Inteligência Artificial para Mapear o Potencial da Energia Solar

Transformando Cidades: O Papel da Inteligência Artificial no Planejamento Sustentável

A inteligência artificial está revolucionando a forma como identificamos áreas para a instalação de painéis solares. Usando algoritmos complexos de aprendizado de máquina e imagens de satélite, a inteligência artificial pode ajudar a mapear os melhores locais para a instalação de energia solar, auxiliando o setor público a elaborar políticas e fazer investimentos em regiões de maior potencial para a energia solar fotovoltaica. Discutiremos abaixo como a tecnologia está sendo usada, seus benefícios e aplicações.

Introdução

A energia solar é uma das grandes promessas para combater as mudanças climáticas. O Brasil se destaca nesse cenário devido à nossa posição privilegiada. A energia solar tem o potencial de transformar o cenário energético do nosso país, fortalecendo ainda mais a nossa matriz, que já é uma das mais sustentáveis do mundo, graças às hidrelétricas. No entanto, a energia precisa ser direcionada às regiões onde a eficiência é também determinada pela proximidade da fonte de consumo e geração. Portanto, analisar essas regiões para a instalação de painéis solares torna-se mais rápido, assertivo e preciso com o auxílio da IA. Com análises rápidas, estados e municípios podem tomar decisões fundamentadas em dados técnicos do nosso Sistema Interligado Nacional (SIN) e com base na análise de telhados e geografia das áreas. Este artigo vai revelar como a IA pode ser útil no planejamento urbano sustentável, as vantagens dessa tecnologia e exemplos práticos de aplicações ao redor do mundo.

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A Revolução da Inteligência Artificial na expansão da energia solar

A inteligência artificial vem ganhando espaço e se mostrando uma ferramenta poderosa em diversas áreas, e não seria diferente quando o assunto é sua aplicação no planejamento urbano e rural. Com a capacidade de analisar grandes volumes de dados e aprender com eles, os algoritmos de aprendizado de máquina estão facilitando a identificação das áreas mais adequadas para a instalação de painéis solares. Isso inclui desde a detecção de telhados e espaços abertos em áreas urbanas até a análise de grandes áreas para a construção de usinas próximas à infraestrutura de redes e conexão.

A seguir, vamos explorar os cinco principais benefícios da IA na identificação de potencial para energia solar:

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Identificação de Potencial Solar: A IA pode analisar grandes volumes de dados para identificar áreas com alta irradiação solar e potencial de geração de energia. Isso permite que governos e empresas direcionem seus investimentos para locais mais promissores, aumentando a eficiência na captação de energia solar.

Redução de Custos de Instalação: O mapeamento preciso das áreas adequadas para a instalação de painéis solares pode reduzir significativamente os custos de instalação. Ao evitar áreas inadequadas e otimizar o uso do espaço, as empresas podem minimizar gastos e maximizar o retorno sobre o investimento.

Planejamento Urbano Sustentável: Com informações detalhadas sobre onde a energia solar pode ser mais eficaz, é possível integrar essa tecnologia ao planejamento urbano. Isso promove um uso mais eficiente dos recursos e ajuda a reduzir a dependência de fontes de energia não renováveis, contribuindo para cidades mais sustentáveis.

Aumento da Capacidade de Geração de Energia: O mapeamento permite a identificação de áreas que podem ser utilizadas para a instalação de parques solares ou usinas solares. Isso é crucial para aumentar a capacidade de geração de energia solar em larga escala, atendendo à demanda crescente por energia limpa e sustentável.

Contribuição para a Transição Energética: Ao facilitar a identificação de locais com alto potencial para a geração de energia solar, o mapeamento com IA apoia a transição de fontes de energia não renováveis para fontes limpas. Isso é especialmente relevante no contexto atual de crise climática, onde a redução das emissões de gases de efeito estufa é uma prioridade global.

Casos de Uso de IA no Planejamento Urbano para expansão da Energia Solar

Framework (IIASA)

Uma nova modelagem de aprendizado de máquina desenvolvida pelo Instituto Internacional de Análise de Sistemas Aplicados (IIASA) permite fazer previsões sobre o crescimento das coberturas de telhados no mundo entre 2020 e 2050. O modelo é alimentado com informações de aproximadamente 700 milhões de edificações e dados de superfície terrestre. Essa demanda prevista não será útil apenas para o design da infraestrutura de energia e a formulação de políticas climáticas, principalmente nas economias emergentes, mas também preverá as direções da expansão urbana, determinando os locais onde os sistemas deverão ser instalados para atender à necessidade da integração da infraestrutura com a oferta de energia.

Plataforma SolaRise

Uma equipe sérvia de engenheiros de software, SolaRise, desenvolveu uma plataforma que implementa Inteligência Artificial para analisar o potencial solar disponível nos telhados. O usuário final pode simplesmente digitar seu endereço e, ao toque de um botão, obter uma descrição da análise e a estimativa de custo do plano que ele teria que instalar - tudo em cerca de três cliques. O sistema rastreia as informações a partir de imagens de satélites e usará uma abordagem algorítmica de IA para derivar estatísticas que ajudarão o consumidor a tomar decisões rápidas e informadas sobre a instalação de painéis solares.

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Projeto da Solar AI e Omdena

A Solar AI, em parceria com a Omdena, desenvolveu uma solução que está focada em automatizar a avaliação solar com IA. Isso envolve a detecção automática de telhados, a medição da área disponível, a análise do estado e a orientação do telhado, bem como a localização de painéis solares. Com o uso de imagens de satélites de alta resolução e algoritmos de aprendizado de máquina, o sistema é capaz de fornecer uma avaliação detalhada e eficiente de telhados, o que faz da integração de energia solar um processo livre de complicações.

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API Solar do Google

Em 2015, o Google lançou o Projeto Sunroof, com o objetivo de incentivar o uso da energia solar. Recentemente, com a mesma finalidade, desenvolveram uma nova ferramenta – a Google API Solar.

Essa nova API, parte do conjunto de APIs ambientais do Google Maps, permite mapear o local ideal para a instalação de painéis solares utilizando inteligência artificial.

A nova API oferece dados sobre mais de 320 milhões de edifícios em 40 países, incluindo EUA, França, Itália, Espanha e Japão. Ainda não está disponível no Brasil.

Como Funciona a API Solar?

Para desenvolver a API Solar, o Google treinou um modelo de IA para extrair diretamente informações 3D sobre a geometria dos telhados, juntamente com detalhes sobre árvores e sombras, a partir de imagens aéreas. A API Solar também considera fatores como padrões meteorológicos históricos, custos de energia e outros dados de cada região.

Com essa tecnologia, integradores de energia solar podem obter informações detalhadas sobre a incidência de luz solar nos edifícios e o potencial de redução no consumo de energia antes mesmo de visitar a área. Isso facilita uma instalação mais rápida e eficiente.

Recursos da Ferramenta

A API oferece vários recursos que beneficiam o mercado solar, incluindo dois endpoints distintos: Building Insights e Data Layers.

• Building Insights: Fornece detalhes sobre a localização, dimensões e potencial solar de um edifício. Contém informações como o tamanho e a inclinação do telhado, além da produção de energia estimada de um conjunto de telhados. Esses dados podem ser usados para avaliar os benefícios potenciais da instalação de energia solar, ajudando os proprietários de casas e edifícios a explorar e comparar diferentes opções até encontrar a mais adequada.

• Data Layers: Proporciona dados mais detalhados sobre uma área ao redor de uma localização específica. Inclui informações sobre sombreamento que podem afetar o desempenho do sistema e um modelo digital do telhado, facilitando o posicionamento e design preciso do sistema. Esses dados podem ser usados pelos instaladores para criar propostas detalhadas ou por desenvolvedores de SaaS para automatizar o design de soluções de painéis solares mais eficientes.

A Google API Solar representa um avanço significativo na maneira como projetamos e implementamos a energia solar em edificações. Com a ajuda da inteligência artificial, a ferramenta facilita a análise de potencial solar de forma precisa e eficiente, promovendo um futuro mais sustentável e energeticamente eficiente.

Conclusão

A inteligência artificial está desempenhando um papel crucial na promoção da energia solar e no planejamento urbano sustentável. Ao tornar o processo de avaliação de áreas urbanas mais rápido, preciso e acessível, a IA está ajudando a superar barreiras e incentivar a adoção de fontes de energia renovável. As aplicações discutidas demonstram o potencial dessa tecnologia em transformar a maneira como abordamos o desenvolvimento urbano, contribuindo para um futuro mais sustentável.

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