Salamon Balázs Ádám

Mesterséges intelligencia alapú optimalizálás a megújuló energiatermelés és tárolás terén

Miskolci Egyetem

Hatvany József Informatikai Tudományok Doktori Iskola

Kovács Endre

egyéni

PhD

A környezetbarát energiatermelési- és tárolási módszerek iránt rendkívüli az érdeklődés. Mivel a fosszilis energiahordozókról történő leválás és a napelemes energiatermelés csak az elmúlt néhány évben kezdett meghatározóvá válni, ezért még rengeteg a nyitott kérdés velük kapcsolatban. A cél egy olyan összetett energiatermelő és tároló rendszer kidolgozása, ami a leghatékonyabban hangolja össze a működést és veszi alapul az egyén szokásokat vagy igényeket. Ehhez optimalizálni kell a napelemek teljesítményét, valamint a termelés-fogyasztás-tárolás egyensúlyát. A megtermelt energiát részben akkumulátorokkal lehet tárolni, részben pedig fázisváltó anyagok (PCM) felmelegítésével. Ez utóbbi olvadási hőmérséklete és olvadáshője az anyagi minőségtől függ. Célszerű lehet több különböző PCM anyagot felhasználni, hogy az egyenletes hőmérsékletet minél olcsóbban biztosítani lehessen, emellett szükséges a geometriát és a hőcserélést is optimalizálni. Az akkumulátoros energiatárolás drágább és nagyobb az ökológiai lábnyoma, ugyanakkor a PCM-ből történő hő-visszanyerés nehezebben befolyásolható. Az optimális konfiguráció az éghajlattól és a felhasználás jellegétől is függ, a szükséges részletes időjárás-adatok nyilvános adatbázisokból letölthetőek, azonban a fogyasztási igényekre trendeket kell felvenni egy öntanuló algoritmus segítségével. Mivel a külső hőmérséklet, a szélsebesség és a napsugárzás intenzitása folyamatosan változik, csakúgy, mint a PCM halmazállapota, a hőmérsékleti viszonyokat lényegüknél fogva nemstacionárius, tranziens folyamatok alakítják. Ezek számítása rendkívül erőforrás-igényes, a szakirodalomban publikált munkák meglehetősen kezdetlegesek. A kutatás során arra törekszünk, hogy egy jól felépített szimulációs modell álljon rendelkezésre. Ennek segítségével biztosíthatók a bemenő adatok a mesterséges intelligencia alapú optimalizáláshoz és az intelligens szabályozó rendszer kialakításához. A megvalósítandó feladatok az alábbi részekre bonthatóak: - A megújuló energiatermelés kombinálása több eltérő energiatárolási megoldással. (Úgy, mint akkumulátor és PCM) - A különböző energiatároló elemek optimális kihasználása, a környezeti hatások és a felhasználási igények alapján. Több eltérő architektúra vizsgálata, azok közötti különbségek elemzése. - A felépített rendszermodellek szimulációja és kimenetének felhasználása az AI modell felépítéséhez. - Olyan hibrid rendszer kidolgozása, ami a lehető legjobb energiafeszhasználási hatásfokkal dolgozik PCM felhasználásával. Ajánlott irodalom: [1] M. Hammami: Thermal and performance analysis of a photovoltaic module with an integrated energy storage system, Appl. Sciences. 7, 11, p. 1107 (2017) [2] Jayathunga et al.:Phase change material (PCM) candidates for latent heat thermal energy storage (LHTES) in concentrated solar power (CSP) based thermal applications - A review, Renewable and Sustainable Energy Reviews 189 (2024) 113904 [3] Jalghaf, Humam Kareem ; Kovács, Endre: Simulation of phase change materials in building walls using effective heat capacity model by recent numerical methods, JOURNAL OF ENERGY STORAGE 83: 110669, 16 p. (2024) [4] Omle, Issa ; Kovács, Endre; Bolló, Betti: Applying recent efficient numerical methods for long-term simulations of heat transfer in walls to optimize thermal insulation RESULTS IN ENGINEERING 20 Paper: 101476 , 19 p. (2023) [5] Laurence Moroney: AI and Machine Learning for Coders: A Programmer's Guide to Artificial Intelligence, O'Reilly Media, 2020 [6] Laurence Moroney: AI and Machine Learning for On-Device Development: A Programmer's Guide, O'Reilly Media, 2021 [7] A. Stupar, U. Drofenik, and J. Kolar, “Application of phase change materials for low duty cycle high peak load power supplies,” in International Conference on Integrated Power Electronics Systems (CIPS), pp. 1–11, 2010. [8] V. S. S. Srinivas and G. K. Ananthasuresh, “Analysis and topology optimization of heat sinks with a phase-change material on COMSOL multiphysics platform,” in COMSOL Users Conference, pp. 1–7, 2006.

2025-09-01

2029-08-31

folyamatban lévő

Mesterséges intelligencia alapú optimalizálás a megújuló energiatermelés és tárolás terén

Bagi Béla: Mesterséges intelligencia alapú optimalizálás a megújuló energiatermelés és tárolás terén