את משק החשמל בצורה יותר מושכלת".

על פי גוגל, השימוש בתחזיות שמספק האלגוריתם מעלה את הערך הכלכלי של אנרגיית הרוח שהחוות של החברה מייצרות ב-20 אחוז בהשוואה למצב ללא תחזית, וכך מגדיל את כדאיות האימוץ של הטכנולוגיה הנקייה.

האלגוריתם החדש פותח כחלק מסדרת צעדים שבהם נוקטת גוגל לקידום את נושאי האנרגיה המתחדשת והחיסכון באנרגיה מזהמת. בניסוי שתוצאותיו פורסמו ב-2016, צריכת החשמל הגבוהה של חוות השרתים שבהן נמצאים מרכזי הנתונים של החברה ירדה ב-15 אחוז לאחר שגוגל החלה להשתמש באינטליגנציה המלאכותית מבית דיפמיינד לצורך ניהולן. חלק מהחשמל שצורכים מרכזי הנתונים מגיע מחוות טורבינות הרוח והאנרגיה הסולארית שבהן משקיעה גוגל, והחברה הצהירה שבעתיד, בכוונתה לתפעל את כל מרכזי הנתונים שלה באמצעות אנרגיות מתחדשות בלבד. גם ענקיות האינטרנט אפל, אמזון ופייסבוק התחייבו להגביר את השימוש באנרגיות מתחדשות בפעולתן.

רוח או שמש?

האם הפיתוח החדש רלוונטי למשק האנרגיה הישראלי? לדברי מדר, בישראל, שבה ברוב האזורים לא נושבות באופן קבוע רוחות חזקות מספיק וייצור אנרגיית הרוח בה מועט מאוד, טכנולוגיה כזאת תוכל להועיל יותר בתחום האנרגיה הסולארית, שגם בו קיים הקושי לחזות את כמויות החשמל שניתן להפיק בזמן נתון. "אפשר לקחת את אותו פיתוח ולחזות באמצעותו את הפוטנציאל של האנרגיה הסולארית, תהיה לזה את אותה התועלת", הוא מסכם. "כבר היום יש תחזיות יותר ויותר מוצלחות בתחום".

שתפו‬        

רוצים גישה חופשית למערכי שיעור ופעילויות נלוות הקשורות לסיפור זה?

הרשמה בחינם
הוסיפו סיפור למועדפים

מערכים קשורים

thumbnail

אכול ושתה כי אתה קוף

thumbnail

רוחות של שינוי הערכות בארה"ב מראות שטכנולוגיות חדשות להפקת אנרגיית רוח יהפכו אותה ליציבה מבחינת כושר ייצור החשמל. המשמעות: אנרגיית הרוח תוכל להחליף את תחנות הכוח המונעות בפחם ובגז במדינה

thumbnail

אוטופיה אנרגטית? זה אפשרי אנרגיה מתחדשת סובלת מדעות קדומות שמונעות ממנה להפוך לגורם החשוב במשק החשמל בישראל. הפרכת המיתוסים השגויים סביבה תאפשר לנו לאמץ אותה בצורה מקיפה בהרבה