الذكاء الاصطناعي يدعم توسع الطاقة الشمسية في أميركا

تُسهم تقنيات الذكاء الاصطناعي في دعم نشر الطاقة الشمسية المسؤول بيئيًا في الولايات المتحدة، ولا سيما من خلال رصد سلوكيات الطيور وتفاعلها مع الألواح الشمسية، بهدف تفادي ارتطامها بها والتسبب في نفوقها.

ويُسهم فهم طريقة تفاعل الأحياء البرية مع الألواح الشمسية بصورة كبيرة في الحفاظ على سلامة النظم البيئية الصحية خلال نشر الطاقة النظيفة، ويُمكّن فهم كيفية تأثير البنية الأساسية للطاقة الشمسية في الحياة البرية المحلية من وضع إستراتيجيات وتقنيات من شأنها تجنُّب أو تقليل التأثيرات السلبية وتعظم الفوائد.

ووفقًا لتقرير اطّلعت عليه منصة الطاقة المتخصصة (مقرّها واشنطن)، بدأ فريق لدى مختبر أرغون الوطني في الولايات المتحدة بتطوير نظام تصوير متطور يمكنه مراقبة سلوك الطيور باستمرار حول الألواح الشمسية باستعمال تقنيات الذكاء الاصطناعي.

ووفّرت النتائج التي توصّل إليها الفريق معلومات قيّمة عن سلوك الطيور في مواقع محطات الطاقة الشمسية واسعة النطاق؛ إذ يختبر الباحثون، حاليًا، هذا النظام في جميع أنحاء البلاد لتكوين صورة واضحة لتفاعلات الطيور مع الألواح الشمسية بهدف نشر هذه التقنية بطريقة سليمة بيئيًا.

الطاقة الشمسية في أميركا

قد يتطلّب بناء طاقة شمسية كافية لإزالة الكربون من الاقتصاد الأميركي بحلول عام 2035، ما يصل إلى 5.7 مليون فدان (230 ألفًا و67 كليومترًا مربعًا) من الأراضي.

ورغم أن هذا لا يمثل سوى نحو 0.3% من مساحة الولايات المتحدة المتجاورة؛ فمن المهم فهم طريقة تأثير البنية التحتية للطاقة الشمسية في الأحياء البرية المحلية من أجل تطوير إستراتيجيات وتقنيات تتجنب أو تقلل من التأثيرات السلبية وتعظم الفوائد.

ووجدت الدراسات المبكرة لمحطات الطاقة الشمسية الكهروضوئية في جنوب غرب البلاد طيورًا نافقة؛ ما قاد إلى فرضية مفادها أن نفوق الطيور قد يكون نتيجة اصطدامها بالألواح، وفق دراسة صادرة عن مكتب كفاءة الطاقة والطاقة المتجددة بوزارة الطاقة الأميركية (The Office of Energy Efficiency and Renewable Energy).

في المقابل، وجدت الدراسات الحديثة في مواقع الطاقة الشمسية الكهروضوئية في جميع أنحاء البلاد أن نفوق الطيور قد لا يكون شائعًا مثلما كان يُفترَض في البداية، وأن الطيور تستعمل المواقع الطاقة الشمسية للمبيت.

اصطدام الطيور بالألواح الشمسية

بالنظر إلى أن الأبحاث حول خطر اصطدام الطيور بالألواح الشمسية لم تكن قطعية؛ يحتاج قطاع الطاقة الشمسية في أميركا، ووكالات إدارة الأحياء البرية، ومجموعات الحفاظ على البيئة، إلى مزيد من المعلومات حول سلوك الطيور لتجنب إلحاق الأذى بها ولتوفير الموائل المناسبة لها.

لهذه الغاية، طور باحثو مختبر أرغون الوطني واختبروا نظام تصوير يتتبع الطيور في أثناء تفاعلها مع الألواح الشمسية ويصنف سلوكها تلقائيًا باستعمال خوارزمية التعلم الآلي، بتمويل قدره 1.3 مليون دولار من مكتب تقنيات الطاقة الشمسية التابع لوزارة الطاقة الأميركية.

ويُستعمل برنامج الذكاء الاصطناعي لدى المختبر لاكتشاف الطائر عندما يدخل مجال رؤية الكاميرا وتمييزه عن الأجسام المتحركة الأخرى، مثل الحشرات والأحياء البرية الأخرى، والنباتات أو الكابلات التي تتحرك في أثناء هبوب الريح، بحسب ما رصدته منصة الطاقة المتخصصة (مقرّها واشنطن).

وسجّل الفريق أكثر من 17 ألف ساعة من مقاطع الفيديو للطيور التي تتفاعل مع الألواح الشمسية، ووجد أن نظامها دقيق بنسبة 95% في تحديد سلوكيات الطيور؛ إذ صُنف سلوك الطائر إلى واحدة من 6 فئات؛ وهي الطيران فوق اللوح، أو بين الألواح، أو الوقوف على اللوح، أو الاصطدام باللوح، أو الوقوف في الخلفية، أو الهبوط على الأرض.

نتائج الرصد

في إجمالي 17 ألف ساعة من مقاطع الفيديو، لم تكتشف الكاميرات اصطدامًا واحدًا لطائر بلوح شمسي، رغم تفاعل الطيور مع الألواح؛ إذ رصد الباحثون العديد من الحالات لطيور تقف على الألواح وتطير حولها.

وعلى الرغم من أن عدم اكتشاف الاصطدامات يُعد علامة إيجابية؛ تبرز الحاجة إلى مزيد من البحث لتقييم مدى اصطدام الطيور في مواقع الطاقة الشمسية في جميع أنحاء الولايات المتحدة؛ حيث نُشِرت الكاميرات في عدد محدود من المواقع لهذه الدراسة.

وفي أثناء مراجعة اللقطات لرصد سلوكيات الطيور، لاحظ الباحثون أن الطيور تستعمل الجانب السفلي من الألواح لأنشطة مثل البحث عن الطعام والمأوى؛ ما يُشير إلى أن الألواح الشمسية يمكن أن تكون بمثابة موطن مفضل لها.

بدورهم، يعمل باحثو مختبر أرغون، حاليًا، على توسيع هذا العمل بتمويل إضافي بقيمة 2.1 مليون دولار من مكتب تقنيات الطاقة الشمسية التابع لوزارة الطاقة الأميركية لنشر نظام الكاميرا لديهم في 7 منشآت للطاقة الشمسية بجميع أنحاء البلاد.

ويسعى الفريق إلى توسيع خوارزمية التعلم الآلي ونظام الكاميرا للكشف تلقائيًا عن المزيد من سلوكيات الطيور، بحسب ما طالعته منصة الطاقة المتخصصة (مقرّها واشنطن).

ويُظهر الشكل أعلاه الولايات الأميركية الـ7؛ حيث سيُراقِب الباحثون سلوكيات الطيور في المرحلة التالية من المشروع باللون الأخضر الداكن، وهي كاليفورنيا وجورجيا وماساتشوستس وميشيغان وتكساس وفيرجينيا ووايومنغ.

وستساعد الرؤى المكتسبة من نظام الكشف هذا في تطوير أفضل الممارسات لتحديد المواقع وتصميم محطات الطاقة الشمسية وإدارتها بطريقة مسؤولة بيئيًا.

موضوعات متعلقة..

اقرأ أيضًا..